DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iii KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR NOTASI... xvii DAFTAR LAMPIRAN... xxiv BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Maksud dan Tujuan... 2 1.3 Rumusan Masalah... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Sistematika Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Tinjauan Umum... 4 2.2 Sistem Struktur... 6 2.3 Pembebanan Pada Bangunan... 9 2.3.1 Beban Mati... 9 2.3.2 Beban Hidup... 10 2.3.3 Beban Angin... 11 2.3.4 Beban Gempa... 12 2.3.5 Faktor Beban dan Kombinasi Beban... 13 2.4 Struktur Tahan Gempa... 16 2.4.1 Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Struktur Bangunan... 16 2.4.2 Daktilitas Struktur... 18 2.4.3 Faktor R, Ω 0, dan C d dalam Perancangan Sistem penahan Gempa 21 2.4.4 Koefisien Gempa Dasar (C)... 22
2.4.5 Parameter Percepatan Gempa... 23 2.4.6 Kelas situs... 25 2.4.7 Parameter Percepatan Spektral Desain... 27 2.4.8 Desain Respon Spektrum... 27 2.4.9 Periode Getar (T)... 29 2.5 Perencanaan Elemen Struktur... 30 2.5.1 Perencanaan Pelat Lantai... 30 2.5.2 Perencanaan Tangga... 32 2.5.3 Perencanaan Balok... 33 2.5.4 Perencanaan Kolom... 36 2.5.5 Perencanaan Struktur Bawah... 42 2.5.6 Daya Dukung Vertikal Tiang Tunggal... 43 2.5.7 Daya Dukung Ijin Tiang Group ( P all Group)... 46 2.5.8 Beban Maksimum (P maks ) Terjadi pada Tiang Akibat Pembebanan... 46 2.5.9 Kontrol Terhadap Momen yang Terjadi dengan Metode Brooms... 47 BAB III METODOLOGI PENULISAN... 48 3.1 Pendahuluan... 48 3.1.1 Data Primer... 48 3.1.2 Data Sekunder... 49 3.2 Analisis dan Perhitungan... 50 3.3 Penyajian Laporan dan Format Penggambaran... 51 BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR... 52 4.1 Tinjauan Umum... 52 4.2 Kriteria Disain... 52 4.3 Analisis Struktur... 53 4.3.1 Beban Mati (Dead Load)... 53 4.3.2 Beban Hidup (Live Load)... 53 4.4 Perhitungan Beban Gempa (Quake Load)... 54 4.4.1 Faktor Keutamaan Struktur... 54 4.4.2 Faktor Reduksi Gempa (R)... 54
4.4.3 Menentukan Kelas Situs Tanah (SA SF)... 54 4.4.4 Wilayah Gempa... 55 4.4.5 Penentuan Berat Tiap Lantai... 57 4.4.6 Periode Getar Alami Struktur... 59 4.4.7 Analisis Dinamik Spektrum Respons... 60 4.4.8 Analisis Modal... 61 4.4.9 Kontrol Nilai Akhir Respon Spektrum... 63 4.5 Perhitungan Pelat Lantai... 65 4.5.1 Penentuan Tebal Pelat Lantai... 65 4.5.2 Pembebanan Pada Pelat Lantai... 65 4.5.3 Karakteristik Material Beton... 65 4.5.4 Perhitungan Pelat Lantai... 65 4.6 Perencanaan Pembebanan Tangga... 74 4.6.1 Tinjauan Umum... 74 4.6.2 Perencanaan Dimensi dan Pembebanan Tangga... 75 4.6.3 Analisa Gaya Dalam Pelat Tangga dan Pelat Bordes... 80 4.6.4 Perhitungan Penulangan Pelat Tangga... 80 4.7 Perhitungan Balok Anak... 85 4.7.1 Perhitungan Tulangan Balok Anak... 85 4.8 Perhitungan Balok Induk... 96 4.8.1 Perhitungan Tulangan Balok Induk... 96 4.9 Perhitungan Kolom... 107 4.9.1 Perhitungan Tulangan Utama... 109 4.9.2 Cek Kekuatan Penampang (Tinjauan Biaxial Bending)... 113 4.9.3 Kapasitas Penampang Kolom... 116 4.9.4 Disain Confinement Reinforcement... 119 4.9.5 Disain Shear Reinforcment... 120 4.10 Perhitungan Hubungan Balok dan Kolom... 125 4.10.1 Panjang Penyaluran pada Tulangan Kolom... 135 4.11 Perhitungan Dinding Basement... 136 4.11.1 Penentuan Tebal Dinding Basement... 137 4.11.2 Pembebanan Pada Dinding Baement... 137 4.11.3 Perhitungan Tekanan Tanah... 137 4.11.4 Karakteristik Material Beton... 139
4.11.5 Analisis Dinding Basement... 139 4.11.6 Perhitungan Dinding Basement Secara Teoritis... 140 4.12 Perhitungan Pondasi... 144 4.12.1 Perhitungan Kapasitas Pondasi Tiang Pancang... 145 4.12.2 Perhitungan Tiang Pancang dan Pile Cap... 148 4.13 Analisa Secant Pile... 155 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 161 5.2 Saran... 163 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Beberapa Konfigurasi Open Frame... 7 Gambar 2.2 Konfigurasi Portal Dinding... 8 Gambar 2.3 Konfigurasi Perletakan Dinding Gesser... 9 Gambar 2.4 Beban Gempa pada Struktur Bangunan... 13 Gambar 2.5 Deformasi Elastis pada Struktur... 19 Gambar 2.6 Deformasi Plastis (Inelastis) pada Struktur... 19 Gambar 2.7 Permodelan Arah Beban Gempa pada Struktur... 21 Gambar 2.8 Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget (MCE R ), Kelas Situs SD (Tanah Sedang)... 23 Gambar 2.9 S 1, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget (MCE R ), Kelas Situs SD (Tanah Sedang)... 23 Gambar 2.10 Peta Parameter S s (Percepatan Batuan Dasar Pada Perioda Pendek) untuk Kota Semarang dan Sekitarnya... 24 Gambar 2.11 Peta Parameter S 1 (Percepatan Batuan Dasar Pada Perioda 1 detik) untuk Kota Semarang dan Sekitarnya... 24 Gambar 2.12 Desain Spektrum Respons... 28 Gambar 2.13 Struktur Tangga... 33 Gambar 2.16 Grafik Hubungan antara Kohesi dan Nilai N... 45 Gambar 2.17 Grafik Faktor Adhesi pada Tanah Kohesif... 45 Gambar 2.18 Grafik Brooms untuk Ultimate Lateral Resistance (Das, 2004). 47 Gambar 3.1 Flowchart Perencanaan Struktur Hotel Best Western Win Semarang 51 Gambar 4.1 Peta Koordinat Lokasi... 56 Gambar 4.2 Grafik Respons Spektrum... 57 Gambar 4.3 Grafik Respon Spektrum... 57 Gambar 4.4 Tampak 3D Model Struktur... 62 Gambar 4.5 Grafik Beban Lateral... 64 Gambar 4.6 Grafik Geser Tiap Lantai... 64 Gambar 4.7 Potongan Penampang Pelat Lantai Tumpuan... 68 Gambar 4.8 Denah Penulangan Pelat... 73 Gambar 4.9 Tangga Tipe 1... 75 Gambar 4.10 Dimensi Anak Tangga... 77 Gambar 4.11 Tangga Tipe 2... 78
Gambar 4.12 Dimensi Anak Tangga... 79 Gambar 4.13 Permodelan Struktur Tangga... 80 Gambar 4.14 Momen Arah 1-1 dan 2-2 pada Tangga... 81 Gambar 4.15 Penulangan Tarik dan Tekan Balok Anak (frame 469-470)... 88 Gambar 4.16 Penulangan Tarik dan Tekan Balok Anak (frame 469-470)... 92 Gambar 4.17 Sket Gaya Lintang... 93 Gambar 4.18 Detail Tulangan Balok BA 1 (a) Melintang Tumpuan (b)melintang Lapangan... 95 Gambar 4.19 Detail Tulangan Balok BA 1 Memanjang... 96 Gambar 4.20 Penulangan Tarik dan Tekan Balok Induk (frame 448-450)... 99 Gambar 4.21 Penulangan Tarik dan Tekan Balok Induk (frame 448-450)... 102 Gambar 4.22 Sket Gaya Lintang... 103 Gambar 4.23 Detail Tulangan Balok BI 1 (a) Melintang Tumpuan (b)melintang Lapangan... 106 Gambar 4.24 Detail Tulangan Balok BI 1 Memanjang... 107 Gambar 4.25 Denah Kolom yang Ditinjau... 108 Gambar 4.26 Load contour Untuk Beban Biaxial... 110 Gambar 4.27 Load contour Untuk Penampang Simetris... 110 Gambar 4.28 Grafik Interaksi Kolom... 112 Gambar 4.29 Detail Tulangan Penampang Kolom K1 (65x130)... 113 Gambar 4.30 Verifikasi Diagram P-M Kolom K1 (65x130)... 117 Gambar 4.31 Diagram Interaksi P - Mx (Kolom 65 x 130)... 118 Gambar 4.32 Diagram Interaksi P - My (Kolom 65 x 130)... 118 Gambar 4.33 Diagram Interaksi P - M (Kolom 65 x 130)... 121 Gambar 4.34 Gaya Geser Rencana Kolom Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)... 121 Gambar 4.35 Detail Penulangan Kolom K1 65 x 130... 124 Gambar 4.36 Denah Portal Hubungan Balok - Kolom yang Ditinjau... 125 Gambar 4.37 Gaya-Gaya yang Bekerja pada Hub. Balok - Kolom Tengah... 126 Gambar 4.38 Gaya-Gaya yang Bekerja pada Hub. Balok - Kolom Tepi... 131 Gambar 4.39 Denah Retaining Wall pada Lantai Basement Dasar... 136 Gambar 4.40 Diagram Tegangan Tekanan Tanah pada Dinding Basement... 137 Gambar 4.41 Sketsa Elemen Diskrit Dinding Basement Beserta Gaya-Gaya Dalam yang Bekerja... 139
Gambar 4.42 Sketsa Pemodelan Elemen Dinding Sebagai Elemen Kolom Dalam yang Bekerja... 140 Gambar 4.43 Grafik Hubungan Antara (ØPN-ØMN 2) Hasil Run Tulangan Vertikal, M dan P Berada di Dalam... 142 Gambar 4.44 Sketsa Pemodelan Elemen Dinding Sebagai Elemen Kolom Dalam yang Bekerja... 142 Gambar 4.45 Grafik Hubungan Antara (ØPN-ØMN 2) Hasil Run Tulangan Vertikal, M dan P Berada di Dalam... 144 Gambar 4.46 Grafik Penetrasi Tiang... 146 Gambar 4.47 Grafik Brom untuk Ultimate Lateral Resistance (Das, 2004)... 152 Gambar 4.48 Grafik P M untuk Tiang Pancang D = 60 cm... 153 Gambar 4.49 Permodelan Arah X dengan Plaxis 8.2... 157 Gambar 4.50 Deformasi Arah X... 158 Gambar 4.51 Displacement Arah X... 158 Gambar 4.52 Permodelan Arah Y dengan Plaxis 8.2... 159 Gambar 4.53 Deformasi Arah Y... 159 Gambar 4.54 Displacement Arah Y... 160
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Daftar Berat Bahan Bangunan... 9 Tabel 2.2 Daftar Beban Hidup pada Lantai Ruangan Gedung... 11 Tabel 2.3 Reduksi Kekuatan... 16 Tabel 2.4 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk Beban Gempa... 16 Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa... 18 Tabel 2.6 Faktor R, Ω 0 dan C d untuk Sistem Penahan Gaya Gempa... 22 Tabel 2.7 Klasifikasi Situs... 25 Tabel 2.8 Koefisien Situs, F a... 26 Tabel 2.9 Koefisien Situs, F v... 26 Tabel 2.10 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada Periode Pendek... 29 Tabel 2.11 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada Periode 1 Detik... 29 Tabel 2.12 Koefisien Pembatas Periode Getar Struktur... 30 Tabel 2.13 Skin Friction Berdasarkan Jenis Tanah dan Tipe Tiang... 44 Tabel 4.1 Nilai Hasil Tes Penetrasi Standar Rata-Rata (N)... 55 Tabel 4.2 Berat Lantai... 58 Tabel 4.3 Eigen Value... 60 Tabel 4.4 Modal Effective Mass Factor (EMF)... 61 Tabel 4.5 Rekapitulasi gaya dalam kolom K1 (65/130)... 117 Tabel 4.6 Detail Tipe Kolom... 124 Tabel 4.7 Nilai Gaya Dalam Yang Bekerja Pada Elemen Dinding Basement... 140 Tabel 4.8 Spesifikasi Tiang Pancang dari WIKA BETON... 145 Tabel 4.9 Perhitungan Jumlah Kumulatif Skin Friction... 147 Tabel 4.10 Parameter Tanah... 155 Tabel 4.11 Parameter Secant Pile... 156
DAFTAR NOTASI A b = luas penampang ujung tiang (mm²); luas penampang tiang (m 2 ) A cp A g A l = luas penampang beton yang menahan geser dari segmen dinding horisontal = luas bruto penampang (mm²) = tulangan longitudinal yang harus dipasang untuk menahan puntir A s = luas tulangan tarik (mm²); luas selimut tiang (m 2 ) A sh A t = luas total penampang sengkang tertutup persegi = tulangan sengkang untuk menahan puntir A tiang = luas penampang tiang pancang (mm 2 ) A v = luas tulangan sengkang ikat dalam daerah sejarak s (mm 2 ) A s = luas tulangan tekan (mm²) a = antrede (langkah datar); 0,85 x jarak garis netral dari serat tekan terluar (mm) b = lebar pelat per meter; lebar balok ; lebar kolom b w = lebar badan atau diameter penampang lingkaran (mm) C = koefisien respons gempa; kohesi undrained (ton/m 2 ) D = diameter tiang (cm) DF = faktor distribusi momen di bagian atas dan bawah kolom yang didisain DL = dead load (beban mati) d = tinggi efektif pelat; jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm); diameter tiang (cm) EI = kekakuan lentur komponen struktur tekan (N-mm 2 ) E = beban gempa E c E s ea = modulus elastisitas beton (MPa) = modulus elastisitas tulangan (MPa) = eksentrisitas gaya normal terhadap sumbu penampang dalam kedaan balanced є s = tegangan tulangan tekan. Regangan F a = koefisien situs untuk perioda pendek (pada perioda 0,2 detik) Fs = faktor keamanan = 3 F v f fy = koefisien situs untuk perioda panjang (pada perioda 1 detik) = faktor Tahanan Lebih Struktur dan faktor tahanan lebih total = tegangan leleh baja (MPa)
f c H h x I k kl u LL l n l o MCE R M n M nb M pr Mu Mx My = kuat tekan beton (MPa) = tebal lapisan tanah (m) = spasi horisontal maksimum untuk kaki sengkang tertutup atau sengkang ikat pada muka kolom = faktor keutamaaan struktur = faktor panjang efektif = panjang tekuk kolom = live load (beban hidup) = panjang sisi terpanjang = panjang minimum = spektrum respons gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget = kuat momen nominal pada penampang (N-mm) = momen terfaktor dalam keadaan balanced = momen lentur dari suatu komponen struktur dengan atau tanpa beban aksial, yag ditentukan menggunakan sifat-sifat komponen struktur pada joint dengan menganggap kuat tarik pada tulangan longitudinal sebesar minimum = momen yang terjadi pada penampang = momen arah x (ton.m) = momen arah y (ton.m) m = jumlah lapisan tanah yang ada di atas tanah dasar; jumlah tiang dalam 1 kolom N = nilai hasil tes penetrasi standar pada suatu lapisan tanah N u = beban aksial terfaktor yang terjadi bersamaan dengan V u (+ tekan, - tarik) N N b = nilai hasil tes penetrasi standar rata-rata dalam lapisan 30 m paling atas = nilai N-SPT rata-rata elevasi 4D ke atas dan bawah dari batas kedalaman dasar tiang N ch = tahanan penetrasi standar rata-rata tanah non kohesif dalam lapisan 30 m paling atas n = jumlah tingkat gedung; jumlah tiang dalam 1 baris; banyaknya tiang n x n y pancang = banyaknya tiang dalam satu baris arah y = banyaknya tiang dalam satu baris arah x o = optrade (langkah naik)
PI P ijin = P all P maks P n = indeks plastisitas = daya dukung vertikal yang diijinkan untuk sebuah tiang tunggal (ton) = beban maksimum yang diterima 1 tiang pancang (ton) = kuat nominal penampang yang mengalami tekan (N) P nb P tiang P u P o Q all Q ult q c = gaya normal terfaktor dalam keadaan balanced = daya dukung tiang pancang (ton) = kuat beban aksial terfaktor pada eksentrisitas tertentu (N) = kuat beban aksial terfaktor pada eksentrisitas nol (N) = nilai daya dukung tanah (ton) = daya dukung pondasi tiang pancang (ton) = tahanan konus pada ujung tiang = ½ (q cu +q cb ) (N/mm²) q u qcb q cu = pelat lantai = conus resistence rata-rata 4D di bawah ujung tiang (N/ mm²) = conus resistence rata-rata 8D di atas ujung tiang (N/ mm²) R = faktor reduksi gempa; ragius girrasi RL = beban hujan R N = risiko terjadinya gempa selama umur rencana (%) R m S a S DS S D1 S MS S M1 S s S u = faktor Reduksi Gempa Maksimum = spektrum respons percepatan disain = parameter respons spektral percepatan disain pada perioda pendek = parameter respons spektral percepatan disain pada perioda 1 detik = parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek = parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik = percepatan batuan dasar pada perioda pendek = kekuatan geser tanah S U = kekuatan geser tanah rata-rata di dalam lapisan 30 m paling atas s x = spasi longitudinal tulangan transvesal dalam panjang l 0 S 1 = percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik s T TF T n = jarak antar tiang (cm) = perioda getar fundamental struktur = tahanan geser (cleef) total sepanjang tiang (ton/m) = kuat momen puntir nominal (N-mm)
T R T u T 0 T s t i U = periode ulang terjadinya gempa (tahun) = tulangan torsi S 0, 2 S S S D1 DS D1 DS = tebal lapisan tanah ke i = keliling tiang (mm) V V c V e V g V n V s V sway V S V u V x V y WL W t w x maks y maks = beban gempa dasar nominal = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton (N) = gaya geser rencana = gaya geser balok akibat beban gravitasi = kuat geser nominal penampang (N) = kecepatan rambat gelombang geser melalui lapisan tanah ke-i; kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser (N) = gaya geser rencana berdasarkan momen kapasitas pada balok = kecepatan rambat gelombang geser rata-rata pada regangan geser yang kecil, di dalam lapisan 30 m teratas = gaya geser terfaktor penampang (N) = beban gempa arah x = beban gempa arah y = beban angin = berat total struktur = kadar air (persen) = absis maksimum (jarak terjauh) tiang ke pusat berat keompok tiang (mm) = ordinat maksimum (jarak terjauh) tiang ke pusat berat keompok tiang (mm) α (alpha) 1 3 = sudut kemiringan atap (º); faktor adhesi antara tanah dan tiang = 0,85 untuk f c < 30 MPa beta one way slab 3 two way slab e (delta e) = deformasi elastis p = deformasi plastis
δ m δ y θ (teta) ρ (rho) ρ b ρ g = simpangan maksimum = pelelehan pertama = arc tan / tan -1 (d/s), dalam derajat = rasio tulangan = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan seimbang = rasio penulangan total terhadap luas penampang kolom min maks σ b (sigma b) = rasio penulangan minimum = rasio penulangan maksimum = tegangan ijin beton (MPa) µ (mu) = faktor daktilitas struktur µ m (mu-m) = faktor daktilitas maksimum ξ (zeta) = koefisien pembatas Ø (phi) = faktor reduksi kekuatan λ = angka kelangsingan Ψ (psi) = koefisien pengali dari percepatan puncak muka tanah (termasuk faktor keutamaannya) untuk mendapatkan faktor respons gempa vertikal, bergantung pada Wilayah Gempa. ƩM c = jumlah Mn kolom yang bertemu di joint balok kolom. ƩM g = jumlah Mn balok yang bertermu di joint balok kolom. ΣP v = jumlah beban vertikal (N) Σx² = jumah kuadrat jarak arah x (ordinat-ordinat) tiang (m) Σy² = jumah kuadrat jarak arah y (absis-absis) tiang (m)
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A = GAMBAR STRUKTUR LAMPIRAN B = OUTPUT PROGRAM & TABEL PENULANGAN LAMPIRAN C = DATA TANAH LAMPIRAN D = SURAT - SURAT