ABSTRAK. Kata kunci : baja hollow tube, kolom beton bertulang, displacement, base shear.

Transkripsi

1 ANALISIS PORTAL DENGAN MENGGUNAKAN KOLOM NIPPON STEEL TAMPANG HOLLOW TUBE DIBANDINGKAN DENGAN MENGGUNAKAN KOLOM BETON BERTULANG UNTUK HIGH-RISE BUILDING TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan Memenuhi syarat untuk menempuh ujian sarjana teknik sipil Disusun oleh : Selvia Winata Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015 i

2 ABSTRAK Perkembangan gedung tinggi di Indonesia maupun dunia semakin banyak, penemuan-penemuan dalam perencanaan dan pelaksanaan pembangunannya juga semakin berkembang.di Indonesia gedung tinggi masih didominasi oleh struktur beton sementara di luar negri pembangunan gedung tinggi sudah banyak menggunakan baja karena pengerjaan nya dilapangan dianggap lebih efektif.perkembangan penggunaan baja pun semakin berinovasi di negara-negara maju dengan menggunakan baja hollow contohnya Jepang yang sangat populer penggunaan baja hollow sebagai kolom. Penelitian Tugas Akhir ini membahas mengenai perbandingan kolom baja hollow tube dengan kolom beton bertulang pada portal 3 dimensi 15 lantai, dengan fungsi gedung perkantoran. Perbandingan meliputi berat total kolom dan dimensi kolom di tiap lantai juga respon struktur terhadap beban gempa. Analisa dilakukan dengan bantuan software sap2000 versi 16, dan analisa gempa menggunakan metode respon spektrum. Dari hasil analisa didapatkan dimensi kolom untuk baja hollow tube lebih kecil dibandingkan kolom beton, begitupun dengan berat total kolom yang mana baja hollow jauh lebih ringan dari kolom beton. Kata kunci : baja hollow tube, kolom beton bertulang, displacement, base shear. i

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas segala berkat dan hadirat-nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Analisa Portal Dengan Menggunakan Kolom Nippon Steel Tampang Hollow Tube Dibandingkan Dengan Menggunakan Kolom Beton Bertulang Untuk Highrise Building. Penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik program studi Teknik Sipil pada fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, arahan dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak. Untuk semua itu, peneliti menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya dan ucapan terimakasih yang tulus kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Dosen Pembimbing yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada peneliti untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Orangtua terkasih, Bapak Jhonni dan Ibu Maria Sinurat yang telah memberi kasih sayang, perhatian, doa, semangat, waktu dan materi yang tiada hentinya sehingga peneliti termotivasi untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. 3. Saudaripeneliti Selyia Cicilia yang selalu memberikan perhatian, penghiburan, semangat dan motivasi yang besar untuk dapat menyelesaikan perkuliahan dengan baik. 4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 6. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmunya kepadapeneliti selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. ii

4 7. Kepada pegawai administrasi dan pegawai-pegawai Departemen Teknik Sipil USU lainnya. 8. Seluruh angkatan 2011 Dept. Tek. Sipil USU, terkhusus kepada Manna Haloho, Shinta Harmadhana, Rizky Ayu yang menjadi tempat bertanya dan belajar yang baik dan dengan senang hati berbagi ilmu, juga menjadi penghibur disaat kejenuhan dengan perkuliahan. Untuk teman-teman GosPan Ade Harumi, Rozaqon, Sry Meita, dan Yahya atas candaancandaan yang kurang penting dan kegilaannya, Windy a.k.a Mentor, dan teman-teman lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu. 9. Abang dan kakak senior angkatan 2008, 2009, 2010 serta adik-adik junior yang selalu memberi dukungan, tenaga dan semangat yang luar biasa. 10. Seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu peneliti dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Peneliti menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penelitimengucapkan terima kasih.peneliti berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Medan, 26Oktober 2015 Peneliti, Selvia Winata iii

5 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI... i ii iv vii ix x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penulisan Perumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metode Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Portal Beton Beton Bertulang Sifat Beton Bertulang Kelebihan dan Kekurangan Beton Bertulang Kolom Beton Bertulang Portal Baja Sifat Mekanis Baja Hubungan Tegangan-Regangan Baja Kelebihan dan Kekurangan Baja Kolom Baja Tipe-tipe Penampang Baja iv

6 2.3 Nippon Steel Pengenalan Perkembangan Steel Tube untuk Pekerjaan Konstruksi Profil Hollow Sambungan Kaku pada Kolom Hollow Pembebanan Struktur Beban Statis Beban Dinamis Kombinasi Pembebanan Analisa Gedung Terhadap Gempa Metode Statik Ekivalen Metode Respon Spektrum Desain Respon Spektrum Prinsip Shear Building BAB III METODOLOGI PENELITIAN Diagram Alir Penelitian Preliminary Desain Permodelan Struktur Pembebanan Beban Gempa Kombinasi beban Analisa Permodelan Base shear Struktur Kontrol Simpangan antar Tingkat BAB IV ANALISA dan PEMBAHASAN Dimensi Kolom v

7 4.2 Karakteristik Dinamika Struktur Gaya Geser Dasar Hasil Analisa Perbandingan Simpangan Struktur Periode Getar Bangunan Perbandingan Cost BAB V KESIMPULAN dan SARAN Kesimpulan Saran Daftar Pustaka... xi vi

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Rasio d/t tampang hollow bulat...26 Tabel 2.2 Rasio b/t tampang hollow rectangular Tabel 2.3 Rasio h/t tampang hollow rectangular Tabel 2.4 batasan b/t dan h/t hollow berdasarkan AISC Tabel 2.5 Beban hidup lantai gedung Tabel 2.6 Kategori resiko gedung Tabel 2.7 Koefisien kelas situs Fa Tabel 2.8 Koefisien kelas situs Fv Tabel 2.9 KDS berdasarkan respon percepatan perioda pendek Tabel 2.10 KDS berdasarkan respon percepatan perioda 1 detik Tabel 2.11 Koefisien Cu Tabel 2.12 Koefisiec Ct dan x Tabel 3.1 Mutu material Tabel 3.2 Kelas situs Tabel 3.3 Simpangan antar tingkat ijin Tabel 4.1 Perbandingan dimensi kolom Tabel 4.2 Berat kolom beton Tabel 4.3 Berat kolom penampang hollow Tabel 4.4 Luas kebutuhan tulangan Tabel 4.5 Perbandingan berat balok Tabel 4.6 Persen modal partisipasi massa struktur beton Tabel 4.7 Persen modal partisipasi massa struktur baja Tabel 4.8 Koefisien R, Ωo dan Cd Tabel 4.9 Berat efektif bangunan beton vii

9 Tabel 4.10 Base shear per pondasi Tabel 4.11 Perbandingan perpindahan Tabel 4.12 Simpangan antar tingkat arah x Tabel 4.13 Simpangan antar tingkat arah y Tabel 4.14 Perbandingan periode tiap mode viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kurva tegangan regangan beton... 6 Gambar 2.2 Tipe kolom beton Gambar 2.3 Kurva hubungan tegangan regangan baja Gambar 2.4 Tipe penampang batang tekan Gambar 2.5 Perbandingan kapasitas tekan baja dengan masa sama...22 Gambar 2.6 Perbandingan massa baja dengan kapasitas tekan sama Gambar 2.7 Perbandingan inersia penampang baja Gambar 2.8 Distribusi tegangan pada kolom hollow Gambar 2.9 Pengelasan sambungan join kolom Gambar 2.10 Sambungan balok WF ke kolom hollow Gambar 2.11 Langkah sambungan through diaphragm Gambar 2.12 Spektrum respon desain Gambar 2.13 Pola goyangan gedung Gambar 3.1 Modelisasi struktur beton Gamber 3.2 Denah gedung kolom beton Gambar 3.3 Modelisasi struktur baja Gambar 3.4 Denah gedung kolom hollow Gambar 3.5 Peta gempa periode pendek Gambar 3.6 Peta gempa periode 1 detik Gambar 3.7 Respon spektrum wilayah medan Gambar 4.1 Diagram perbandingan berat material Gambar 4.2 Denah kolom Gambar 4.3 Grafik perbandingan displacement arah x Gambar 4.4 Grafik perbandingan displacement arah y ix

11 DAFTAR NOTASI Ie Ss S 1 Fa Faktor keutamaan gedung Percepatan batuan dasar periode pendek Percepatan batuan dasar periode1 detik Koefisien kelas situs berdasarkan Ss Fv Koefisien kelas situs berdasarkan S 1 S MS S M1 S DS S D1 Ta T Hn Cs W V R Sa fc fy fu Ec Es Hsx Cd δδ xxxx Ωo Parameter spektrum respons percepatan perioda pendek Parameter spektrum respon percepatan perioda 1 detik Parameter spektral desain perioda pendek Parameter spektral desain perioda 1 detik Periode fundamental pendekatan Perioda fundamental ketinggian total struktur (m) Koefisien respon seismik Berat efektif struktur Gaya geser dasar seismik Faktor modifikasi respons Percepatan respon spektral (g) Kuat tekan beton Tegangan leleh baja Tegangan putus baja Elastisitas beton Elastisitas baja tinggi tingkat dibawah lantai x Faktor amplifikasi defleksi Defleksi yang ditentukan dengan analisa elastis Faktor kuat lebih x