REDESAIN BANGUNAN TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN SRPM

Transkripsi

1 REDESAIN BANGUNAN TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN SRPM ( Studi Kasus Gedung Pendidikan Vokasi Universitas Brawijaya) Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : Diza Wahyu Ananta JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016

2 ii

3 iii

4 LEMBAR PERSEMBAHAN Puji syukur kehadirat Allah SWT. Tuhan penguasa alam semesta yang telah memberikan kenikmatan kepada seluruh hamba-nya. Sholawat dan salam tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi Besar kita, Nabi Muhammad Saw. Yang telah membimbing para umatnya menuju jalan yang diridhoi Allah SWT. Dan tak lupa kupersembahkan Karya Ilmiah ini kepada : 1. Bapak dan Ibu tercinta, terkasih dan segalanya atas doa yang tulus ikhlas serta motivasi, dukungan materil dan non materil tentunya, sampai akhirnya skripsi ini dapat selesai sampai mendapatkan gelar strata 1 ( Sarjana Teknik ). 2. Saudara ku mbak Viamalla dan seluruh keluarga besar di Gilang. Pakdhe, Budhe, Om, Tante, Semua Sepupu, serta keponakan yang selalu memberikan semangat dan doanya. 3. Sahabat - sahabatku yang selalu ada Fariz Rizal sebagai partner diskusi, Tika dan Anak Layangan Squad ( Rizka, Yudhatara, Aji Syarifah), Blok M Squad (Firman,Sangek, Erent, Dodok), Virgo, Estyningtyas (partner bimbingan bareng) dan 6S squad. Terimakasih sudah kasih saya support serta perhatian dan doanya sampai pada akhirnya skripsi ini selesai. 4. Sahabat dan teman-teman Teknik Sipil 2011, khususnya D squad semuanya yang selalu kompak dan pantang menyerah menghadapi tugas-tugas Teknik Sipil di kampus. Semoga kalian semua cepat menyusul lulus dan menjadi insinyur sipil yang handal dan sukses. iv

5 KATA PENGANTAR Bismillaahirrohmaanirrahim Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillahirobbill aalamiin, puji syukur kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan limpahan nikmat keimanan, kesehatan, dan juga kesempatan kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik, lancar dan tepat pada waktu nya. Shalawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad Saw. yang menuntun kita menuju jalan yang diridhoi-nya. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat mencapai derajat kesarjanaan. Selanjutnya ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada : 1. Bapak Drs. Fauzan, MPd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang 2. Bapak Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil dan dosen pembimbing I, yang senantiasa selalu sabar memberikan bimbingan, masukan dan arahan serta kesabarannya memberi nasehat dan saran dalam proses bimbingan yang sangat berarti bagi penulis 4. Almarhum Bapak Yusuf Wahyudi, ST. MT, selaku dosen pembimbing II yang selalu sabar memberikan bimbingan, masukan dan arahan yang berarti dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis. Dan senantiasa dengan kesabaran memberi nasehat dan saran dalam bimbingan yang sangat berarti bagi penulis. Semoga disana bapak diberi tempat terbaik disisi-nya 5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil yang dengan kesabarannya memberikasn ilmu pengetahuan sehingga penulis mampu menyelesaikan studi dan Tugas Akhir ini v

6 6. Teman-teman Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2011 yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Malang, 22 Oktober 2016 Penulis vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii SURAT PERNYATAAN... iii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Tegangan Regangan Beton dan Baja Tulangan Pembebanan Struktur Beban Hidup ( L ) Beban Mati ( D ) Beban Berfaktor Beban Gempa Beton Bertulang Perencanaan Struktur Perencanaan Pelat Struktur Pelat lantai Struktur Plat Satu Arah Struktur Plat Dua Arah ix

8 2.5.2 Perencanaan Balok Tulangan Lentur Tulangan Geser Perencanaan Kolom Kelangsingan Kolom Kuat Beban Aksial Maksimum Gaya Geser Rencana Tulangan Transversal Kolom Kuat Rencana Batas Dari Tulangan Komponen Struktural Sistem Rangka Pemikul Momen Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus Pengekangan ( Confinement ) Tulangan Transversal Spasi Tulangan Transversal Persyaratan Kuat Geser Luas Penampang Pengekangan Hubungan Balok Kolom pada SRPMK Kategori Resiko Gempa Faktor Keutamaan Gempa Klasifikasi Situs Definisi Kelas Situs Koefisien Situs (Fa) Kecepatan Rata-Rata Gelombang Geser Pengaruh Beban Gempa Pengaruh Beban Gempa Horizontal Pengaruh Beban Gempa Vertikal Geser Dasar Seismik Koefisien Respon Seismik Periode Fundamental Pendekatan Distribusi Vertikal Gaya Gempa Distribusi Horisontal Gaya Gempa x

9 2.18 Sistem Dilatasi Bangunan Penerapan Sistem Dilatasi Macam-macam Dilatasi BAB III METODE PERENCANAAN Lokasi Perencanaan Pengumpulan Data Data Perencanaan Diagram Alir Pendimensian Awal Struktur Perencanaan dimensi Pelat Perencanan dimensi Balok Perencanaan Dimensi Kolom Perencanan Pembebanan Pelat Perhitungan pembebanan pada pelat atap Perhitungan pelat lt. 2-5 (ruang kelas ) BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR Perencanaan pembebanan pelat Perhitungan pembebanan pada pelat atap Perhitungan pembebanan pelat lantai 2 5 (ruang kelas) Perhitungan tulangan pelat Perhitungan balok anak Pendistribusian pembebanan dari pelat ke balok anak Perhitungan pembebanan balok anak lt.6/rooftop Balok anak melintang A Balok anak melintang B Balok anak memanjang B Perhitungan balok anak lt.2-5 ( Ruang kelas) Balok anak melintang A Balok anak melintang B Balok anak memanjang B Perencanaan penulangan balok anak Balok anak melintang A xi

10 4.4.2 Balok anak melintang B Balok anak memanjang B Perhitungan penulangan balok anak Perhitungan tulangan lt.6 ( Rooftop) Perhitungan tulangan geser / sengkang Balok anak melintang A (atap) Perencanaan balok induk Pendistribusian pembebanan dari pelat ke balok induk untuk fungsi lantai sebgaai ruang kelas dan atap ( rooftop ) Pembebanan Pembebanan pelat atap /lt.6 ( Rooftop) Pembebanan pelat lantai 2-5 (ruang kelas) Perhitungan pembebanan balok induk lt.6 (rofftop) Bangunan A dimensi balok induk ( 250x500) Bangunan B dimensi balok induk (250x500) Perhitungan pembebanan balok induk lt1-5 (ruang kelas) Bangunan A dimensi balok induk ( 250x500) Bangunan B dimensi balok induk (250x500) Perhitungan beban gempa Perhitungan berat gedung sektor A Perhitungan berat gedung sektor B Jumlah berat total bangunan tiap lantai Analisis gempa static ekivalen Kategori resiko gempa faktor keutamaan gempa Parameter percepatan (Ss,S1) Klasifikasi kelas situs (SA,SB,SC,SD,SE, dan SF) Faktor koefisien Parameter percepatan desain (SDs, SD1) Parameter percepatan (Ss,S1) Periode fundamental pendekatan xii

11 4.8.9 Faktor koefisien modifikasi respons, kuat lebih system pembesaran defleksi Koefisien respon seismic (Cs) dan gaya dasar sesmik (V) Distribusi beban gempa pada struktur bangunan Perencanaan dilatasi Analisis perhitungan menggunaan StaadPro Perencanaan balok induk Pembebanan pada pelat atap lt.6 (RoofTop) Pembebanan pada pelat atap lt.2-5 (ruang kelas) Perhitungan pembebanan balok induk lt.6 (Rooftop) Bangunan A dimensi balok induk ( 250x500) Bangunan B dimensi balok induk ( 250x500) Perhitungan pembebanan balok induk lt.1-5 (ruang kelas) Bangunan A dimensi balok induk ( 250x500) Bangunan B dimensi balok induk ( 250x500) Perencanaan balok induk sektor A Perencanaan sengkang pada balok induk sektor A Perencanaan balok induk sektor B Perencanaan sengkang pada balok induk sektor B Perencanaan Kolom Kontrol perencanaan SRPMK Kuat kolom untuk SRPMK Pengekangan kolom Desain hubungan balok kolom SRPMK BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DATA xiii

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Faktor Reduksi Kekuatan... 8 Tabel 2.2 Tebal pelat minimum balok non prategang Tabel 2.3 Distribusi momen pada pelat dua arah Tabel 2.4 Faktor panjang efektif kolom Tabel 2.5 Kategori resiko gempa Tabel 2.6 Faktor keutamaan gempa Tabel 2.7 Kelas situs Tabel 2.8 Koefisien situs Tabel 2.9 Nilai parameter periode pendekatan Ct, dan x Tabel 4.1 Pembebanan pelat lantai dan pelat atap Tabel 4.2 Kebutuhan tulangan pelat lantai 6/ Atap ( Rooftop) Tabel 4.3 Kebutuhan tulangan pelat lantai 2-5 (ruang kelas) Tabel 4.4 Momen balok anak melintang sektor A Tabel 4.5 Momen balok anak melintang sektor B Tabel 4.6 Momen balok anak memanjang sektor B Tabel 4.7 Kebutuhan tulangan balok anak melintang A Tabel 4.8 Kebutuhan tulangan balok anak melintang B Tabel 4.9 Kebutuhan tulangan balok anak memanjang B Tabel 4.10 Berat bangunan sektor A lantai Tabel 4.11 Berat bangunan sektor A lantai Tabel 4.12 Berat bangunan sektor A Rooftop Tabel 4.13 Berat bangunan sektor B lantai xiv

13 Tabel 4.14 Berat bangunan sektor B lantai Tabel 4.15 Berat bangunan sektor B Rooftop Tabel 4.16 Rekapitulasi berat bangunan sektor A dan B Tabel 4.17 Klasifikasi situs Tabel 4.18 Koefisien situs, Fa Tabel 4.19 Koefisien situs, Fv Tabel 4.20 Kategori desain seismic parameter percepatan periode pendek Tabel 4.21 Kategori desain seismic berdasarkan parameter percepatan periode 1 detik Tabel 4.22 Nilai parameter pendekatan Ct dan x Tabel 4.23 Koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung Tabel 4.24 R, Cd, dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan) Tabel 4.25 Analisis gempa tiap lantai bangunan sektor A Tabel 4.26 Analisis gempa tiap lantai banguann sektor B Tabel 4.27 Distribusi beban gempa gedung sektor A Tabel 4.28 Distribusi beban gempa gedung sektor B Tabel 4.29 Distribusi gempa antar lantai banguann sektor A Tabel 4.30 Distribusi gempa antar lantai banguan sektor B Tabel 4.31 Momen terbesar tiap lantai bangunan sektor A Tabel 4.32 Momen terbesar tiap lantai banguanna sektor B Tabel 4.33 Penulangan kolom sektor A dan B xv

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram kesetimbangan tegangan dan regangan tulangan... 5 Gambar 2.2 Perilaku material baja tulangan dalam hubungan tegangan regangan... 5 Gambar 2.3 Tegangan tekan benda uji beton Gambar 2.4 Contoh distribusi tegangan regangan beton bertulang Gambar 2.5 Pelat satu arah Gambar 2.6 Contoh gambar pelat Gambar 2.7 Diagram tegangan regangan pada pelat Gambar 2.8 Distribusi momen static total menjadi momen positif dan negatif Gambar 2.9 Balok beton bertulang Gambar 2.10 Diagram tegangan dan regangan balok (a)pot. balok (b) diagram regangan (c)diagram tegangan Gambar 2.11 Gambar tulangan geser pada baok Gambar 2.12 Macam macam kolom Gambar 2.13 Diagram tegangan regangan dan gaya dalam penampang kolom (a) penampang kolom(b)diagram regangan(c)diagram tegangan(d)diagram kesetimbangan gaya Gambar 2.14 Contoh sengkang tertutup saling tumpuk Gambar 2.15 Perhitungan kuat geser balok dengan memperhitungkan Mpr Gambar 2.16 Persimpangan kolom dan balok xvi

15 Gambar 2.17 Spektrum respon desain Gambar 2.18 Contoh bentuk bangunan dilatasi Gambar 2.19 Dilatasi dengan dua kolom Gambar 2.20 Dilatasi dengan kantilever Gambar 2.21 Dilatasi dengan system balok gerber Gambar 2.22 Sistem dilatasi dengan konsol Gambar 4.1 Distribusi pembebanan pelat ke balok anak Gambar 4.2 Momen perletakan balok anak melintang A atap Gambar 4.3 Momen perletakan balok anak melintang A lantai Gambar 4.4 Momen perletakan balok anak melintang B atap Gambar 4.5 Momen perletakan balok anak melintang B lantai Gambar 4.6 Momen perletakan balok anak memanjang B atap Gambar 4.7 Momen perletakan balok anak memanjang B lantai Gambar 4.8 Momen untuk tulangan geser Gambar 4.9 Distribusi pembebanan dari pelat ke balok induk Gambar 4.10 Ss, gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko tertarget (MCER) kelas situs SB Gambar 4.11 S1, gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko tertarget (MCER) kelas situs SB xvii

16

17 DAFTAR PUSTAKA Ahyinustyane, Elsya Perencanaan Ulang Beton Bertulang Pada Bangunan Atas The Malioboro Haritage Hill Yogyakarta Dengan Menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Terhadap Ketahanan GempaBerdasarkan SNI 1726:2012. Badan Standarisasi Nasional, SNI Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Bandung, Indonesia. Badan Standarisasi Nasional, SNI Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Gedung.Bandung, Indonesia. Dipohusodo, Istimawan., Struktur Beton Bertulang, Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama. Himawan Indarto, Hanggoro Tri Cahyo A dan Kukuh C Adi Putra, Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies. Semarang, Indonesia. McCORMAC, JACK C.2003.Desain Beton Bertulang. Erlangga: Jakarta. Prihatmoko Wibowo, Amdhani AkhirAmdhaniPrihatmokoWibowo pdf/ Diakses pada hari jumat, 18 September 2015, jam WIB. Sudarmoko Perancangan Dan Analisis Kolom Beton Bertulang Berdasarkan SNI KMTS FT UGM : Yogyakarta 159