TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR ATAS DAN STRUKTUR BAWAH GEDUNG BERTINGKAT 25 LANTAI + 3 BASEMENT DI JAKARTA

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR ATAS DAN STRUKTUR BAWAH GEDUNG BERTINGKAT 25 LANTAI + 3 BASEMENT DI JAKARTA Disusun oleh : HERDI SUTANTO (NIM : ) JELITA RATNA WIJAYANTI (NIM : ) UNIVERSITAS MERCUBUANA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL 2012

2

3

4 Kata Pengantar KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat serta Hidayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Perencanaan Struktur Atas dan Struktur Bawah Gedung Bertingkat 25 Lantai + 3 Basement di Jakarta Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan mencapai jenjang Strata I ( S-1) Sarjana Teknik di Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Mercu Buana. Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memotivasi kami dalam penyusunan tugas akhir ini, antara lain: 1. Kedua orang tua yang telah memberikan doa, restu dan dukungannya selama ini. 2. Anak anak kami tercinta yang telah memberikan semangat kepada kami untuk terus bekerja, berkarya dan belajar tiada henti. 3. Dr. Ir. Pintor Tua Simatupang MT, selaku dosen pembimbing yang telah sangat membantu kami dalam memberikan arahan dan bimbingan dari awal sampai akhir. 4. Dr. Ir. Resmi Bestari Muin MS, selaku dosen pembimbing yang telah sangat membantu kami dalam memberikan arahan dan bimbingan dari awal sampai akhir. i

5 Kata Pengantar 5. Ir. Sylvia Indriany, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil dan Koordinator Tugas Akhir. 6. Seluruh dosen Teknik Sipil yang telah mendidik dan memberikan ilmu kepada kami selama belajar di Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. 7. Pak Kadi selaku staf Tata Usaha yang telah membantu kami selama ini. 8. Teman-teman kami Angkatan 18 tahun 2011 Banyak hal yang telah dilakukan oleh kami untuk menyempurnakan Laporan Tugas Akhir ini, namun karena segala keterbatasan maka kami mohon dimaklumi jika masih banyak kekurangan dalam penyusunan Lporan Tugas Akhir ini, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak untuk menambah kesempurnaan dari Tugas Akhir ini. Demikian yang dapat kami sampaikan, semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca sekalian. Jakarta, 20 Agustus 2012 Herdi Sutanto Jelita Ratna Wijayanti ii

6 Daftar Isi DAFTAR ISI Halaman JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK KATA PENGANTAR. i DAFTAR ISI iii DAFTAR GAMBAR.. x DAFTAR TABEL. xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. I Tujuan. I Ruang Lingkup dan Batasan Masalah I Metodologi Penulisan. I Sistematika Penulisan. I-5 BAB II DASAR DASAR PERENCANAAN STRUKTUR ATAS 2.1 Tinjauan Umum.. II Dasar Teori Elemen Struktur Beton Bertulang.. II Pelat Lantai (Slab).. II Balok.. II Kolom. II Perencanaan Struktur Gempa... II Gempa Rencana dan Katagori Gedung II-17 iii

7 Daftar Isi Daktilitas Struktur Bangunan dan Pembebanan Gempa Nominal. II Perencanaan Struktur Gedung II Struktur Gedung Beraturan.. II Struktur Gedung Tidak Beraturan... II Kinerja Struktur Gedung II-26 BAB III DASAR DASAR PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH 3.1 Umum III Pengertian Jenis Pondasi Tiang... III Sifat-Sifat Pada Tanah.. III Sifat Sifat Fisik Tanah.... III Sifat Sifat Teknis Tanah.... III Perencanaan Pondasi Tiang Bor. III Dasar Perencanaan... III Daya Dukung Vertikal Tiang Bor.... III Daya Dukung Tarik Tiang Bor. III Daya Dukung Horisontal Tiang III Daya Dukung Kelompok Tiang III Penurunan Pondasi Tiang. III Perhitungan Dewatering... III Perencanaan Tiang III-29 iv

8 Daftar Isi 3.5 Perencanaan Plat Penutup Tiang Pancang ( Pile Cap). III Desain Terhadap Gaya Geser III Desain Terhadap Lentur III-37 BAB IV METODOLOGI PERENCANAAN 4.1 Data Perencanaan Struktur Atas.. IV Data Perencanaan Struktur Bawah IV-I 4.2 Peraturan-peraturan IV Tahap Perencanaan IV-3 BAB V PERENCANAAN STRUKTUR ATAS 5.1 Perencanaan Awal.. V Perencanaan Pelat.. V Perhitungan Awal Dimensi Balok.. V Penentuan Tebal Pelat. V Pengecekan Tebal Pelat terhadap Lendutan dan Geser V Perhitungan Momen Statis Pelat. V Perencanaan Tulangan Pelat.. V Perencanaan Balok V Penentuan Dimensi Balok... V Pengecekan Dimensi Balok Terhadap lendutan dan ρ Minimum dan ρ Maksimum.. V-20 v

9 Daftar Isi Perencanaan Kolom V Pembagian Kelompok Dimensi Kolom V Perhitungan Pembebanan dan Dimensi Kolom. V Analisa ETABS. V Data Awal Gedung. V Perhitungan Gaya Geser Akibat Gempa. V Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen V Perhitungan Beban Gempa Dinamik.. V Koordinat Eksentrisitas Pusat Massa Terhadap Pusat Rotasi Lantai Bangunan. V Kontrol Hasil Analisa Struktur ETABS. V Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental (T 1 ) dengan T Rayleigh... V Kontrol Dual Sistem.. V Kontrol Partisipasi Massa..... V Kontrol Nilai Akhir Spektrum.. V Kontrol Simpangan Struktur Terhadap Batas Layan dan Ultimit.. V Desain Akhir SRPM dan ShearWall V Desain Penulangan Balok.. V Balok B1 100 x V Balok B2 85 x 100 V-61 vi

10 Daftar Isi Balok B3 60 x 90.. V Balok B4 50 x 80.. V Balok B5 40 x 70.. V Balok B6 30 x 50.. V Desain Penulangan Kolom V Kolom K1 150 x 150 V Kolom K2 140 x 140 V Kolom K3 125 x 125 V Kolom K4 110 x 110 V Kolom K5 100 x 100 V Kolom K6 80 x 80 V Kolom K7 70 x 70 V Desain Penulangan Shear Wall V Penulangan Shear Wall SW1 875x40 V Penulangan Shear Wall SW2 525x40 V Rekapitulasi Hasil Akhir Perencanaan V-89 BAB VI PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH 6.1 Umum.. VI Kondisi Lapisan Tanah. VI Daya Dukung Aksial Tiang... VI Berdasarkan Data Hasil Tes N- SPT VI-5 vii

11 Daftar Isi 6.4 Efisiensi dan Daya Dukung Satu tiang Dalam Kelompok Tiang. V Efisiensi Kelompok Tiang... V Daya Dukung Satu Tiang Dalam Kelompok Tiang.. VI Jumlah Tiang Dalam Kepala tiang. VI Daya Dukung Tarik Tiang Bor... VI Perhitungan Gaya Uplift.. VI Daya Dukung Horisontal Tiang. VI Daya Dukung Horisontal Tiang Kolom Tengah VI Daya Dukung Horisontal Tiang Sudut VI Daya Dukung Horisontal Tiang Tepi. VI Penurunan Tiang..... VI Penurunan Elastis Tiang Tunggal.. VI Penurunan Kelompok Tiang.. VI Perencanaan Galian dan Stabilitas Lereng VI Analisa Tekanan Tanah. VI Perhitungan Dewatering.. VI Perencanaan Penulangan Tiang VI Perencanaan Tulangan Tekan VI Perencanaan Tulangan Geser VI Gambar Penulangan Tiang Bor.. VI-66 viii

12 Daftar Isi 6.12 Perencanaan Pile Cap VI Perencanaan pile cap untuk kolom tengah. VI Perencanaan pile cap untuk kolom tepi VI Perencanaan pile cap untuk kolom sudut. VI Denah Tulangan Pile Cap. VI-73 BAB VII PENUTUP 7.1 Kesimpulan VII Kesimpulan Perencanaan Struktur Atas. VII Kesimpulan Perencanaan Struktur Bawah. VII Saran Saran. VII Saran Perencanaan Struktur Atas.. VII Saran Perencanaan Struktur Bawah.. VII-7 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN ix

13 Daftar Gambar DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Pelat monolit satu arah. II- 4 Gambar 2.2. Pelat monolit dua arah. II-5 Gambar 2.3. Bagian Pelat yang diperhitungkan.. II-6 Gambar 2.4 Syarat penulangan balok. II-11 Gambar 2.5. Desain gaya Geser Pada balok. II-13 Gambar 2.6. Desain gaya Geser Pada Kolom.. II-16 Gambar 2.7. Respon Spektrum Gempa Rencana. II-23 Gambar 3.1a Kerangka tanah berisi butiran/ solids particle ( s) dan pori/ void dengan udara / air ( A) dan air/ water ( w) III-6 Gambar 3.1 b Diagram fase yang menunjukan hubungan antara volumetric dengan massa tanah III-7 Gambar 3.2 Kondisi Daya Dukung Pondasi Tiang. III-14 Gambar 3 3a Hu pada tanah pasir untuk tiang pendek III-18 Gambar 3.3 b Hu pada tanah kohesif untuk tiang pendek. III-18 Gambar 3.3c Hu pada tanah pasir untuk tiang panjang III-19 Gambar 3.3 d Hu pada tanah kohesif untuk tiang panjang. III-19 Gambar 3.4 Tiang Kelompok. III-21 Gambar 3.5 Jenis Distribusi Tahanan Kulit Sepanjang Tiang III-23 Gambar 3.6 Penurunan Konsolidasi Kelompok Tiang.. III-28 Gambar 3.7a Grafik Desain Kolom Bulat Dengan d /h = 0.1. III-30 Gambar 3.7b Grafik Desain Kolom Bulat Dengan d /h = III-31 Gambar 3.7c Grafik Desain Kolom Bulat Dengan d /h = 0.20 III-31 x

14 Daftar Gambar Gambar 3.8 Geser satu arah ( One- Way Shear) III-35 Gambar 3.9 Geser Dua Arah ( two way Shear ).. III-36 Gambar 3.10a Tekanan Akibat Gaya Normal dan Momen III-38 Gambar 3.10b Tekanan Akibat Gaya Normal dan Momen III-38 Gambar 3.10c Tekanan Akibat Gaya Normal dan Momen III-38 Gambar 5.1 Denah Perencanaan Pelat V -1 Gambar 5.2 Pembebanan Balok V-2 Gambar 5.3 Perbandingan Panjang Sisi Pelat V-6 Gambar 5.4 Penampang Balok dengan Lebar Manfaat. V-7 Gambar 5.5 Denah Rencana Balok. V-18 Gambar 5.6 Pembebanan Balok Kantilever V-19 Gambar 5.7 Denah Kolom Lantai 1 dan Lantai. 28 (atap).. V-30 Gambar 5.8 Denah Kolom Lantai 17.. V-30 Gambar 5.9 Potongan I-I. V-31 Gambar 5.10 Area Pembebanan Kolom Tengah V-32 Gambar 5.11 Area Pembebanan Kolom Tepi.. V-33 Gambar 5.12 Area Pembebanan Kolom Sudut.. V-34 Gambar 5.13 kurva Respon Spectrum C=0,23/T.. V-44 Gambar 5.14 Desain Gaya Geser Balok B1 1000x1200mm.. V-59 Gambar 5.15 Desain Gaya Geser Balok B2 850x1000Mm V-61 Gambar 5.16 Desain Gaya Geser Balok B3 600x900mm.. V-63 Gambar 5.17 Desain Gaya Geser Balok B4 500x800mm.. V-65 Gambar 5.18 Desain Gaya Geser Balok B5 400x700mm.. V-67 xi

15 Daftar Gambar Gambar 5.19 Desain Gaya Geser Balok B6 300x500mm. V-69 Gambar 5.20 Diagram Interaksi Kolom K1 150x150 V-72 Gambar 5.21 Desain Gaya Geser Kolom K1 150x150. V-73 Gambar 5.22 Diagram Interaksi Kolom K1 140x140 V-74 Gambar 5.23 Desain Gaya Geser Kolom K2 140x140.. V-75 Gambar 5.24 Diagram Interaksi Kolom K2 125x125 V-76 Gambar 5.25 Desain Gaya Geser Kolom K3 125x125 V-77 Gambar 5.26 Diagram Interaksi Kolom K4 110x110.. V-78 Gambar 5.27 Desain Gaya Geser Kolom K4 110x110. V-79 Gambar 5.28 Diagram Interaksi Kolom K5 100x100 V-80 Gambar 5.29 Desain Gaya Geser Kolom K5 100x100.. V-81 Gambar 5.30 Diagram Interaksi Kolom K6 80x80 V-82 Gambar 5.31 Desain Gaya Geser Kolom K6 80x80 V-83 Gambar 5.32 Diagram Interaksi Kolom K7 70x70.. V-84 Gambar 5.33 Desain Gaya Geser Kolom K7 70x70.. V-85 Gambar 6.1 Kondisi Tanah.. VI-3 Gambar 6.2 Gambar 6.3 Gambar 6.4 Gambar 6.5 Gambar 6.6 Gambar 6.7 Gambar 6.8 Tata Letak Kolom. VI-14 Konfigurasi tata letak 9 buah tiang VI-15 Konfigurasi tata letak 6 buah tiang. VI-16 Konfigurasi tata letak 5 buah tiang. VI-17 Konfigurasi tata letak 4 buah tiang VI-18 Perencanaan Galian VI-40 Rencana Galian Tahap I. VI-41 xii

16 Daftar Gambar Gambar 6.9 Data Tanah Rencana Galian Tahap I VI-41 Gambar 6.10 Diagram Tekanan Tanah Rencana Galian Tahap I VI-42 Gambar 6.11 Gambar 6.12 Gambar 6.12 Gambar 6.14 Gambar 6.15 Gambar 6.16 Rencana Galian Tahap II.. VI-46 Data Tanah Rencana Galian Tahap II VI-47 Diagram Tekanan Tanah Rencana Galian Tahap II. VI-48 Rencana Galian Tahap III.. VI-52 Analisa Tekanan Tanah VI-53 Perencanaan dewatering VI-55 Gambar 6.17 Penulangan tiang bor diameter 100 cm VI-66 Gambar 6.18 Penulangan tiang bor diameter 80 cm VI-66 Gambar 6.19 Ukuran Pile Cap Kolom Tengah VI-67 Gambar 6.20 Penampang kritis arah x geser 2 arahkolom tengah VI-68 Gambar 6.21 Momen lentur arah x dan y kolom tengah VI-70 Gambar 6.22 Ukuran Pile Cap Kolom Tepi VI-71 Gambar 6.23 Penampang kritis arah x geser 2 arah kolom tepi VI-72 Gambar 6.24 Momen lentur arah x dan y kolom tepi VI-74 Gambar 6.25 Ukuran Pile Cap Kolom Sudut VI-75 Gambar 6.26 Gambar 6.27 Gambar 6.28 Gambar 6.29 Gambar 6.30 Penampang kritis arah x geser 2 arah kolom sudut. VI-76 Momen lentur arah x dan y kolom sudut VI-78 Denah tulangan pile cap pada kolom tengah.. VI-79 Denah tulangan pile cap pada kolom tepi VI-80 Denah tulangan pile cap pada kolom tepi VI-80 xiii

17 Daftar Tabel DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Lendutan ijin Maksimum. II-7 Tabel 2.2 Distribusi Momen Total Terfaktor II-9 Tabel 2.3 Faktor Distribusi Momen Negatif Dalam Mo pada Lajur Kolom. II-9 Tabel 2.4 Faktor Distribusi Momen Negatif Luar Mo pada Lajur Kolom.. II-9 Tabel 2.5. Tinggi Minimum pada Perencanaan balok II-12 Tabel 2.6 Faktor Keutamaan untuk berbagai katagori gedung dan bangunan. II-18 Tabel 2.7 Faktor Reduksi dan Daktilitas Gedung.. II-18 Tabel 2.8 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Faktor Reduksi Daktilitas Subsistem Gedung II-19 Nilai Gs untuk beberapa jenis tanah III-8 Koefisien daya rembes untuk berbagai jenis tanah. III-11 Representasi Nilai Nh.. III-17 Tabel 3.4 Parameter Elastik Tanah.. III -25 Tabel 5.1 Distribusi Momen Arah x dan Arah y. V -12 Tabel 5.2 Pembagian Rencana Dimensi Kolom... V -29 Tabel 5.3 Perhitungan Rencana Dimensi Kolom V-36 Tabel 5.4 Tabel Data Awal untuk Analisa ETABS V -37 Tabel 5.5 Tabel Perhitungan N-SPT Jenis lapisan Tanah. V-38 xiv

18 Daftar Tabel Tabel 5.6 Perhitungan Gaya Horisontal per Lantai... V-42 Tabel 5.7 Perhitungan Koordinat Eksentrisitas Bangunan V-46 Tabel 5.8 Analisa T Rayleigh akibat gempa Statik arah X V-47 Tabel 5.9 Analisa T Rayleigh akibat gempa Statik arah Y. V-48 Tabel 5.10 Kemampuan SRPM dan Shear Wall dalam Menahan Beban Gempa. V-49 Tabel 5.11 Hasil dari Modal Participating Mass Ratio.. V-50 Tabel 5.12 Nilai Akhir Respon Spektrum dan Beban Gempa Statik V-51 Tabel 5.13 Kontrol Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimit Gempa Statik (X) V-53 Tabel 5.14 Kontrol Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimit Gempa Statik (Y). V-54 Tabel 5.15 Kontrol Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimit Gempa Dinamik (X).... V-55 Tabel 5.16 Kontrol Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimit Gempa Dinamik (Y).. V-56 Tabel 5.17 Daftar Balok sesuai dengan Hasil Analisa ETABS... V-57 Tabel 5.18 Daftar Kolom sesuai dengan Hasil Analisa ETABS. V-57 Tabel 5.19 Daftar Shear Wall sesuai dengan Hasil Analisa ETABS.. V-57 Tabel 5.20 Gaya Aksial dan Momen Kolom dari Hasil ETABS. V-71 Tabel 5.21 Besarnya Gaya Geser Shear Wall dari Hasil Analisa ETABS.. V-86 xv

19 Daftar Tabel Tabel 5.22 Rekap Hasil Akhir Perencanaan Balok.. V-89 Tabel 5.23 Rekap Hasil Akhir Perencanaan Kolom V-90 Tabel 5.24 Rekap Hasil Akhir Perencanaan Shear Wall.. V-90 Tabel 5.25 Rekap Hasil Akhir Perencanaan Pelat Lantai. V-90 Tabel 6.1 Tabel 6.2 Deskripsi Lapisan Tanah. VI-2 Perhitungan Daya Dukung Ujung Tiang dan Selimut pada BH -06 ( Ground Level existing = 0.00 m, MAT = m), SF = 2.5. VI-5 Tabel 6.3 Perhitungan Daya Dukung Ujung Tiang dan Selimut pada BH -07 ( Ground Level existing = 0.00 m, MAT = m), SF = VI-8 Tabel 6.4 Daya Dukung Tiang Berdasarkan Uji N-SPT Pada Tiang Bor Pile 80. VI-12 Tabel 6.5 Daya Dukung Tiang Berdasarkan Uji N-SPT Pada Tiang Bor Pile 100 VI-13 Tabel. 6.6 Daya Dukung Satu Tiang Dalam Kelompok Tiang Diameter 80 cm.. VI-13 Tabel. 6.7 Daya Dukung Satu Tiang Dalam Kelompok Tiang Diameter 100 cm. VI-21 Tabel 6.8 Tabel 6.9 Perhitungan Jumlah Tiang Dalam Satu Kepala Tiang VI-22 Perhitungan Daya Dukung Tarik Tiang Bor pada BH -06 (Ground Level existing = 0.00 m, MAT = m), SF = VI-23 xvi

20 Daftar Tabel Tabel 6.10 Perhitungan Daya Dukung Tarik Tiang Bor pada BH -07 (Ground Level existing = 0.00 m, MAT = m), SF = 2.5. VI-25 Tabel 6.11 Rekapitulasi Daya Dukung Tarik Tiang Bor VI-27 Tabel 7.1 Dimensi dan Rasio Tulangan Balok VII-1 Tabel 7.2 Dimensi dan Rasio Tulangan Kolom VII-2 Tabel 7.3 Dimensi dan Rasio Tulangan Shearwall.. VII-2 Tabel 7.4 Dimensi dan Rasio Tulangan Pelat Lantai VII-2 xvii