PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG QUEST HOTEL YOGYAKARTA

Transkripsi

1 PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG QUEST HOTEL YOGYAKARTA Laporan Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dari Universitas Atma Jaya Yogyakarta Oleh : IWAN PRAMATA LAURENS NPM. : PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA JULI 2013 i

2 PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul: PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG QUEST HOTEL YOGYAKARTA benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan hasil plagiasi dari karya orang lain. Ide, data hasil penelitian maupun kutipan baik langsung maupun tidak langsung yang bersumber dari tulisan atau ide orang lain dinyatakan secara tertulis dalam Tugas Akhir ini. Apabila terbukti dikemudian hari bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil plagiasi, maka ijazah yang saya peroleh dinyatakan batal dan akan saya kembalikan kepada Rektor Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Yogyakarta, Yang membuat pernyataan ( Iwan Pramata Laurens) ii

3 iii

4 iv

5 The Secret Doakan, Sugestikan Keinginan Dalam Hatimu Apa yang Kamu Inginkan Kelak. Akan Kamu Temukan dan Dapatkan Keinginan Itu Skripsi ini kupersembahkan untuk : Tuhan Yesus Kristus, Papa & Mama, Saudara-saudaraku, & Semua sahabat- sahabatku. v

6 KATA HANTAR Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat, bimbingan dan perlindungan-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai syarat menyelesaikan pendidikan tinggi Program Strata-1 di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Penulis berharap melalui tugas-akhir ini semakin menambah dan memperdalam ilmu pengetahuan dalam bidang Teknik Sipil baik oleh penulis maupun pihak lain. Dalam menyusun Tugas Akhir ini penulis telah mendapat banyak bimbingan, bantuan, dan dorongan moral dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada. 1. Dr. Ir. AM. Ade Lisantono, M.Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 2. J. Januar Sudjati, ST., MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 3. Ir. Agustinus Wahjono, MT., selaku Dosen Pembimbing yang telah dengan sabar meluangkan waktu untuk memberi petunjuk dan membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Orang tua dan saudara-saudaraku yang telah memberikan dukungan, baik dukungan moral maupun materi, 5. Segenap dosen, karyawan dan karyawati Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta, vi

7 6. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Universitas Atma Jaya Yogyakarta yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu per satu, sehingga penyusunan tugas akhir ini dapat terselesaikan. Penulis menyadari penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun. Yogyakarta, Agustus 2013 Iwan Pramata Laurens NPM : vii

8 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... i PERNYATAAN... ii PENGESAHAN... iii PERSEMBAHAN... v KATA HANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN... xiv INTISARI... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah dan Batasan Masalah Keaslian Tugas Akhir Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pembebanan Balok Kolom Pelat Dinding Geser Pondasi Dinding Penahan Tanah...11 BAB III LANDASAN TEORI Analisis Pembebanan Analisis Pembebanan Gempa Perencanaan Pelat Lantai Perencanaan Balok Perencanaan Lentur Perencanaan Geser Tulangan Torsi Perencanaan Kolom Kelangsingan Kolom Gaya Geser Rencana Tulangan Transversal Perencanaan Dinding Geser Perencanaan Tangga Perencanaan Pondasi...31 viii

9 BAB IV ESTIMASI DIMENSI ELEMEN STRUKTUR Estimasi Estimasi Balok Estimasi Dimensi Kolom Perhitungan Beban-Beban Kolom Estimasi Dimensi Tangga Tangga Tipe 1 (H= 4 m) Pembebanan Tangga Tipe 1 dan Bordes Perhitungan Tulangan Pelat Tangga Tipe Tangga Tipe 2 (H= 3,4 m) Pembebanan Tangga Tipe 2 dan Bordes Perhitungan Tulangan Pelat Tangga Tipe Perhitungan Tulangan Balok Bordes Estimasi Tebal Pelat Lantai Perencanaan Pelat Lantai Pembebanan Pelat Analisis Beban Gempa Analisa Terhadap T Rayleigh Kinerja Batas Layan (Δs) Kinerja Batas Ultimit (Δm)...90 BAB V ANALISIS STRUKTUR Perencanaan Balok Struktur Pembebanan Lentur Momen Kapasitas Penulangan Geser Penulangan Torsi Penulangan Longitudinal Tambahan Perencanaan Kolom Penulangan Longitudinal Penulangan Transversal (Geser) Hubungan Balok Kolom Perencanaan Dinding Geser Penentuan Baja Tulangan Horizontal dan Transversal Minimal Control Perlu Adanya Elemen Batas atau Tidak Perencanaan Pondasi Bored Pile Beban Rencana Pondasi Jumlah Kebutuhan Tiang Kontrol Reaksi Masing-Masing Tiang Analisis Geser Pondasi Kontrol Terhadap Geser Dua Arah Kontrol Terhadap Geser Satu Arah Kontrol Pemindahan Beban Kolom Pada Pondasi Perencanaan Tulangan Poer ix

10 Perencanaan Tulangan Bored Pile Dinding Penahan Tanah Pendimensian Dinding Penahan Tanah Data Tanah yang Digunakan Pemeriksaan Stabilitas Dinding Penahan Tanah Perencanaan Tulangan Dinding Penahan Tanah BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x

11 DAFTAR TABEL No No Urut Tabel Nama Tabel Halaman Estimasi Dimensi Kolom Ditinjau Pada Kolom E Hitungan Berat Bangunan Analisa T Rayliegh akibat gempa arah sumbu-y Kinerja Batas Layan Sumbu-X Kinerja Batas Layan Sumbu-Y Kinerja Batas Ultimit Sumbu-X Kinerja Batas Ultimit Sumbu-Y Momen Comb19 B Gaya-Gaya Pengguling yang Bekerja pada Dinding Penahan Tanah Gaya-Gaya Penahan yang Bekerja pada Dinding Penahan Tanah Daftar Nilai Koefisien Daya Dukung Tanah Terzaghi 170 xi

12 DAFTAR GAMBAR No No Urut Gambar Nama Gambar Halaman Distribusi Tegangan Regangan Balok Tributary Area Kolom E Ruang Tangga dan Penampang Tangga Tipe Pembebanan pada Tangga Tipe Ruang Tangga dan Penampang Tangga Tipe Pembebanan pada Tangga Tipe Penulangan Tumpuan Balok Bordes Penulangan Lapangan Balok Bordes Dimensi Pelat Lantai Penampang Balok 1 (400/600) Penampang Balok 3 (300/600) Penampang Balok 2 (400/600) Penampang Balok 4 (400/600) Dimensi Pelat Lantai Penampang Tumpuan Balok Penampang Lapangan Balok Penampang Melintang Balok T Diagram Shear Force Dimensi Keliling Balok T Daerah Aoh Penulangan Tumpuan Balok dengan Tulangan Longitudinal Tambahan Penulangan Lapangan Balok dengan Tulangan Longitudinal Tambahan Arah Gempa pada Pertemuan Balok Kolom Keseimbangan Gaya pada Joint Denah Susunan Tiang Pancang dari Atas Denah Susunan Tiang Pancang Daerah Pembebanan untuk Geser Dua Arah Daerah Pembebanan untuk Geser Satu Arah Dimensi Dinding Penahan Tanah Diagram Tekanan Tanah Pelat Dasar Dinding Penahan Tanah 174 xii

13 DAFTAR LAMPIRAN No No Urut Lampiran Nama Lampiran Halaman 1 1 Gambar Denah Struktur dan Portal Gambar Penulangan Pelat Gambar Penulangan Tangga Input ETABS v Output ETABS v8.5 Balok Tabel Balok Gambar Penulangan Balok Induk Output ETABS v8.5 Kolom Nomogram SNI Diagram Interaksi Kolom Tabel Kolom Gambar Penulangan Kolom Output ETABS v8.5 Dinding Geser Gambar Penulangan Dinding Geser Output ETABS v8.5 Pondasi Gambar Detail Pondasi Gambar Penulangan Dinding Penahan Tanah Input dan Output SAP2000 Tangga Tipe Diagram Momen Tangga Tipe Input dan Output SAP2000 Tangga Tipe Diagram Momen Tangga Tipe Diagram Momen Portal B Data Penyelidikan Tanah 256 xiii

14 ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN A ch = luas penampang dari sisi luar ke sisi luar tulangan tranversal, mm 2, A cp = luas yang dibatasi oleh keliling luar penampang beton, mm 2, A cv = luas bruto penampang beton yang dibatasi oleh tebal badan dan panjang penampang dalam arah gaya geser yang ditinjau, mm 2, A g = luas bruto, mm 2, A j = luas efektif joint, mm 2, Al = luas total tulangan longitudinal yang memikul puntir, mm 2, A o = luas bruto yang dibatasi oleh garis pusat tulangan sengkang torsi terluar, sejarak s, mm 2, A oh = luas yang dibatasi oleh garis pusat tulangan sengkang torsi terluar, mm 2, A s = luas tulangan tarik non-prategang, mm 2, Ash = luas tulangan sengkang, mm 2, A st = luas tulangan, mm 2, A t = luas satu kaki sengkang tertutup yang menahan puntir dalam daerah, mm 2, A v = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, mm 2, b = lebar penampang, mm, be = lebar efektif, mm, bf = lebar bagian sayap, mm, bw = lebar bagian badan, mm, C 1 = nilai faktor respons gempa, C a = gaya tekan total, N, C c = gaya tekan ekivalen, N, C s = gaya tekan tulangan, N, 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, m, E a = tekanan tanah, KN, E c = modulus elastisitas beton, MPa, E q = tekanan tanah terbagi rata, KN, f c = kuat tekan beton karakteristik, Mpa, Fi = gaya gempa tiap lantai, KN, fs = kuat tekan tulangan, MPa, fy = kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan non-prategang, Mpa, f yl = kuat leleh tulangan torsi longitudinal, MPa, f yv = kuat leleh tulangan sengkang torsi, MPa, g = gaya gravitasi, m/detik 2, h = tinggi penampang, mm, hf = tinggi bagian sayap, mm, hw = tinggi bagian badan, mm, I = momen inersia, mm 4, xiv

15 I = faktor keutamaan gedung, k = faktor panjang efektif komponen struktur tekan, L n = panjang bentang bersih dalam arah memanjang dari konstruksi dua arah, diukur dari muka-ke-muka balok, mm, l x = panjang bentang pendek, mm, l y = panjang bentang panjang, mm, M 1 = momen ujung terfaktor yang lebih kecil pada komponen tekan, KNm, M 2 = momen ujung terfaktor yang lebih besar pada komponen tekan, KNm, M e = momen akibat gaya aksial, KNm, M g = momen kapasitas akibat gempa, KNm, M G = momen pengguling, KNm, M n = kuat momen nominal pada penampang, KNm, M nx = momen nominal arah x, KNm, M ny = momen nominal arah y, KNm, M P = momen penahan, KNm, + M pr = momen kapasitas positif pada penampang, KNm, - M pr = momen kapasitas negatif pada penampang, KNm, M u = momen terfaktor pada penampang, KNm, + M u = momen terfaktor positif pada penampang, KNm, - M u = momen terfaktor negatif pada penampang, KNm, M ux = momen terfaktor arah x, KNm, M uy = momen terfaktor arah y, KNm, n = jumlah lantai tingkat struktur gedung, N DL = gaya aksial akibat beban mati, KN, N u = beban aksial terfaktor yang terjadi bersamaan dengan V u, KN, P cp = keliling luar penampang beton, mm, P h = keliling dari garis pusat tulangan sengkang torsi terluar, mm, P n = kuat nominal penampang yang mengalami tekan, KN, P u = beban aksial terfaktor, KN, Q DL = beban mati per satuan luas, KN/m 2, R = faktor reduksi gempa, R n = tahanan momen nominal, KN/mm 2, r = radius girasi, mm, S = jarak antar tulangan, mm, SF = angka keamanan terhadap penggulingan, T = gaya tarik tulangan, N, T 1 = waktu getar alami fundamental struktur gedung,detik, T n = kuat momen puntir nominal, KNm, T u = momen puntir terfaktor pada penampang, KNm, 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, V 1 = gaya geser dasar nominal yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung dengan tingkat daktilitas umum, KN, = gaya geser nominal yang disumbangkan oleh beton, KN, V c xv

16 V e = gaya geser akibat gempa, KN, V g = gaya geser akibat beban gravitasi, KN, V j = gaya geser pada joint, KN, V s = gaya geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, KN, V s = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, KN, V u = gaya geser terfaktor pada penampang, KN, W = berat gedung tiap lantai, KN, Wi = berat lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, KN, W t = berat total gedung, KN, x = koefisien momen, Zi = elevasi lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, m, = rasio kekakuan lentur penampang balok terhadap kekakuan lentur pelat dengan lebar yang dibatasi secara lateral oleh garis-garis sumbu tengah dari panel-panel yang bersebelahan pada tiap sisi balok, m = nilai rata-rata untuk semua balok pada tepi-tepi suatu panel, α, β = faktor bentuk pondasi = rasio antara sisi panjang terhadap sisi pendek, mm, s = selisih simpangan antar tingkat, mm, = L = panjang bentang, mm, = faktor reduksi kekuatan, ϕ = sudut geser tanah,, b = berat jenis tanah, KN/m 3, λ c = panjang kolom, mm, λ u = panjang bersih kolom, mm, ρ = rasio tulangan tarik non-prategang, ρ' = rasio tulangan tekan, σ ult = tegangan total yang terjadi pada tanah, KN/m 2, ψ = tegangan ijin tanah, KN/m 2, = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung, = faktor kekangan ujung kolom, xvi

17 INTISARI PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG QUEST HOTEL YOGYAKARTA, Iwan Pramata Laurens, NPM , tahun 2013, PPS Struktur, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Dalam perencanaan struktur bangunan terutama bangunan gedung bertingkat tinggi memerlukan suatu analisis struktur yang mengarah pada perencanaan bangunan tahan gempa. Dalam tugas akhir ini, penulis mempelajari bagaimana merancang elemen-elemen struktur pada bangunan Quest Hotel Yogyakarta agar gedung tersebut mampu mendukung beban-beban yang bekerja. Gedung Quest Hotel merupakan gedung 7 lantai dan 1 basement dan terletak di wilayah gempa 3. Gedung ini direncanakan dengan menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. Pada penulisan tugas akhir ini penulis merancang pelat atap, lantai, balok, tangga, dinding geser, serta kolom sebagai elemen struktur atas dan dinding penahan tanah serta pondasi bored pile sebagai elemen struktur bawah. Mutu beton yang digunakan f c = 30 MPa, mutu baja 240 MPa untuk tulangan yang berdiameter kurang atau sama dengan 12 mm dan mutu baja 400 MPa untuk tulangan yang berdiameter lebih dari 12 mm. Beban-beban yang dianalisis meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa. Perancangan dilakukan dengan konsep desain kapasitas yang mengacu pada SNI Struktur direncanakan dengan menggunakan ETABS v Hasil perencanaan struktur yang diperoleh pada tugas-akhir ini berupa dimensi tangga, dimensi struktur pelat, balok, kolom, dinding geser, dinding penahan tanah, pondasi bored pile dan penulangannya yaitu jumlah tulangan, dimensi tulangan, dan spasi tulangan. Pelat lantai dan atap dengan tebal 120 mm dengan tulangan utama P pada atap dan tulangan utama P pada lantai. Dimensi balok struktur terbesar yang digunakan untuk lantai basement s/d lantai 7 adalah 400/600 pada daerah tumpuan menggunakan tulangan atas 8D25 dan tulangan bawah 5D25, sedangkan pada daerah lapangan menggunakan tulangan atas 5D25 dan tulangan bawah 7D25. Tulangan sengkang digunakan 5P dan 5P pada daerah sendi plastis dan 5P pada daerah di luar sendi plastis. Dimensi kolom untuk basement s/d lantai 7 yang terbesar adalah 800/800 mm dengan menggunakan tulangan pokok 28D25, dan tulangan sengkang 4P di sepanjang sendi plastis dan 4P di luar sendi plastis. Untuk perencanaan dinding geser menggunakan tulangan D pada tulangan vertikal dan D pada tulangan horisontal, dan digunakan 4D pada penulangan elemen batas. Pada pondasi bored pile digunakan tiang berukuran diameter 50 cm dengan tulangan pokok 8D19, sedangkan pile cap berukuran 4 m x 4 m dan tebal 1 m dengan tulangan arah memanjang D dan melebar D Pada perencanaan penahan tanah pada bagian dinding dan pelat dasar menggunakan tulangan utama D dan D Kata kunci: balok, kolom, pelat, tangga, dinding geser, pondasi bored pile, dinding penahan tanah. xvii