PERANCANGAN ULANG STRUKTUR ATAS HOTEL IBIS STYLES YOGYAKARTA. Laporan Tugas Akhir. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana dari

Transkripsi

1 PERANCANGAN ULANG STRUKTUR ATAS HOTEL IBIS STYLES YOGYAKARTA Laporan Tugas Akhir Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana dari Universitas Atma Jaya Yogyakarta Oleh : LOVEANDRE DWI HARISAPUTRA NPM. : PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA April 2015

2

3

4

5 KATA HANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan berkat, rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan ini disusun sebagai syarat kelulusan pendidikan tinggi Strata-1 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Penulis menyadari tanpa bimbingan dan petunjuk dari berbagai pihak, penyusun akan mengalami kesulitan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini, antara lain kepada: 1. Bapak Prof. Ir. Yoyong A., M.Eng., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta, dan selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing penulis sampai menyelesaikan laporan Tugas Akhir; 2. Bapak J. Januar Sudjati, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya Yogyakarta; 3. Seluruh Dosen dan Staf di Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta, yang telah membimbing penulis selama proses perkuliahan di Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 4. Kedua Orang Tua penulis Papa Ariyanto dan Mama Ika Mustika Handayani, kakakku Loveandre Danang Handriyanto, adikku Loveandre Fauzi Hariyanto yang selalu memberi doa, dukungan, dorongan, dan semangat selama pengerjaan tugas akhir ini; v

6 5. Keluarga Komunitas GARUDA KATOLIK UAJY (Vendix, Atana, Mela, Diva, vano, Ririn, Age, Frengky, Dhinnar, bang Dana, mbak Eta, Mas Nico, Defi, Lala, Anin, Berto, Bangkit, Otin, Owen, mbak Elis, dkk), Komunitas PSSB UAJY (Joeky, Hadien, Lisa, Onen, Sigit, Aji, Grazia, Okta, Lina, Bagas, Rico, Andre, dkk), karyawan KKACM UAJY (Bu Suryanti, Romo Budi, Suster Natalia, Mas Bayu, Pak Kris, Mas Kris, Pak Bowo, Bu Asih, Pak Pur), dan Avant Garde Voice. 6. Keluarga Bulurejo KKN 65 (Denice, Ci Yani, Ko Tedy, mas Hari, Mas Ade, Pak Mia, kak Novi, Pak Samsudi, bu Sugilah, Ratih, Tata, Mbah Wasmo, Mbah Rono, Dio, Athug,) 7. Rekan-rekan Staff dan Asisten Laboratorium Penyelidikan Tanah (Ibu Sumiyati Gunawan, S.T., M.T., Sdr. Oktoditya, Boni, Cici Cinthya, Rudi, Nico, Doni, Indah, Tius, Pras, Mas Ibnu). 8. Rekan-rekan Sahabat mahasiswa Teknik Sipil (Hans, Winda, Myra, Lisa, Catur, Ina, Awan, Hizkia, Ivan, Lian, Mas Eric, Dermawan, Ian, Deva, Tedy, dkk) yang sudah membantu penulis selama proses perkuliahan di Universitas Atma Jaya Yogyakarta, dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satupersatu. Yogyakarta, April 2015 Loveandre Dwi Harisaputra NPM : vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PENGESAHAN... ii PERNYATAAN... iv KATA HANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN... xv INTISARI... xviii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan dan Batasan Masalah Keaslian Tugas Akhir Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pembebanan Struktur Konsep Perancangan Struktur Ketentuan Umum... 6 BAB III LANDASAN TEORI Kombinasi Beban Terfaktor Klasifikasi Situs Wilayah Gempa dan Spektrum Respons Faktor Keutamaan dan Kategori Risiko Struktur Bangunan Kategori Desain Seismik Struktur Penahan Beban Gempa Perioda Fundamental Pendekatan Prosedur Gaya Lateral Ekivalen Geser Dasar Seismik Distribusi Vertikal Gaya Gempa Distribusi Horisontal Gaya Gempa vii

8 3.8.4 Penentuan Simpangan Antar Lantai Kekuatan Desain Komponen Struktur Lentur Rangka Momen Khusus Tulangan Longitudinal Tulangan Transversal Persyaratan Kekuatan Geser Gaya Desain Tulangan Transversal Komponen Struktur Rangka Momen Khusus yang Dikenai Beban Lentur dan Aksial Kekuatan Lentur Minimum Kolom Tulangan Memanjang Tulangan Transversal Persyaratan Kekuatan Geser Hubungan Balok-Kolom BAB IV ESTIMASI DIMENSI ELEMEN STRUKTUR Perhitungan Berat Satuan Estimasi Dimensi Balok Estimasi Dimensi Pelat Pelat satu arah Plat Dua Arah Estimasi Dimensi Kolom Estimasi Dimensi Dinding Geser Estimasi Dimensi Tangga Perhitungan Gaya Geser Gempa Kategori Resiko Faktor Keutamaan Parameter Ss dan S Kelas Situs Koefisien Situs Parameter Percepatan Spektral Respons pada Periode Pendek (SMS) dan Periode 1 Detik (SM1) berdasarkan MCER Parameter Percepatan Spektral Respons Rencana pada Periode Pendek (SDS) dan Periode 1 Detik (SD1) Kategori Desain Seismik (KDS) viii

9 4.7.9 Pemilihan Sistem Struktur Desain Respons Spektrum Periode Fundamental Struktur Koefisien Respons Seismik Berat Bangunan Partisipasi Massa Geser Dasar Seismik Distribusi Vertikal Gaya Gempa Simpangan Antar Lantai Pengaruh Torsi BAB V PERANCANGAN STRUKTUR Penulangan Pelat Pelat Satu Arah Pelat Dua Arah Penulangan Tangga Tulangan Tumpuan Tulangan Lapangan Tulangan Susut Kontrol Terhadap Geser Penulangan Balok Bordes Tulangan Longitudinal Tumpuan Tulangan Longitudinal Lapangan Tulangan Transversal Penulangan Balok Induk Tulangan Longitudinal Tumpuan Tulangan Longitudinal Lapangan Tulangan Transversal Perancangan Kolom Pengaruh Kelangsingan Kolom Penulangan Longitudinal Kolom Kuat Kolom Penulangan Transversal Kolom Hubungan Balok Kolom Perhitungan Dinding Geser ix

10 5.7.1 Menentukan Tulangan Vertikal dan Horisontal Menentukan Tulangan Geser Menentukan Komponen Batas Khusus BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Klasifikasi Situs... 8 Tabel 3.2 Koefisien Situs, Fa... 9 Tabel 3.3 Koefisien Situs, Fv... 9 Tabel 3.4 Faktor Keutamaan Gempa Tabel 3.5 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda Pendek Tabel 3.6 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda 1 Detik Tabel 3.7 Koefisien Untuk Batas Atas Pada Perioda yang Dihitung Tabel 3.8 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x Tabel 3.9 Faktor Reduksi Kekuatan ϕ Tabel 4.1 Dimensi Balok Tabel 4.2 Dimensi Kolom Tabel 4.3 Data Pembebanan Pada Tangga Tabel 4.4 Momen dan Gaya Geser Tangga Tabel 4.5 Desain Respons Spektrum Tabel 4.6 Berat Seismik Efektif Struktur Tabel 4.7 Jumlah Partisipasi Massa Tabel 4.8 Geser Dasar Untuk Masing-Masing Beban Gempa Tabel 4.9 Perhitungan Distribusi Vertikal Gaya Gempa Tabel 4.10 Simpangan Antar Lantai Arah x Tabel 4.11 Simpangan Antar Lantai Arah y Tabel 4.12 Pemeriksaan Pengaruh Torsi Pada Arah-x Tabel 4.13 Pemeriksaan Pengaruh Torsi Pada Arah-y Tabel 5.1 Penulangan Pelat Lantai Satu Arah Tabel 5.2 Penulangan Pelat Lantai Dua Arah Tabel 5.3 Penulangan Tangga Tabel 5.4 Gaya Pada Balok Bordes Tabel 5.5 Penulangan Balok Bordes Tabel 5.6 Gaya Pada Balok Induk Tabel 5.7 Penulangan Balok Induk Tabel 5.8 Hasil Perhitungan Penulangan Balok Tabel 5.9 Gaya Kolom C17 lantai xi

12 Tabel 5.10 Ik/lk Kolom C17 Arah Sumbu-x dan Sumbu-y Tabel 5.11 Ib/lb Balok Tabel 5.12 Pengecekan Kebutuhan Komponen Batas Khusus xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Variasi ϕ dengan regangan tarik neto dalam baja tarik terluar Gambar 4.1 Estimasi Dimensi Balok Gambar 4.2 Estimasi Dimensi Kolom Gambar 4.3 Denah Tangga Gambar 4.4 Pemodelan Tangga Gambar 5.1 Momen Pelat (lebih dari dua bentang) Gambar 5.2 Penulangan Pada Pelat Satu Arah Gambar 5.3 Penulangan Pada Pelat Dua Arah Gambar 5.4 Bending Momen Diagram Tangga Gambar 5.5 Penulangan Pelat Tangga Gambar 5.6 Gaya Geser Balok Bordes Gambar 5.7 Penulangan Balok Bordes Gambar 5.8 Gaya Geser Balok Induk Gambar 5.9 Penampang Balok Induk (400 x 700) Gambar 5.10 Penulangan Balok Induk (400 x 700) Gambar 5.11 Diagram Interaksi Kolom C Gambar 5.12 Penampang Kolom Lantai Gambar 5.13 Penulangan Kolom Lantai Gambar 5.14 Hubungan Balok Kolom Gambar 5.15 Penulangan Pier xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Gambar A.1 Tabel Momen Pelat Gambar A.2 Diagram Interaksi Kolom Gambar A.3 Hasil Pemodelan Struktur Pada Software ETABS v Gambar A.4 Penempatan Balok Lantai Gambar A.5 Penempatan Balok Lantai Gambar A.6 Penempatan Balok Lantai Gambar A.7 Penempatan Balok Lantai Gambar A.8 Penempatan Balok Lantai Gambar A.9 Penempatan Balok Lantai Gambar A.10 Penempatan Balok Lantai Gambar A.11 Penempatan Balok Lift Gambar A.12 Potongan Arah Sumbu-x Gambar A.13 Potongan Arah Sumbu-y Lampiran B.1 Data ETABS xiv

15 ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN Ach = luas penampang dari sisi luar ke sisi luar tulangan tranversal, mm 2 Acv = luas bruto penampang beton yang dibatasi oleh tebal badan dan panjang penampang dalam arah gaya geser yang ditinjau, mm 2, Ag = luas bruto, mm 2, Aj = luas efektif joint, mm 2, As = luas tulangan tarik non-prategang, mm 2, Ash = luas tulangan sengkang, mm 2, Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, mm 2, B = lebar penampang, mm, Bw = lebar bagian badan, mm, C1 = nilai faktor respons gempa, Cm = koefisien momen, d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik, mm, d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tekan, mm, DF = faktor distribusi momen untuk kolom, di = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i, mm, Ec = modulus elastisitas beton, MPa, EI = kekakuan lentur komponen struktur tekan, N-mm 2, Es = modulus elastisitas tulangan, MPa, f c = kuat tekan beton karakteristik, MPa, Fi = gaya gempa tiap lantai, kn, fy = kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan non-prategang, MPa, g = gaya gravitasi, m/detik 2, h = tinggi penampang, mm, hc = dimensi penampang inti kolom diukur dari sumbu ke sumbu tulangan pengekang, mm, hi = tinggi lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, mm, hw = tinggi dinding keseluruhan atau segmen dinding yang ditinjau, mm, hx = spasi horizontal maksimum untuk kaki kaki sengkang tertutup atau sengkang ikat pada semua muka kolom, mm, I = faktor keutamaan gedung, Ib = momen inersia balok, mm 4, Ig = momen inersia bruto, mm 4, Ik = momen inersia kolom, mm 4, k = faktor panjang efektif komponen struktur tekan, L = panjang bentang, mm, lo = panjang minimum diukur dari muka join sepanjang sumbu komponen struktur, dimana harus disediakan tulangan transversal, mm, xv

16 = panjang bersih antar lantai, mm, = panjang keseluruhan dinding atau segmen dinding yang ditinjau dalam arah gaya geser, mm, = panjang bentang pendek, mm, = panjang bentang panjang, mm = momen akibat gaya aksial, knm, = momen kapasitas akibat gempa, knm, = kuat momen nominal pada penampang, knm, = momen kapasitas positif pada penampang, knm, = momen kapasitas negatif pada penampang, knm, = momen terfaktor pada penampang, knm, n = jumlah lantai tingkat struktur gedung, NDL = gaya aksial akibat beban mati, kn, NLL = gaya aksial akibat beban hidup, kn, Nu = beban aksial terfaktor yang terjadi bersamaan dengan Vu, kn, Pc = beban kritis, kn, Pn = kuat nominal penampang yang mengalami tekan, kn, Pu = beban aksial terfaktor, kn, QDL = beban mati per satuan luas, kn/m 2, QLL = beban hidup per satuan luas, kn/m 2, R = faktor reduksi gempa, Rn = tahanan momen nominal, kn/mm 2, r = radius girasi, mm, s = jarak antar tulangan, mm, T1,T2 = gaya tarik tulangan, kn, T1 = waktu getar alami fundamental struktur gedung, detik, Ux = simpangan arah x, mm, Uy = simpangan arah y, mm, V = gaya geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh gempa rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur, kn, V1 = gaya geser dasar nominal yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung dengan tingkat daktilitas umum, kn, Vc = gaya geser nominal yang disumbangkan oleh beton, kn, Ve = gaya geser akibat gempa, kn, Vg = gaya geser akibat beban gravitasi, kn, Vh = gaya geser horizontal, kn, Vj = gaya geser pada joint, kn, Vn = kuat geser nominal, kn, Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, kn, = gaya geser terfaktor pada penampang, kn, lu lw lx ly Me Mg Mn Mpr Mpr Mu Vu xvi

17 Wu kn/m, Wi Wt c s Φ ρ ρn ρv ζ ψ = beban terfaktor per unit panjang dari balok atau per unit luas pelat = berat lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, kn, = berat total gedung, kn, = koefisien yang mendefinisikan kontribusi relative dari tahanan beton terhadap tahanan dinding, = selisih simpangan antar tingkat, mm, = faktor reduksi kekuatan, = rasio tulangan tarik non-prategang, = rasio luas tulangan yang tersebar pada bidang yang paralel bidang Acv terhadap luas beton bruto yang tegak lurus terhadap tulangan tersebut, = rasio luas tulangan yang tersebar pada bidang yang tegak lurus bidang Acv terhadap luas beton bruto Acv, = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung, = faktor kekangan ujung kolom, xvii

18 INTISARI PERANCANGAN ULANG STRUKTUR ATAS HOTEL IBIS STYLES YOGYAKARTA, Loveandre Dwi Harisaputra NPM , tahun 2015, PPS Struktur, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Tingginya tingkat kunjungan wisatawan ke kota Yogyakarta berpengaruh pada kebutuhan penginapan di Yogyakarta. Tingginya kebutuhan akan adanya hotel bintang di kota Yogyakarta menyebabkan maraknya pembangunan hotel bintang. Salah satu kendala yang sering dijumpai adalah keterbatasan lahan. Untuk mengatasi kendala tersebut, maka alternatif yang umum dilakukan adalah bangunan dibangun secara bertingkat. Banyak faktor yang mempengaruhi suatu perancangan struktur bangunan bertingkat tinggi. Faktor-faktor tersebut antara lain lokasi bangunan, fungsi bangunan, bentuk bangunan, dan konstruksi yang akan digunakan. Oleh karena itu, dibutuhkan ketelitian dan kesesuaian dengan aturan yang berlaku agar struktur bangunan yang dirancang memenuhi syarat keamanan bagi pengguna bangunan. Hotel Ibis Styles Yogyakarta terdiri dari 1 basement dan 7 lantai. Bangunan berada pada Kategori Desain Seismik D. Sistem struktur yang diterapkan pada struktur bangunan Hotel Ibis Styles Yogyakarta adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Perancangan komponen struktur meliputi perancangan pelat, tangga, balok, kolom, joint balok kolom, dan dinding geser. Pembebanan tediri dari beban mati, beban hidup yang mengacu pada PPI Perencanaan elemen struktur menggunakan SNI 2847:2013. Mutu beton f c=30 MPa. Mutu baja fy=240 MPa untuk diameter tulangan kurang dari 12 mm, fy=400 MPa untuk diameter tulangan lebih dari atau sama dengan 12 mm. Analisis perencanaan ketahanan gempa mengacu pada SNI 1726:2012. Analisis struktur menggunakan program ETABS v Hasil perencanaan struktur yang diperoleh pada tugas akhir ini berupa dimensi pelat, tangga, balok, kolom, joint balok kolom, dan dinding geser dan penulangannya. Penulangan komponen struktur yang dirancang pada tugas akhir ini adalah pelat lantai gedung, pelat atap, pelat lantai kolam renang, dinding kolam renang, Tangga dengan ketinggian 3,2m, tangga dengan ketinggian 4,2m, tangga dengan ketinggian 3,25m, balok bordes 300x450 mm 2, balok B1 400x700 mm 2, balok B2 400x600 mm 2, balok B3 300x500 mm 2, balok anak BA1 300x600 mm 2, balok anak BA2 300x450 mm 2, kolom C17 750x750mm 2, joint balok kolom lantai 3, dan dinding geser LIFT1. Kata kunci : perancangan, bangunan tingkat tinggi, Analisis gempa, SRPMK, pelat lantai, balok, kolom, tangga, HBK, joint, dinding geser xviii