PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

Transkripsi

1 EVALUASI KEKUATAN DAN DETAILING TULANGAN HUBUNGAN BALOK KOLOM (JOINT) BETON BERTULANG SESUAI SNI 2847:2013 DAN SNI 1726:2012 (STUDI KASUS : HOTEL PESONNA DI SEMARANG) Evaluation The Strenght and Detail of Beam and Column Connection (Joint) Reinforced Concrete According to SNI 2847:2013 and SNI 1726:2012 (Case Study : Pesonna Hotel at Semarang) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : BAKHTIYAR ADI KURNIAWAN NIM. I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2

3

4 MOTTO Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu (QS Al-Baqarah:45) Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (QS An-Nasyr:6) Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (QS Ar-Rad :11) Gantungkan cita-citamu setinggi langit! Bermimpilah setinggi langit. Jika engkau jatuh, engkau akan jatuh diantara bintang-bintang (Ir.Soekarno) Do the best at everything When you lose your hope, look back and see how far you have done, the goal already in front of you Keep calm and keep move iv

5 PERSEMBAHAN ALLAH SWT Alhamdulillahirabbil alamin Bapak, Ibu dan Kakak-kakak Terima kasih atas semua upaya, dorongan, motivasi, support, doa dan segala yang telah diberikan hingga berada di tahap ini dan seterusnya Bapak Ir. Supardi M.T. dan Bapak Edi Purwanto S.T., M.T. Terima kasih atas bimbingan serta masukan-masukan yang diberikan sehingga bisa terselesaikanya skripsi ini Teman-teman satu bimbingan Bapak Supardi S.T., M.T. Terima kasih atas perjuangan bersamanya, saling memberi ilmu, saling menyemangati. Semoga kita akan selalu jadi partner sampai akhirnya nanti. Teman-teman Kendiaalll dan Teman-teman Kampret Ranger Terima kasih semangatnya dan saling menyemangatinya kita, semoga persaudaraan kita hingga akhir nanti Teman-teman satu angkatan Teknik Sipil Transfer 2013 Universitas Sebelas Maret Surakarta Semua orang yang mendukung, menyemangati dan mendoakan saya. v

6 ABSTRAK Bakhtiyar Adi Kurniawan, 2016, Evaluasi Kekuatan dan Detailing Tulangan Hubungan Balok Kolom (Joint) Beton Bertulang Sesuai dengan SNI 2847:2013 dan SNI 1726:2012 (Studi Kasus: Hotel Pesonna di Semarang), Skripsi, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Keselamatan bangunan diukur dari kekuatan struktur bangunan tersebut karena beban-beban yang bekerja terhadapnya. Salah satunya adalah beban gempa beban yang diatur oleh Standar Nasional Indonesia (SNI) 1726:2012. Daerah Hubungan balok kolom merupakan bagian penting dari struktur bangunan beton bertulang. Banyak dari struktur tersebut mengalami keruntuhan yang disebabkan oleh kesalahan desain hubungan balok kolom. Tujuan dari skripsi ini adalah untuk mengevaluasi kekuatan dan detailing hubungan balok kolom menurut standar terbaru dari SNI 2847:2013. Penelitian ini menggunakan metode studi kasus dengan tiga tahap. Tahapan tersebut adalah tahap input, analisis dan output. Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan model komputer dan output dari penelitian ini adalah perbandingan antara hasil dari perhitungan kekuatan dan detailing dengan data yang ada di lapangan. Penelitian ini menyimpulkan bahwa hubungan balok kolom eksisiting telah memenuhi kekuatan dan detailing yang disyaratkan pada SNI 2847:2013 dan SNI 1726:2012. Kata kunci: hubungan balok kolom, Standar Nasional Indonesia (SNI) 2847:2013, Standar Nasional Indonesia (SNI) 1726:2012, ETABS vi

7 ABSTRACT Bakhtiyar Adi Kurniawan, 2016, Evaluation of The Strength and Detailing Beam Column Connection (Joint) Rainforced Concrete According to SNI 2847:2013 and SNI 1726:2012 (Case Study : Pesonna Hotel at Semarang), A Thesis, Civilian Engineering Department of Technical Faculty, Surakarta. The safety of building is measurement by the strength of the building structure due to loads. One of the loads is earthquake load which arranged by Indonesian National Standard (SNI) 1726:2012. The connection of beam and column area is a critical area from the reinforced concrete building. Many of that structure collapse caused by the failure of beam-column design. The purpose of this thesis is to evaluate the strength and beam-column connection detail according to the recent standard SNI 2847:2013. This research use case study with three steps. The steps are input, analysis and output. Analysis of structure is implemented by computer model and the output of this research is comparison of the strength and detailing calculation with the real condition. The conclusion of this research is the existing of beam-column connection satisfy the strength and detailing based on SNI 2847:2013 and 1726:2012. Keywords: beam-column connection, Indonesian National Standard (SNI) 2847:2013, Indonesian National Standard (SNI) 1726:2012, ETABS vii

8 PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan karunia dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Proposal Skripsi dengan judul Evaluasi Kekuatan dan Detailing Tulangan Hubungan Balok Kolom (Joint) Sesuai SNI 2847:2013 dan SNI 1726:2012 (Studi Kasus: Hotel 10 Lantai di Semarang) dengan baik dan lancar Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan adanya penulisan skripsi ini diharapkan dapat memberikan wacana dan manfaat khususnya bagi penulis sendiri dan bagi orang lain pada umumnya. Atas bantuan dan kerjasama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf, 2. Bapak Ir. Supardi, M.T. dan Bapak Edy Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing, 3. Bapak dan Ibu serta yang selalu memotivasi penulis untuk menimba ilmu dengan sebaik-baiknya dimanapun penulis berada, 4. Semua pihak yang banyak membantu dan memberi dorongan sampai selesainya Skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pemikiran bagi pembaca, karena banyak kekurangan yang masih harus diperbaiki. Kritik dan saran akan penulis terima untuk kesempurnaan tulisan ini. Surakarta, Juni 2016 Penyusun viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv vi viii ix xi xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB 2 DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Hubungan Balok-Kolom (Joint) Konsep Dasar Perancangan Sistem Struktur Beton Bertulang Penahan Beban Gempa Konsep Desain Terhadap Beban Gempa Persyaratan Material Konstruksi Pembebanan Penentuan Kategori Desain Seismik Distribusi Gaya Lateral Pemodelan Struktur Evaluasi Hubungan Balok Kolom ix

10 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Gambaran Umum Pemodelan Struktur Metode Penelitian BAB 4 PEMBAHASAN DAN HASIL 4.1. Deskripsi Kondisi Eksisting Gedung Deskipsi Umum Pembebanan Beban Gempa (Seismic) Beban Mati (Dead Load) Beban Mati Tambahan Beban Hidup Hasil Analisis ETABS Defleksi dan simpangan antar lantai Momen Balok Terbesar Geser Balok Terbersar Aksil Kolom Terbesar Geser Kolom Terbesar Evaluasi Hubungan Balok Kolom (Joint) Penentuan Lokasi Tinjauan Joint Evaluasi Dimensi Hubungan Balok Kolom Evaluasi Kekuatan Hubungan Balok Kolom Evaluasi Detailing Hubungan Balok Kolom BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN 5.1. Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x

11 LAMPIRAN A INPUT PEMBEBANAN A.1. Beban Gempa... A-1 A.2. Beban Mati (Dead Load)... A-20 A.3. Beban Mati Tambahan (Superimposed)... A-20 A.4. Beban Hidup (Live Load)... A-21 A.5. Kombinasi Pembebanan... A-23 LAMPIRAN B ANALISA EVALUASI HUBUNGAN BALOK-KOLOM (JOINT) B.1. Penentuan Lokasi Tinjauan Joint... B-1 B.2. Evaluasi Dimensi Joint... B-4 B.3. Evaluasi Kuat Geser Joint... B-10 B.4. Evaluasi Detailing Joint... B-22 LAMPIRAN C SHOP DRAWING GEDUNG STUDI KASUS... C-1 LAMPIRAN D ANALISA GEOTEKNIK GEDUNG STUDI KASUS D.1. Latar Belakang... D-1 D.2. Tujuan Penyelidikan Tanah... D-1 D.3. Lingkup Pekerjaan... D-1 D.4. Metodologi Penyelidikan... D-2 D.5. Lokasi Pengujian... D-4 D.6. Interpretasi Hasil Pengujian Lapangan... D-4 D.7. Daya Dukung Pondasi Tiang... D-8 D.8. Saran Dan Kesimpulan... D-8 LAMPIRAN F SUMMARY REPORT ETABS 1. Structure Data Loads Analysis Results... 3 xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Kegagalan Struktur Hubungan Balok-Kolom... 2 Gambar 1.2. Tampak Depan Hotel Tempat Studi Kasus... 3 Gambar 2.1. Kerusakan Gempa Yogyakarta (2006) dan Padang (2009)... 5 Gambar 2.2. Tipe atau Jenis dari Hubungan Balok-Kolom... 8 Gambar 2.3. Perbedaan Respon SRPM (a) Terhadap beban gravitasi; (b) Terhadap beban lateral (beban gempa) Gambar 2.4. Portal Balok-Kolom Penahan Beban Lateral Gambar 2.5. Peta Besaran Nilai S S pada SNI 1726: Gambar 2.6. Peta Besarnan Nilai S 1 pada SNI 1726: Gambar 2.7. Gaya gaya yang bekerja pada joint interior dan eksterior.. 31 Gambar 2.8. Luas efektif hubungan balok kolom (joint) Gambar 3.1 Model Struktur Gedung Studi Kasus Gambar 3.2. Denah Lantai Dasar Gedung Studi Kasus Gambar 3.3. Diagram Alir Metode Penelitian Gambar 3.4. Diagram Alir Analisa Gempa Gambar 3.5. Diagram Alir Analisis Hubungan Balok-Kolom Gambar 4.1 Denah Strutur Gedung Tempat Studi Kasus Gambar 4.2. Potongan Memanjang Strutur Bangunan Gambar 4.3. Potongan Melintang Strutur Bangunan Gambar 4.4 Peta Parameter Percepatan Gempa Perioda Pendek (S S ) Gambar 4.5 Peta Parameter Percepatan Gempa Perioda 1,0 detik (S 1 ) Gambar 4.6. Element Struktur yang diperhitungkan Perhitungan Berat Struktur Gambar 4.7. Periode Fundamental Dari Analisa ETABS Gambar 4.8. Kurva Respon Spektra dengan T yang dipakai Gambar 4.9 Simpangan Antar Lantai Hasil Analisis ETABS arah sumbu x Gambar 4.10 Simpangan Antar Lantai Hasil Analisis ETABS arah sumbu y xii

13 Gambar 4.11 Lokasi Joint yang ditinjau Gambar Gaya gaya yang bekerja pada joint interior dan eksterior.. 58 Gambar Detailing Tulangan Transversal Pada Joint Interior Gambar Detailing Panjang Penyaluran Tulangan Longitudinal Balok Eksisting Pada Joint Gambar A.1. Peta Parameter Percepatan Gempa Perioda Pendek (S S )... A-2 Gambar A.2. Percepatan Gempa Perioda 1,0 detik (S 1 )... A-2 Gambar A.3. Kurva Respon Spektra Bangunan Studi Kasus... A-5 Gambar A.4. Element Struktur yang diperhitungkan Perhitungan Berat Struktur... A-7 Gambar A.5. Arah Mata Angin Pada Struktur Bangunan... A-12 Gambar A.6. Periode Fundamental Dari Analisa ETABS... A-13 Gambar A.7. Kurva Respon Spektra dengan T yang dipakai... A-14 Gambar A.8. Ilustrasi Dorongan Gempa Pada Pusat Massa dengan Beban Gempa 100% x + 30% y... A-18 Gambar A.9. Ilustrasi Dorongan Gempa Pada Pusat Massa dengan Beban Gempa 100% y + 30% x... A-19 Gambar A.11. Assign dari Beban Mati Tambahan (Superimposed) pada Pelat... A-21 Gambar A.12. Distribusi Beban Mati Dinding pada Balok... A-21 Gambar A.13. Assign dari Beban Hidup pada Pelat... A-23 Gambar A.14. Kombinasi Beban yang digunakan dalam Analisis ETABS.. A-24 Gambar B.1. Letak Gaya Geser Kolom Terbesar untuk Joint Interior Serta Nilai Gaya Gesernya (Combo 3-2)... B-1 Gambar B.2. Letak Gaya Geser Kolom Terbesar untuk Joint Eksterior Serta Nilai Geser Kolom C107 (Combo5)... B-2 Gambar B.3. Letak Gaya Geser Kolom Terbesar untuk Joint Interior Atap Serta Nilai Geser Kolom C364 (Combo3-1)... B-3 Gambar B.4. Letak Gaya Geser Kolom Terbesar untuk Joint Eksterior Atap Serta Nilai Gaya Gesernya (Combo 2)... B-4 Gambar B.5. Potongan Joint yang ditinjau (a) tampak atas (b) tampak Perspekftif... B-5 xiii

14 Gambar B.6. Gambar B.7. Gambar B.8. Potongan Joint yang ditinjau (a) tampak atas (b) tampak Perspektif... B-7 Potongan Joint yang ditinjau (a) tampak atas (b) tampak Perspektif... B-8 Potongan Joint yang ditinjau (a) tampak atas (b) tampak Perspektif... B-10 Gambar B.9. Gaya gaya yang bekerja pada joint interior dan eksterior... B-11 Gambar B.10. Ilustrasi gaya yang terjadi pada joint interior yang ditinjau... B-13 Gambar B.11. Tinggi kolom pada joint yang ditinjau... B-14 Gambar B.12. Ilustrasi gaya yang terjadi pada joint eksterior yang ditinjau B-16 Gambar B.13. Tinggi kolom pada joint yang ditinjau... B-17 Gambar B.14. Ilustrasi gaya yang terjadi pada joint interior atap yang ditinjau... B-18 Gambar B.15. Tinggi kolom pada joint yang ditinjau... B-19 Gambar B.16. Ilustrasi gaya yang terjadi pada joint eksterior atap yang Ditinjau... B-21 Gambar B.17. Tinggi kolom pada joint yang ditinjau... B-21 Gambar B.18. Detailing Tulangan Transversal Joint Interior... B-25 Gambar B.19. Detailing Tulangan Transversal Joint Eksterior... B-27 Gambar B.20. Detailing Tulangan Transversal Joint Interior Atap... B-30 Gambar B.21. Detailing Tulangan Transversal Joint Eksterior Atap... B-32 Gambar B.22. Detailing Panjang Penyaluran Tulangan Longitudinal Gambar D.1. Gambar D.2. Balok Eksisting Pada Joint... B-34 Klasifikasi tanah dari hubungan nilai (Cone Resistance) qc dan (Friction Ratio) FR menurut USCS (1983)... D-5 Klasifikasi tanah dari hubungan nilai Cone Resistance (qc) dan Friction Ratio (Fr) menurut Schmertmann... D-6 xiv

15 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Ketentuan Pasal SNI 2847:2013 dan Faktor yang Mempengaruhi... 7 Tabel 2.2. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung Tabel 2.3. Beban hidup terdistribusi merata minimum, Lo dan beban hidup terpusat minimum Tabel 2.4. Kategori resiko gempa untuk bangunan gedung non gedung Tabel 2.5. Faktor Keutamaan Gempa (Ie) Tabel 2.6. Klasifikasi Situs Tabel 2.7. Koefisien Situs Pada Periode Pendek (Fa) Tabel 2.8. Koefisien Situs Pada Periode 1,0 detik (Fv) Tabel 2.9. Kategori desain seismik berdasarkan nilai S DS Tabel Kategori desain seismik berdasarkan nilai S D Tabel 2.11 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung Tabel 2.12 Nilai parameter perioda pendekatan C t dan x Tabel 2.13 Nilai eksponen k Tabel 4.1. Berat struktur perlantai gedung studi kasus Tabel 4.2. Distribusi Beban Gempa dengan Asumsi Pembagian Beban Gempa Tabel 4.3. Distribusi Beban Gempa dengan Asumsi Pembagian Beban Gempa Tabel 4.4. Kombinasi Beban yang digunakan dalam Modeling ETABS Tabel 4.5 Defleksi Maksimum Akibat Beban Gempa sumbu x Tabel 4.6 Defleksi Maksimum Akibat Beban Gempa sumbu y Tabel 4.7. Lokasi Joint Yang Ditinjau Tabel 4.8. Dimensi Joint Eksisting dan Daerah yang menyebabkan Geser. 57 Tabel 4.9. Besarnya Momen Kapasitas Yang Merangka Pada Joint Yang Ditinjau Tabel Perhitungan Kuat Geser Nominal Joint (Reduksi Ø = 0,75) Tabel Perhitungan Tulangan Transversal Joint Tabel Data panjang penyaluran commit join to eksisting user xv

16 Tabel A.1. Kategori Resiko Struktur Bangunan II... A-1 Tabel A.2. Faktor Keutamaan Gempa (Ie)... A-2 Tabel A.3. Klasifikasi Situs... A-3 Tabel A.4. Koefisien Situs Pada Periode Pendek (Fa)... A-4 Tabel A.5. Koefisien Situs Pada Periode 1 detik (Fv)... A-4 Tabel A.6. Kategori desain seismik berdasarkan nilai S DS... A-6 Tabel A.7. Kategori desain seismik berdasarkan nilai S D1... A-6 Tabel A.8. Ketentuan Pasal SNI Beton... A-6 Tabel A.9. Nilai parameter perioda pendekatan C t dan x... A-12 Tabel A.10. Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung... A-13 Tabel A.11. Koefisien Eksponen k... A-16 Tabel A.12. Tabel Perhitungan Distribusi Gempa Pada Gedung Hotel Arah Sumbu x... A-17 Tabel A.13. Tabel Perhitungan Distribusi Gempa Pada Gedung Hotel Arah Sumbu y... A-17 Tabel A.14. Asumsi pembagian arah beban gempa... A-18 Tabel A.15. Asumsi pembagian arah beban gempa... A-19 Tabel A.16. Beban Hidup Menurut SNI 1727: A-22 Tabel A.17. Kombinasi Beban yang digunakan dalam Modeling ETABS... A-23 Tabel B.1. Data panjang penyaluran join eksisting... B-33 Tabel D.1. Hubungan antara N-SPT, konsistensi dan Kekuatan Geser Undrained (Cu) untuk tanah kohesif (BS 8002)... D-6 Tabel D.2. Hubungan antara N-SPT, Relative Density, qc dan Sudut Geser Dalam Tanah pada tanah Pasir (Cohesionless Soils) by Tomlinson... D-7 Tabel D.3. Hubungan antara N-SPT, Relative Density, qc dan Sudut Geser Dalam Tanah pada tanah Pasir (Cohesionless Soils)... D-7 Tabel D.4. Hubungan antara N-SPT, dan tahanan konus (qc) Untuk semua jenis tanah (Schertmann, 1970)... D-7 xvi