TONI ULINNUHA NIM.I

Transkripsi

1 EVALUASI KEKUATAN DAN DETAILING TULANGAN KOLOM BETON BERTULANG SESUAI SNI 2847:2013 DAN SNI 1726:2012 (STUDI KASUS : HOTEL 7 LANTAI DI WILAYAH PEKALONGAN) Evaluation of Strength and Detailing of Reinforced Concrete Column According to SNI 2847:2013 and SNI 1726:2012 (Case Study : Hotel 7 Floor In The Pekalongan Region ) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : TONI ULINNUHA NIM.I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2

3

4 MOTTO Seorang pemenang takkan pernah berhenti untuk berusaha dan orang yang berhenti berusaha takkan menjadi seorang pemenang Jika salah perbaiki, jika gagal coba lagi, tetapi jika kamu menyerah semuanya selesai Do the best and pray. God will take care of the rest Lakukan yang terbaik, kemudian berdoalah. Tuhan yang akan mengurus sisanya من جد وجد (Man Jadda Wa Jadda) Siapa bersungguh sungguh pasti berhasil من صبرظفر (Man Shabara Zhafira) Siapa yang bersabar pasti beruntung على من سار الدرب وصل (Man Saara Ala Darbi Washala) Siapa menapaki jalan-nya akan sampai ke tujuan USAHA TERUS MESKIPUN SITUASI SEMAKIN SULIT iv

5 PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan untuk : 1. Allah S.W.T atas jalan terbaik yang telah diberikan kepada hamba. 2. Ibuku tercinta yang banyak mengorbankan segalanya untuk anaknya, kesedihannya, penderitaannya yang sama sekali tidak pernah menuntut sesuatu untuk dirinya. Ibu yang tidak pernah mengeluh akan keinginan ataupun kegagalan anaknya. 3. Almarhum Bapak yang telah menanamkan jenak-jenak kehidupan, yang selalu memberikan motifasi dan nasehat ketika beliau masih hidup. Meskipun tak sempat melihat dan mendampingi saya sampai sekarang, namun doa selalu terpanjat agar diberikan keluasan alam barzah dan dijauhkan dari azab kubur. 4. Adik-adikku Arjuna Muqorrobin dan Anita Ulil Latifah yang membawa suasana keceriaan didalam keluarga. 5. Seluruh keluarga besar saya, terima kasih atas dukungan, dan doa untuk mendukung usaha saya menjadi lebih baik. 6. Anita Suwandani yang selalu memberikan semangat dalam mengerjakan skripsi ini. 7. Teman-teman Kontrakan Syaeful Karim, Taufik Eko Susanto, Soekma Akhriani, Utomo fibriyanto, Sekti Hapsoro Romadhoni, Tegar Adhi Utomo, lanjar Adhi Nugraha, bahtiar dan Rizal Ray Sandy yang terus selalu memberikan semangant untuk menyelesaikan skripsi ini. 8. Teman-teman S1 Non Reg 2013 Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. v

6 ABSTRAK Toni Ulinnuha, Evaluasi Kekuatan dan Detailing Tulangan Kolom Beton Bertulang Sesuai SNI 2847:2013 dan SNI 1726:2012 (Studi Kasus : Hotel 7 Lantai di Wilayah Pekalongan), Skripsi, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Seiring terjadinya perkembangan ilmu dan teknologi dikarenakan kondisi di lapangan, maka peraturan-peraturan bangunan seperti SNI gempa dan SNI beton juga sering terjadi perubahan. Berdasarkan hal tersebut, evaluasi gedung-gedung yang direncanakan menurut SNI terdahulu perlu di evaluasi ulang untuk mengetahui bagaimana perbedaan dengan munculnya peraturan terbaru apakah masih aman atau tidak. Evaluasi bangunan diperoleh melalui metode analisis statik ekuivalen dengan program ETABS. Setelah pembebanan gempa sesuai peraturan SNI 1726:2012 didistribusikan ke struktur bangunan, kemudian tentukan defleksi maksimum masing-masing lantai untuk mendapatkan nilai simpangan antar lantai pada struktur bangunan tersebut. Berdasarkan analisis program ETABS untuk berbagai macam kombinasi pembebanan gempa dan gravitasi, didapatkan gaya dalam untuk masing-masing elemen struktur bangunan. Beberapa gaya dalam pada kolom tersebut yang nantinya akan dievaluasi kekuatan dan persyaratan detailling tulangannya berdasarkan SNI 2847:2013. Hasil penelitian menunjukkan bahwa seluruh simpangan antar tingkat untuk gedung hotel 7 lantai di Pekalongan (Δ) < Δa/ρ. Evaluasi elemen kolom eksisting memenuhi persyaratan geometri struktur kolom. Kekuatan lentur dan aksial kolom memenuhi persyaratan yaitu gaya luar berfaktor (Pu-Mu) masuk dalam diagram interaksi Pn-Mn, sehingga Pu < Pn dan Mu < Mn. Kekuatan geser nominal (Vn) pada kolom untuk semua kondisi memenuhi persyaratan Ve < Vn. Persyaratan detailing tulangan memanjang kolom memenuhi syarat 0,01Ag < Ast < 0,06Ag. Pada tulangan transversal untuk jarak spasi sengkang pada lo maupun di luar lo memenuhi persyaratan detailing dan panjang lo tulangan transversal juga memenuhi persyaratan detailing. Spasi pengikat silang atau kaki-kaki sengkang persegi pada lo memenuhi persyaratan detailing hx < 350 mm, sedangkan di luar lo lebih dari persayaratan detailing hx > 350 mm. Panjang sambungan lewatan untuk tulangan memanjang memenuhi persyaratan detailing sesuai SNI 2847:2013. Kata kunci : Evaluasi kekuatan, Detailling Tulangan Kolom, Tahan Gempa. vi

7 ABSTRACT Toni Ulinnuha, Evaluation of Strength and Detailing of Reinforced Concrete Column According to SNI 2847:2013 and SNI 1726:2012 (Case Study : Hotel 7 Floor In The Pekalongan Region), Thesis, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta. In line with the development of science and technology due to conditions on the ground, then the regulations of the building such as SNI concrete and SNI earthquake also frequent changes. Based on this, the evaluation of the buildings planned by the previous SNI need re-evaluation to see how changes with the advent of the new regulations whether it was safe or not. Building evaluation obtained through static analysis methods equivalent to ETABS program. After the earthquake loading according to the rules ISO 1726: 2012 is distributed to the building structure, and define the maximum deflection of each floor to get the value of deviation between floors in the building structure. Based on the analysis program ETABS for various combinations of earthquake loading and gravity, got internal force for each of the structural elements of the building. Some of the internal force in the columns that will be evaluated strengths and reinforcement detailling requirements based on ISO 2847: This study shows that all deviations between the rate for the 7 floor hotel building in Pekalongan (Δ)<Δa/ρ. Evaluation of the existing column element meet the requirements of the geometry of the structure of the column. Flexural strength and axial column that meets the requirements of the external force factored (Pu-Mu) entered the Pn-Mn interaction diagram, so that Pu< Pn and Mu< Mn. Nominal shear strength (Vn) in the column for all conditions meet the requirements Ve< Vn. Terms of column longitudinal reinforcement detailing eligible 0,01Ag<Ast <0,06Ag. In the transverse reinforcement for spacing on lo or outside lo meet the requirements detailing and lengt of lo transverse reinforcement also meet the requirements detailing. Spaces crosslinking or stirrup square feet on lo meet the requirements detailing hx<350 mm, while the outside lo over to the terms detailing hx>350 mm. The length of the lap splices of longitudinal reinforcement meet the requirements detailing Accroding to SNI 2847:2013. Keywords: Evaluation of strength, Detailling Reinforcement Column, Earthquake Resistant. vii

8 PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul skripsi Evaluasi Kekuatan dan Detailing Tulangan Kolom Beton Bertulang Sesuai SNI 2847:2013 dan SNI 1726:2012 (Studi kasus : Hotel 7 Lantai di Wilayah Pekalongan). Pada kesempatan ini tak lupa penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta semua Staf dan Karyawan. 2. Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta semua Staf dan Karyawan. 3. Ir. Supardi, MT selaku Dosen Pembimbing I dan Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing II yang selalu sabar memberikan arahan dan bimbingan kepada penyusun dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Ir. Purwanto, MT selaku penguji I dan Ir. Endang Rismunarsi, MT selaku penguji II yang memberikan arahan, masukan dan saran kepada penyusun dalam menguji sidang pendadaran skripsi ini. 5. Slamet Jauhari Legowo, ST, MT selaku Pembimbing Akademik yang selalu memberikan masukan dan arahan kepada penulis. 6. Semua Staf Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 7. Semua Staf PT. Pegadaian Persero Team Pengembangan dan Pembangunan Properti yang banyak memberi informasi dan data untuk penelitian ini. 8. Keluarga besar tercinta yang selalu memberikan semangat, perhatian dan dukungan. 9. Teman-teman Teknik Sipil transfer angkatan 2013, terima kasih atas dukungannya. 10. Semua pihak yang telah membantu selama pelaksanaan skripsi ini hingga selesai. Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Kritik dan saran yang bersifat membangun selalu penulis terima. Semoga laporan skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya. Surakarta, Mei 2016 viii Penyusun

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO DAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... i ii iii iv vi viii ix xii xiv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 6 BAB 2 DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Beton Bertulang Spesifikasi Material Beton Spesifikasi material tulangan Ketentuan Perencanaan Pembebanan Pembebanan Deskripsi Pembebanan Beban Mati (DL) Beban Hidup (LL) Beban Gempa (E) Arah Pembebanan Gempa ix

10 Kombinasi Pembebanan Evaluasi Kekuatan Penampang Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial Definisi Komponen Struktur Kolom Konfigurasi Penulangan Kuat Kolom Kekuatan Kolom yang Dibebani Secara Konsentrik Kekuatan Kolom yang Dibebani Secara Eksentrik Keruntuhan Balance pada Penampang Kolom Segiempat Keruntuhan Tarik pada Penampang Kolom Persegi Keruntuhan Tekan pada Penampang Kolom Persegi Kasus Umum pada Kolom Bertulang pada Empat Sisi : Solusi Eksak Diagram Interaksi Tulangan Geser pada Kolom Persyaratan Detailling Komponen Struktur SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Objek Penelitian Lokasi Jenis Metode dan RAncangan Penelitian Penjelasan Diagram Alir Penelitian Pengumpulan Data dan Studi Litelatur Kriteria Pemilihan Struktur Preliminary Design Penetuan Permodelan Struktur Modelling Struktur Bangunan Menggunakan ETABS v Output Gaya Dalam Akibat Beban Gravitasi dan Gempa Evaluasi dan Kontrol Penggambaran Detailling Tulangan SRPMK x

11 BAB 4 HASIL EVALUASI 4.1. Data Bangunan Pembebanan Beban Gempa (Earthquake) Beban Mati (Dead Load) Beban Hidup (Live Load) Pemebebanan Balok Tangga Kombinasi Pembebanan Hasil Analisis ETAB Pemilihan Struktur Kolom Evaluasi Kekuatan Penampang Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Aksial Evaluasi Kekuatan Tulangan Geser pada Kolom Detailling Komponen Struktur Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Aksial BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulam Saran PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Korelasi terminologi kegempaan dalam beberapa aturan yang ada... 3 Tabel 2.1. Spesifikasi Baja Tulangan Paduan Rendah (ASTM A 706M, 1993) Tabel 2.2. Persyaratan Baja Tulangan Karbon (ASTM A 615, 1993).. 14 Tabel 2.3. Beban dari berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung Tabel 2.4. Beban hidup pada lantai gedung Tabel 2.5. Kategori resiko bangunan gedung dan non gedung unntuk beban gempa Tabel 2.6. Faktor keutamaan gempa Tabel 2.7. Klasifikasi Situs (Tabel 3 SNI 1726:2012) Tabel 2.8. Koefesien Situs, Fa (Tabel 4 SNI 1726:2012) Tabel 2.9. Koefesien Situs, FV (Tabel 5 SNI 1726:2012) Tabel Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode pendek (Tabel 6 SNI 1726 : 2012) Tabel Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik (Tabel 7 SNI 1726 : 2012) Tabel 2.12 Tingkat resiko kegempaan Tabel Koefesien untuk batas atas pada periode yang dihitung (tabel 14 SNI 1726:2012) Tabel Nilai parameter periode Ct dan x (tabel 15 SNI 1726:2012) Tabel Contoh hasil Gaya-gaya Dalam Terfaktor Tabel 4.1. Respon Spektra Tabel 4.2. Rangkuman Berat Struktur per Lantai Tabel 4.3. Gaya Lateral Ekuivalen per Lantai Arah Barat-Timur (x) Tabel 4.4. Gaya Lateral Ekuivalen per Lantai Arah Utara-Selatan (y).. 70 xii

13 Tabel 4.5. Defleksi Maksimum yang Dihasilkan oleh Beban Gempa Arah x Tabel 4.6. Simpangan Antar Tingkat yang Dihasilkan oleh Beban Gempa Arah x Tabel 4.7. Defleksi Maksimum yang Dihasilkan oleh Beban Gempa Arah y Tabel 4.8. Simpangan Antar Tingkat yang Dihasilkan oleh Beban Gempa Arah y Tabel 4.9. Beban Mati Terpusat Pada Joint Atap (Dead Load) Tabel Resume Axial dan Momen Desain Kolom K1 (C11) SRPMK Tabel Hasil Analisis Etab Axial, Momen dan Geser pada Kolom.. 84 Tabel Rekapitulasi Probable Moment Capacities (Mpr) Balok Tabel Gaya Aksial Terfaktor pada Kolom Tabel Diagram Interaksi Pn-Mn xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Indonesia (lingkaran hijau) terletak pada pertemuan lempeng Australia, Pasifik dan Eurasia Lempeng tektonik dunia... 1 Gambar 1.2. Zona Gempa dan Letak Kota Pekalongan... 2 Gambar 1.3. Tampak Salah Satu Gedung Hotel di Pekalongan... 4 Gambar 2.1. Beberapa Mekanisme Keruntuhan Rangka Gambar 2.2. Mekanisme Keruntuhan yang Ideal Gambar 2.3. Parameter Ss MCER untuk Lokasi Situs Berdasarkan Gambar 9 SNI 1726: Gambar 2.4. Parameter S1 MCER untuk Lokasi Situs Berdasarkan Gambar 10 SNI 1726: Gambar 2.5. Spektrum Respons Desain Gambar 2.6. Kombinasi Arah Beban Gempa Gambar 2.7. Sketsa Dimensi Kolom Gambar 2.8. Ilustrasi Konsep Strong Coloumn-Weak Beam Akibat Goyangan Struktur ke Kanan Gambar 2.9. Distribusi Tegangan pada Penampang Kolom Gambar Kolom yang mempunyai tulangan pada keempat sisinya : (a) penampang melintang; (b) regangan; (c) gaya-gaya Gambar Diagram P- M Aksial Tekan versus lentur Gambar Persyaratan Geometri Kolom Gambar Sambungan Lewatan pada Kolom Gambar Pesyaratan Kekangan untuk Sengkang Spiral Gambar Persayaratan Kekangan untuk Sengkang Tertutup Persegi.. 52 Gambar Contoh Pemasangan Tulangan Transversal pada Kolom Gambar Detailing Kolom yang Menumpu Elemen Kaku yang Tidak Menerus Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2. Diagram Alir Pembebanan Gempa xiv

15 Gambar 3.3. Diagram Alir Desain Prosedur Evaluasi Gambar 4.1. Denah Struktur Bangunan Gambar 4.2. Model Struktur 3 Dimensi Gambar 4.3. Potongan Memanjang Struktur Bangunan Gambar 4.4. Potongan Melintang Struktur Bangunan Gambar 4.5. Respon Spektra Gambar 4.6. Sketsa Bagian Bagian Elemen yang Masuk ke Dalam Perhitungan Berat Struktur per Lantai Gambar 4.7. Ilustrasi Periode Getar yang Digunakan Gambar 4.8. Input Beban Gempa Statik Ekuivalen 100% Arah x dan 30% Arah y Gambar 4.9. Distribusi Beban Gempa Statik Ekuivalen 100% Arah x dan 30% Arah y Gambar Input Beban Gempa Statik Ekuivalen 30% Arah x dan 100% Arah y Gambar Distribusi Beban Gempa Statik Ekuivalen 30% Arah x dan 100% Arah y Gambar Distribusi Beban Mati Pada Pelat Lantai Gambar Distribusi Beban Mati Pada Balok Gambar Distribusi Beban Mati Terpusat Gambar Distribusi Beban Hidup Pada Pelat Lantai Gambar Distribusi Beban Pada Balok Tangga Gambar Ratio Tulangan Longitudinal dan Tulangan Geser Gambar Denah Lantai 1 untuk Kolom K1 (Kode C11) Gambar Potongan Melintang Portal untuk Kolom yang Dievaluasi Akibat Gaya Axial Kombinasi 2 dan Momen Kombinasi Gambar Diagram Momen, Axial force dan Geser Kolom C11 (K1). 84 Gambar Diagram Momen dan Axial Force Kolom C13 (K1) Akibat Goyangan Gempa Arah Kiri Gambar Diagram Axial force untuk Kolom xv

16 Gambar Potongan Memanjang dan Detail Tulangan pada Kolom C11 (K1) Gambar Diagram Regangan dan Tegangan Kolom K1 (a)keruntuhan Tekan, (b)keruntuhan Tarik Gambar Free-body Diagram Kolom (Goyangan Arah ke Kiri) Gambar Diagram Interaksi Pn-Mn Gambar Potongan Memanjang Tulangan Geser Eksisting pada Kolom K1 (C11) Gambar Detail Tulangan Geser Eksisting pada Kolom K1 (C11) Gambar Detail Potongan Penampang Kolom dengan Tulangan Memajang yang Terpasang di Lapangan Gambar Sketsa Tulangan Transversal yang Terpasang di Lapangan Menurut SNI 2847: Gambar Potongan Tulangan Transversal yang Terpasang di Lapangan Menurut SNI 2847: Gambar Sketsa Penampang Kolom posisi di Lap Splice Gambar Detailing Persyaratan Sambungan Lewatan xvi