PERBANDINGAN DIMENSI BALOK AKIBAT MENGGUNAKAN BATA KONVENSIONAL DAN BATA RINGAN

Transkripsi

1 PERBANDINGAN DIMENSI BALOK AKIBAT MENGGUNAKAN BATA KONVENSIONAL DAN BATA RINGAN LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh : DIANA LUMBAN TOBING FEILZA VANI NIM NIM PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-nya sehingga Penulis bisa menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir yang berjudul Perbandingan Dimensi Balok Akibat Menggunakan Bata Konvensional Dan Bata Ringan ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III Politeknik Negeri Medan. Dalam laporan ini Penulis membahas mengenai Perbandingan Dimensi Balok Akibat Menggunakan Bata Konvensional Dan Bata Ringan. Dalam proses pembuatan laporan ini, Penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik materi maupun spiritual. Oleh karena itu, sudah selayaknya Penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Sudarto, M.T., Kepala Program Studi DIII Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Sutrisno Rembeng, S.S.T., M.T., Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 5. Ibu Ernie Shinta Y.S, S.T.,M.T., Dosen Pembimbing kami yang telah banyak memberi arahan dan saran dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini; 6. Seluruh staf pengajar dan staf administrasi Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 7. Orang Tua tercinta dan seluruh keluarga yang telah memberi dukungan dan doa kepada kami; 8. Rekan-rekan mahasiswa di kampus, terkhusus SI-6C, maupun teman-teman di kos yang turut membantu dan mendukung kami dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini;

3 9. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu, yang turut membantu Penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Laporan ini merupakan hasil karya Penulis dan bukan plagiat. Penulis sudah berupaya semaksimal mungkin dan menyadari kemungkinan terdapat kekurangan serta kesilapan didalam laporan ini. Oleh sebab itu, Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran guna penyempurnaan laporan ini nantinya. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi Penulis dan siapapun yang membacanya. Medan, Agustus 2015 Hormat Penulis Mahasiswa I Mahasiswa II Diana Lumban Tobing Feilza Vani NIM NIM

4 ABSTRAK PERBANDINGAN DIMENSI BALOK AKIBAT MENGGUNAKAN BATA KONVENSIONAL DAN BATA RINGAN Oleh: Diana Lumban Tobing ( ) dan Feilza Vani ( ) Untuk mendimensi suatu balok, beban yang dipikul oleh suatu balok akan mempengaruhi perencanaan dimensi balok. Salah satu beban yang berpengaruh terhadap perencanaan dimensi balok adalah berat struktur dinding yang digunakan pada suatu bangunan. Umumnya pada pekerjaan dinding menggunakan bata konvensional atau bata ringan. Bata konvensional dan bata ringan memiliki berat jenis, ukuran, harga dan kekuatan yang berbeda. Berat jenis antara bata konvensional dan bata ringan mengakibatkan terjadinya perbedaan dimensi dan tulangan balok. Inilah yang mendorong penulis untuk membuat laporan tentang topik ini. Tujuan penulis dalam membuat laporan ini adalah untuk mengetahui berapa perencanaan dimensi balok yang diperlukan jika menggunakan bata konvensional dan bata ringan. Laporan tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat bagi mahasiswa yang membahas hal yang sama dan menambah pengetahuan mengenai pengaruh pendimensian balok akibat menggunakan bata konvensional dan bata ringan. Teknik pengumpulan data yaitu melakukan studi pustaka dengan mempelajari buku-buku dan internet yang berkaitan dengan topik yang dibahas dan melakukan perhitungan dengan menggunakan program komputer. Dari hasil perhitungan diperoleh bahwa persentase dimensi balok menggunakan bata konvensional dan bata ringan berbeda. Ternyata dengan menggunakan bata ringan dimensi balok yang diperoleh lebih kecil dari pada menggunakan bata konvensional. Hal ini diakibatkan karena adanya perbedaan berat jenis yang berbeda antara bata konvensional dan bata ringan sehingga akan mempengaruhi biaya pelaksanaan biaya konstruksi. Diharapkan penelitian berikutnya dapat meninjau biaya pelaksanaan konstruksi dan metode pelaksanaan dengan menggunakan bata konvensional dan bata ringan. Kata Kunci : Balok, Dimensi Balok, Bata Konvensional dan Bata Ringan

5 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR NOTASI... xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Perumusan Masalah... 2 C. Pembatasan Masalah... 2 D. Tujuan Pembahasan... 2 E. Manfaat... 3 F. Metodologi... 3 G. Jadwal... 4 H. Sistematika Laporan... 5 BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN... 6 A. Tinjauan Umum... 6 B. Pengertian Bata Konvensional dan Bata Ringan Bata Konvensional Bata Ringan... 9

6 C. Pengertian Portal Balok Analisis Balok Persegi D. Pembebanan Pada Struktur Bangunan Bertingkat Beban Mati (Dead Load) Beban Hidup (Live Load) Beban Gempa E. Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa Klasifikasi Gempa Kategori Gedung Faktor Reduksi Gempa Maksimum Wilayah Gempa dan Spektrum Respons Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental Perencanaan Struktur Bangunan Gedung Beraturan F. Kombinasi Beban Kuat Perlu dan Beban Terfaktor G. Metode Perhitungan Menggunakan Program Analisa Struktur Langkah-Langkah Utama Analisa Program Analisa Struktur Langkah-Langkah Analisis dan Disain Struktur Program Analisa Struktur BAB III METODOLOGI A. Tinjauan Umum B. Pengumpulan Data C. Analisis Kekuatan Struktur D. Penyajian Laporan dan Format Penggambaran E. Flow Chart Pengerjaan Analisis Struktur... 38

7 BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN A. Perhitungan Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Struktur Dengan Menggunakan Bata Konvensional B. Perhitungan Beban Akibat Gaya Gravitasi Dengan Menggunakan Bata Konvensional C. Perhitungan Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Struktur Dengan Menggunakan Bata Ringan D. Perhitungan Beban Akibat Gaya Gravitasi Dengan Menggunakan Bata Ringan E. Pengolahan Data Dengan Metode Perhitungan Program Analisa Struktur F. Perencanaan Dimensi Balok Pada Bata Konvensional G. Perencanaan Dimensi Balok Pada Bata Ringan BAB V PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun Gambar 2.2. Respons Spektrum Gempa Rencana Gambar 4.1. Potongan 1-1 Bata Konvensional Gambar 4.2. Potongan 2-2 Bata Konvensional Gambar 4.3. Denah Amplop Pada Lantai 1,2, dan 3 (Bata Konvensional) 50 Gambar 4.4. Potongan 1-1 Bata Ringan Gambar 4.5 Potongan 2-2 Bata Ringan Gambar 4.6. Denah Amplop Pada Lantai 1,2, dan 3 (Bata Ringan) Gambar 4.7. Kotak Dialog New Model Gambar 4.8. Menentukan Parameter Template Gambar 4.9. Kotak Dialog Define Grid System Data Gambar Antarmuka Program Analisa Struktur Gambar Antarmuka Program Analisa Struktur dengan Jendela Y-Z Plane Gambar Pemberian Perletakan Jepit Gambar Kotak Dialog Joint Restraints Gambar Hasil Perletakan Jepit Gambar Kotak Dialog Display Options for Active Window Gambar Penomoran Titik dan Batang Pada Struktur Gambar Kotak Dialog Define Loads Gambar Kotak Dialog Define Respone Combination Gambar Setting COMB 1 (1,4 D) Gambar Setting COMB 2 (1,4 D + 1,6 L) Gambar Setting COMB 3 (1,2 D + 1,0 L + 1,0 E) Gambar Setting COMB 4 (1,2 D + 1,0 L - 1,0 E) Gambar Penentuan Beban Mati Gambar Pemberian Beban Mati Segitiga Gambar Hasil Pembebanan Beban Mati Segitiga... 82

9 Gambar Penentuan Beban Hidup Segitiga Gambar Pemberian Beban Hidup Segitiga Gambar Hasil Pembebanan Beban Hidup Segitiga Gambar Pemberian Data Beban Gempa Gambar Hasil Beban Gempa Gambar Kotak Dialog Define Material Gambar Penentuan Property Material Beton Gambar Hasil Pemberian Material Beton Gambar Kotak Dialog Frame Properties Gambar Kotak Dialog Add Frame Section Property Gambar Data Tulangan untuk Balok Gambar Hasil Dimensi Balok Gambar Data Tulangan untuk Kolom Gambar Hasil Dimensi Kolom Gambar Pemberian Dimensi Balok Gambar Kotak Dialog Frame Properties Gambar Hasil Pendefenisian Dimensi Balok Gambar Hasil Pendefenisian Dimensi Frame Gambar Kotak Dialog Set Analysis Cases to Run Gambar Hasil Deformasi Struktur Portal Gambar Tampilan Analysis Complete Gambar Parameter Bidang Momen Akibat Beban Mati... 95

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Berat sendiri bangunan gedung Tabel 2.2. Berat sendiri komponen gedung Tabel 2.3. Beban Hidup Tabel 2.4. Koefisien Reduksi Beban Hidup Tabel 2.5. Koefisien Reduksi Beban Hidup Kumulatif Tabel 2.6. Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung atau Bangunan Tabel 2.7.Koefisien ζ yang membatas waktu getar alami struktur bangunan Gedung Tabel 4.1. Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa Untuk Potongan 1-1 Dengan Menggunakan Bata Konvensional.. 44 Tabel 4.2. Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa Untuk Potongan 2-2 Dengan Menggunakan Bata Konvensional.. 50 Tabel 4.3. Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa Untuk Potongan 1-1 Dengan Menggunakan Bata Ringan Tabel 4.4. Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa Untuk Potongan 2-2 Dengan Menggunakan Bata Ringan Tabel 4.5. Gambar Dimensi dan Tulangan Bata Konvensional dan Bata Ringan Potongan Tabel 4.6. Gambar Dimensi dan Tulangan Bata Konvensional dan Bata Ringan Potongan Tabel 4.7. Perbedaan Dimensi Balok dan Tulangan Bata Konvensional dan Bata Ringan Potongan Tabel 4.8. Persentase Perbedaan Dimensi Balok dan Tulangan Bata Konvensional dan Bata Ringan Potongan Tabel 4.9. Perbedaan Dimensi Balok dan Tulangan Bata Konvensional dan Bata Ringan Potongan Tabel Persentase Perbedaan Dimensi Balok dan Tulangan Bata Konvensional dan Bata Ringan Potongan

11 DAFTAR NOTASI α : Sudut kemiringan atap, ( jika α > 50ºdapat diabaikan). W ah : Beban air hujan, kg/m 2 (min. W ah atau 20 kg/m 2 ) (ρ) : Berat jenis bata merah atau bata ringan. As : Jumlah luas tulangan baja tarik (mm 2 ) As : Jumlah luas tulangan tekan (mm 2 ) b : Lebar balok (mm) d : Tinggi efektif (mm) h : Tinggi total (mm) f c : Kuat tekan beton (Mpa) fy : Tegangan luluh baja yang disyaratkan (Mpa) Mn : Kuat momen nominal suatu penampang, (Knm) M R Mu ρ : Momen kapasitas atau momen rencana (KNm) : Momen ultimit atau momen lentur rencana aktual (KNm) : Rasio penulangan ρb a ρ maks ρ min β 1 Ø k Nd c ε s ε y E c T C : Rasio penulangan pada keadaan seimbang regangan : Kedalaman balok tegangan beton tekan : Rasio penulangan maksimum : Rasio penulangan minimum : Konstanta yang merupakan fungsi kuat kelas beton : Faktor reduksi kekuatan : Koefisien tahanan : Gaya tekan dalam : Jarak serat tekan terluar ke garis netral : Regangan tekan baja : Regangan luluh : Modulus elastisitas beton (Mpa) : Waktu getar bangunan : Koefisien gempa dasar

12 I R Vx, Vy Wt Fi Hi V xiy A,B qh qm ζ : Faktor keutamaan gedung : Faktor reduksi Gempa : Gaya geser horizontal total akibat gempa : Berat total gedung. : Gaya geser horizontal akibat gempa pada lantai ke-i : Tinggi lantai ke-i terhadap lantai dasar : Gaya geser horizontal total akibat gempa untuk arah x atau y : Panjang sisi bangunan dalam arah x dan y : Beban hidup : Beban mati : koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur bangunan gedung

13 TABEL MOMEN RENCANA BALOK PADA BATA KONVENSIONAL POTONGAN 1-1 Lantai Batang Comb 1 Comb 2 Comb 3 Comb 4 Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu , ,897 27, , ,444-79, ,251-82, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8608-9, , , , ,6354 9, , , ,6094 0, ,5742 4,996-20, , , , , , , , ,2465 TABEL MOMEN RENCANA BALOK PADA BATA KONVENSIONAL POTONGAN 2-2 Lantai Batang Comb 1 Comb 2 Comb 3 Comb 4 Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,123 69, , , , ,955-42, , , , , , , ,506-74, , , , ,505 35,955-42, ,865-94, , , , ,297 20, ,995 25, , ,862-34, , ,3831 1, ,2745 5, , , ,297 20, ,995 19, , , ,1664

14 TABEL MOMEN RENCANA BALOK PADA BATA RINGAN POTONGAN 1-1 Lantai Batang Comb 1 Comb 2 Comb 3 Comb 4 Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu , , ,052-23, , , , , , ,701 22, , , , , , ,052-16, , , , , , , ,327-23, , , , , , , ,012-38, ,711-35, , , ,327-23, , ,327 24, , ,2794-9, , , , ,5388 9,0542-9, , ,285 2, ,8501 1, , , , ,4969-9,408 14,053-22, ,3121-9,8981 TABEL MOMEN RENCANA BALOK PADA BATA RINGAN POTONGAN 2-2 Lantai Batang Comb 1 Comb 2 Comb 3 Comb 4 Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu- Mu+ Mu , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,924-81, ,058-74, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,2735 6, ,2119 7,029-21, , , , , ,408-33, , ,8201

15 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perencanaan struktur merupakan unsur yang penting pada pembangunan suatu gedung agar dapat menghasilkan gedung yang kuat, aman, nyaman namun tetap ekonomis. Dalam perancangan struktur suatu gedung pada umumnya menggunakan bata merah atau konvensional sebagai salah satu bahan konstruksi bangunan dibandingkan dengan menggunakan bata ringan. Hal ini dikarenakan bata merah cukup murah dan mudah didapat serta memiliki bahan dasar berupa tanah liat (lempung), dimana proses pembuatannya dilakukan secara tradisional. Sedangkan bata ringan merupakan material yang menyerupai beton dan memiliki sifat kuat, tahan air, dan api, awet (durable) yang dibuat di pabrik menggunakan mesin. Bata ini cukup ringan, halus dan memiliki tingkat kerataan permukaan yang baik. Bata ringan bisa digunakan melebihi kegunaan bata konvensional, namun masyarakat pada umumnya memilih penggunaan bata konvensional sebagai bahan dinding suatu konstruksi karena masyarakat masih meninjau dari segi harga dan kemudahan mendapatkannya. Bata konvensional dan bata ringan memiliki berat jenis, ukuran, harga dan kekuatan yang berbeda. Namun akibat adanya perbedaan berat jenis antara bata konvensional dan bata ringan berpengaruh terhadap pendimensian balok. Latar belakang inilah yang akhirnya membuat penulis tertarik untuk mengangkat judul ini. Pada penulisan Tugas Akhir ini, penulis menggunakan program komputer untuk melakukan perhitungan gaya-gaya dalam dan pendimensian balok akibat menggunakan bata konvensional dan bata ringan. 1

16 B. Perumusan Masalah Adapun beberapa masalah yang timbul dalam pembahasan ini yaitu: 1. Berapa perencanaan dimensi balok yang diperlukan jika menggunakan bata konvensional dan bata ringan? 2. Apa saja faktor-faktor yang menyebabkan adanya perbedaan penggunaan bata konvensional dan bata ringan berdasarkan perencanaan bangunan? C. Pembatasan Masalah Adapun pembatasan masalah yang diambil untuk penulisan Tugas Akhir ini adalah: Metode perhitungan gaya-gaya dalam menggunakan SAP Perencanaa struktur menggunakan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI ). Perencanaan pembebanan menggunakan Tata Cara Peraturan Pembebanan Indonesia Tahun Perencanaa Gempa menggunakan Peraturan Gempa 2003 (SNI ). Data-data yang dibutuhkan seperti gambar, fungsi bangunan, wilayah bangunan, jenis tanah, dan lain-lain direncanakan oleh penulis. D. Tujuan Pembahasan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah: 1. Untuk mengetahui berapa perencanaan dimensi balok yang diperlukan jika menggunakan bata konvensional dan bata ringan dengan menggunakan SAP Untuk mengetahui apa saja faktor-faktor yang menyebabkan adanya perbedaan penggunaan bata konvensional dan bata ringan berdasarkan perencanaan bangunan. 2

17 E. Manfaat Adapun manfaat penulisan tugas akhir yaitu: 1. Mahasiswa dapat mengetahui dimensi balok yang diperlukan jika menggunakan bata konvensional dan bata ringan. 2. Mahasiswa dapat mengaplikasikan teori yang didapat di kampus untuk pelaksanaan di lapangan. 3. Sebagai referensi atau masukan kepada mahasiswa ketika mendalami topik ini atau permasalahan yang sama. F. Metodologi 1. Teknik Pengumpulan Data a. Melakukan studi pustaka dengan mempelajari buku-buku dan internet yang berkaitan dengan topik yang dibahas pada laporan Tugas Akhir ini. b. Melakukan perencanaan data-data yang dibutuhkan yaitu berupa gambar kerja dan data-data pendukung lainnya serta mempelajari gambar rencana kerja tersebut. c. Melakukan diskusi dan meminta masukan dari Dosen Pembimbing. 2. Teknik Pengolahan Data a. Melakukan perhitungan dimensi balok dengan menggunakan program komputer. b. Menyimpulkan hasil perhitungan data tersebut. 3

18 G. Jadwal Adapun jadwal yang direncanakan penulis untuk membantu pengarahan waktu agar sesuai dan tepat penyelesaiannya mulai dari persiapan dan pengumpulan data hingga penyusunan Tugas Akhir mulai April sampai Agustus NO KEGIATAN A. Persiapan 1 Survey perencanaan objek Tugas Akhir 2 Pengajuan judul dan pembuatan proposal Tugas Akhir 3 Mendapatkan dosen pembimbing 4 Pembekalan khusus B. Pelaksanaan 5 Bimbingan untuk pengumpulan data 6 Pengumpulan data 7 Bimbingan untuk pengolahan data 8 Pengolahan data C. Pelaporan 9 Bimbingan untuk penulisan BAB I 10 Penulisan BAB I (Pendahuluan) Bimbingan untuk penulisan BAB II dan BAB 11 III 12 Penulisan BAB II (Tinjauan umum mengenai perusahaan) 13 Penulisan BAB III (Tinjauan kepustakaan) 14 Bimbingan untuk penulisan BAB IV 15 Penulisan BAB IV (Pengumpulan data dan pengolahan data) 16 Penulisan BAB V (Simpulan dan Saran) 17 Bimbingan Tahap Akhir (Penyempurnaan Laporan TA) 18 Penyempurnaan Laporan TA BULAN

19 H. Sistematika laporan Adapun sistematika laporan Tugas Akhir adalah: BAB I BAB II BAB III BAB IV BAB V : PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang Latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan pembahasan, manfaat, metodologi, jadwal dan sistematika laporan. : TINJAUAN KEPUSTAKAN Bab ini berisi mengenai tinjauan teoritis dan studi literature mengenai pendimensian balok. : METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini berisi tentang jenis pembahasan, lokasi pembahasan, jenis dan sumber data, responden atau objek pembahasan, sarana pembahasan, jadwal pembahasan, pembahasan yang digunakan. : ANALISA PEMBAHASAN Pada bab ini berisi tentang data-data yang telah dikumpul, yaitu berupa hasil wawancara yang akan dianalisa dengan teori studi literature. : SIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan yang telah dilakukan pada responden, baik penelitian melalui wawancara maupun studi literature. 5