ABSTRAK Dalam tugas akhir ini memuat perancangan struktur atas gedung parkir Universitas Udayana menggunakan struktur baja. Perencanaan dilakukan secara fiktif dengan membahas perencanaan struktur atas gedung. Gedung yang direncanakan dengan denah 15 m x 52 m, dengan total tinggi 9,7 m, jarak maksimum bentang kolom pada arah melintang 10 m dan jarak maksimal bentang kolom pada arah memanjang 8 m, struktur gedung terdiri atas 4 lantai masing-masing lantai memiliki tinggi 1,8 m dan jarak lantai 4 dengan pelat atap 2,5 m, bagian atap menggunakan pelat atap beton. Dalam perencanaan ini pelat menggunakan komposit beton dengan deck baja gelombang dengan shear connector sebagai penghubung antara balok dengan pelat. Perencanaan elemen struktur dan sambungan mengacu pada SNI 1729-2015 dimana sambungan menggunakan tipe sambungan baut dan las. Hasil perencanaan gedung parkir adalah sebagai berikut : Tebal pelat dek baja gelombang 0,75 mm, tebal beton pada pelat lantai 110 mm dan pelat ramp 120 mm digunakan tulangan tumpuan Ø10 125 mm. Shear connector menggunakan diameter 24 mm dan 16 mm. Balok induk menggunakan dimensi IWF 700 x 300 x 166, balok anak menggunakan dimensi IWF 450 x 300 x 106, kolom menggunakan dimensi IWF 428 x 407 x 283. Sambungan menggunakan diameter baut 16 mm dan 24 mm, dengan pelat penutup 15 mm, 17 mm, 18 mm, 22 mm, 25 mm, 30 mm, 33 mm, tebal las pada sayap 6 mm, 8 mm, 20 mm, tebal las pada badan 6 mm, 8 mm, 13 mm. Kata Kunci : Gedung Parkir, Struktur Baja, Dek Baja Gelombang
UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan anugerah-nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul Perancangan Struktur Atas Gedung Parkir Universitas Udayana Menggunakan Struktur Baja. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan informasi, bantuan serta bimbingan dari beberapa pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada bapak Ir. Putu Deskarta, MASc., selaku dosen pembimbing 1, bapak Ir. Ida Bagus Dharma Giri, MT., selaku dosen pembimbing 2, orang tua, sahabat dan rekan-rekan Teknik Sipil Universitas Udayana yang telah memberikan dukungan. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam proposal ini dan masih sangat jauh dari kata sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun. Denpasar, 05 Agustus 2016 Penulis
DAFTAR ISI ABSTRAK... i UCAPAN TERIMA KASIH... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR NOTASI... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penelitian... 2 1.4 Manfaat Penulisan... 2 1.5 Batasan Masalah... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Konsep Perancangan Struktur atas Gedung Parkir Uneversitas Udayana Menggunakan Struktur Baja... 3 2.2 Pembebanan... 4 2.2.1 Beban Gravitasi... 5 2.2.2 Beban Horizontal... 5 2.2.3 Kombinasi Pembebanan... 12 2.3 Perencanaan Pelat... 12 2.3.1 Perhitungan Penulangan Pelat... 13 2.3.2 Geser Pons (Punching Shear)... 13 2.3.3 Perencanaan Penghubung Geser... 14 2.4 Simpangan Batas... 17 2.4.1... 17 2.4.2 Kinerja Batas Ultimate... 18 2.5 Menghitung Tekan Nominal... 18 2.6 Menghitung Struktur Lentur... 18 2.7 Kontrol Kuat Geser... 20 2.8 Kontrol Lendutan... 21 2.9 Memikul Beban Gravitasi Melalui-melalui Kolom Vertikal Nominal... 21 2.10 Kontrol Akibat Gaya Aksial dan Momen... 24 2.11 Perencanaan Sambungan... 25 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Kerangka Penelitian... 29 3.2 Menentukan Beban Rencana... 30 3.3 Permodelan Struktur... 30 3.4 Analisis Struktur Dengan SAP 2000 Ver.16... 31 3.5 Kontrol Kinerja Struktur... 31 3.6 Perencanaan Sambungan... 32 3.7 Data Bahan Perencanaan... 32 3.8 Data Gedung Perencanaan... 33
3.9 Asumsi Dalam Perencanaan... 33 3.10 Gambaran Umum Lokasi dan Fungsi Gedung... 33 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Perencanaan Struktur... 35 4.2 Pembebanan Pelat Lantai... 35 4.3 Pembebanan Pelat Atap... 35 4.4 Perhitungan Penulangan Tumpuan Pelat Lantai... 36 4.4.1 Penulangan Tumpuan Pelat Lantai Tipe A... 37 4.4.2 Penulangan Tumpuan Pelat Lantai Tipe A Arah Y... 39 4.4.3 Kontrol Deck Baja Gelombang... 40 4.4.4 Kontrol Geser Pons Pelat Lantai... 43 4.5 Penulangan Tumpuan Pelat Lantai RAMP... 45 4.5.1 Penulangan Tumpuan RAMP Arah X... 46 4.5.2 Penulangan Tumpuan RAMP Arah Y... 47 4.5.3 Kontrol Dekc Baja Gelombang... 48 4.5.4 Kontrol Geser Pons... 51 4.6 Beban Angin Pada Portal... 53 4.7 Beban Gempa Pada Portal Menggunakan Auto Load pada SAP 2000... 58 4.8 Simpangan Batas... 60 4.8.1 Simpangan Batas Layan... 60 4.8.2 Kinerja Batas Ultimate (... 61 4.9 Perencanaan Balok Komposit... 65 4.9.1 Perencanaan Balok Induk Komposit... 65 4.9.2 Perencanaan Balok Anak Komposit... 77 4.9.3 Perencanaan Balok Komposit Ramp... 89 4.10 Perencanaan Kolom... 101 4.11 Perencanaan Sambungan... 114 4.11.1 Perencanaan Sambungan Kolom Dengan Balok Induk Bagian Tepi Arah X... 114 4.11.2 Prencanaan Sambungan Kolom Dengan Balok Induk Bagian Tengah Arah X... 120 4.11.3 Prencanaan Sambungan Kolom Dengan Balok Induk Bagian Tepi Arah Y... 127 4.11.4 Prencanaan Sambungan Kolom Dengan Balok Induk Bagian Tengah Arah Y... 133 4.11.5 Prencanaan Sambungan Balok Induk Dengan Balok Anak... 139 4.11.6 Prencanaan Sambungan Balok Anak Dengan Balok Anak... 143 4.11.7 Prencanaan Sambungan Kolam Dengan Balok Anak... 147 4.11.8 Prencanaan Sambungan Kolom... 153 4.11.9 Prencanaan Sambungan Balok RAMP Dengan Balok Induk... 157 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 164
DAFTAR PUSTAKA... 166 LAMPIRAN A Data Peraturan SNI, Tabel Deck Baja Gelombang, dan Tabel Baja... 167 LAMPIRAN B Data Dari Program SAP 2000 V.16... 183 LAMPIRAN C Data Gambar Perencanaan... 224
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kurva Hubungan Tegangan (f... 4 Gambar 2.2 Perletakan Sederhana... 13 Gambar 2.3 Geser Pons... 14 Gambar 2.4 Ketentuan Khusus Deck Baja... 16 Gambar 2.5 Deck Baja Tegak Lurus Balok Baja... 17 Gambar 2.6 Deck Baja Sejajar Balok Baja... 17 Gambar 2.7 Momen Pada Kelangsingan Penampang... 20 Gambar 2.8 Baut... 25 Gambar 2.9 Las Penetrasi Penuh... 27 Gambar 3.1 Kerangka Penelitian... 29 Gambar 3.2 Denah Lantai... 34 Gambar 3.3 Potongan B-B... 34 Gambar 4.1 Diagram Tegangan Pelat Deck... 40 Gambar 4.2 Dimensi Pelat Yang Digunakan... 41 Gambar 4.3 Gambar Untuk Menentukan Luasan Bidang Deck Baja Gelombang... 43 Gambar 4.4 Gambar Reaksi Geser Pons... 43 Gambar 4.5 Gambar Garis Parameter Pengaruh Geser Pons... 44 Gambar 4.6 Diagram Tegangan Pelat Deck RAMP... 49 Gambar 4.7 Gambar Untuk Menentukan Luasan Deck Baja Gelombang RAMP... 50 Gambar 4.8 Gambar Reaksi Geser Pons RAMP... 51 Gambar 4.9 Gambar Garis Parameter Pengaruh Geser Pons RAMP... 52 Gambar 4.10 Pembagian Beban Merata Angin Pada Kolom Arah X... 57 Gambar 4.11 Pembagian Beban Merata Angin Pada Kolom Arah Y... 57 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Portal Yang Ditinjau Untuk Kontrol Simpangan Batas Layan Arah X... 60 Portal Yang Ditinjau Untuk Kontrol Simpangan Batas Layan Arah Y... 61 Portal Yang Ditinjau Untuk Kontrol Simpangan Ultimate Layan Arah X... 63 Portal Yang Ditinjau Untuk Kontrol Simpangan Ultimate Layan Arah Y... 64 Gambar 4.16 Gambar Balok Induk Yang Ditinjau... 65 Gambar 4.17 Diagram Tegangan Pada Balok Induk Komposit... 68 Gambar 4.18 Diagram Tegangan Tulangan Pada Balok Induk Komposit.. 69 Gambar 4.19 Diagram Tegangan Negatif Pada Balok Induk Komposit... 71 Gambar 4.20 Gambar Shear Conector Yang Dibutuhkan Momen Positif.. 74 Gambar 4.21 Gambar Shear Conector Yang Dibutuhkan Momen Negatif 75 Gambar 4.22 Gambar Balok Anak Yang Ditinjau... 77 Gambar 4.23 Diagram Tegangan Pada Balok Anak Komposit... 80 Gambar 4.24 Diagram Tegangan Tulangan Negatif Pada Balok Anak Komposit... 81 Gambar 4.25 Diagram Tegangan Negatif Pada Balok Anak Komposit... 83 Gambar 4.26 Gambar Shear Conector Yang Dibutuhkan Momen Positif.. 86
Gambar 4.27 Gambar Shear Conector Yang Dibutuhkan Momen Negatif 87 Gambar 4.28 Gambar Balok RAMP Yang Ditinjau... 89 Gambar 4.29 Diagram Tegangan Pada Balok RAMP Komposit... 92 Gambar 4.30 Diagram Tegangan Tulangan Negatif Pada Balok RAMP Komposit... 93 Gambar 4.31 Diagram Tegangan Negatif Pada Balok RAMP Komposit... 95 Gambar 4.32 Gambar Shear Conector Yang Dibutuhkan Momen Positif... 98 Gambar 4.33 Gambar Shear Conector Yang Dibutuhkan Momen Negatif. 99 Gambar 4.34 Gambar Kolom Yang Ditinjau... 101 Gambar 4.35 Gambar Ujung Atas dan Ujung Bawah Kolom Arah X... 102 Gambar 4.36 Gambar Ujung Atas dan Ujung Bawah Kolom Arah Y... 107 Gambar 4.37 Titik Sambungan Kolom dan Balok Induk Yang Ditinjau... 114 Gambar 4.38 Gambar Sambungan Kolom Dengan Balok Dan Gaya-gaya. 117 Gambar 4.39 Titik Sambungan kolom dan Balok Induk Bagian Tengan Yang Ditinjau... 121 Gambar 4.40 Gambar Sambungan Kolom Dengan Balok Tengah Dengan Gaya-gaya Baut... 123 Gambar 4.41 Titik Sambungan Kolom dan Balok Induk Arah Y Yang Ditinjau... 128 Gambar 4.42 Sambungan Kolom Dengan Balok Arah Y Dengan Gayagaya Baut... 130 Gambar 4.43 Titik Sambungan Kolom Dengan Balok Arah Y... 134 Gambar 4.44 Sambungan Kolom Dengan Balok Tengah Arah Y Dengan Gaya-gaya Baut... 136 Gambar 4.45 Titik Sambungan Balok Anak Dengan Balok Induk... 139 Gambar 4.46 Sambungan Yang Menahan Geser... 141 Gambar 4.47 Sambungan Yang Menahan Geser Di Pasang 2 Sisi... 141 Gambar 4.48 Sambungan Balok Anak Dengan Balok Induk... 143 Gambar 4.49 Titik Sambungan Balok Anak Dengan Balok Anak Yang Ditinjau... 143 Gambar 4.50 Sambungan Yang Menahan Geser... 145 Gambar 4.51 Sambungan Balok Anak Dengan Balok Anak Bagian Untuk Menahan Geser... 145 Gambar 4.52 Sambungan Balok Anak Dengan Balok Anak... 147 Gambar 4.53 Titik Sambungan Kolom Dengan Balok Anak... 147 Gambar 4.54 Sambungan Kolom Dengan Balok Anak Dengan Gaya-gaya Baut... 150 Gambar 4.55 Titik Sambungan Kolom Yang Ditinjau... 154 Gambar 4.56 Sambungan Kolom... 156 Gambar 4.57 Titik Sambungan Balok RAMP... 157 Gambar 4.58 Reaksi Gaya Untuk Mencari Geser Pada Sambungan RAMP 158 Gambar 4.59 Gaya Baut Yang Terjadi Pada Sambungan RAMP... 160 Gambar 4.60 Sambungan RAMP... 163
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Properti Mekanik Beberapa Macam Bahan Material Konstruksi... 3 Tabel 2.2 Klasifikasi Situs... 6 Tabel 2.3 Koefisien Situs F a... 7 Tabel 2.4 Koefisien Situs F v... 7 Tabel 2.5 Kategori Ridsiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa... 7 Tabel 2.6 Faktor Keutamaan Gempa... 8 Tabel 2.7 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Periode Pendek... 9 Tabel 2.8 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Tabel 2.9 Percepatan Pada Perioda 1 Detik... 9 Kategori Risiko Bangunan Dan Struktur Lainnya Untuk Beban Banjir, Angin, Salju, gempa*, dan Es... 10 Tabel 2.10 Faktor Arah Angin K d... 11 Tabel 2.11 Koefisien Ekposure Tekanan Vilositas, K h dan K z... 11 Tabel 2.12 Koefisien Tekanan Dinding C p... 11 Tabel 2.13 Koefisien Tekanan Internal (GC pi )... 12 Tabel 2.14 Kekuatan Nominal Pengencang Dan Bagian Yang Berulir, ksi (MPa)... 26 Tabel 4.1 Tabel Kontrol Simpangan Batas Layan Pada Arah X... 60 Tabel 4.2 Tabel Kontrol Simpangan Batas Layan Pada Arah Y... 61 Tabel 4.3 Berat Bangunan Pada Setiap Tingkat Arah X... 61 Tabel 4.4 Tabel Kontrol Simpangan Batas Ultimate Pada Arah X... 62 Tabel 4.5 Berat Bangunan Pada Setiap Tingkat Arah Y... 63 Tabel 4.6 Tabel Kontrol Simpangan Batas Ultimate Pada Arah Y... 64 Tabel 4.7 Tabel Momen Pada Balok Induk... 68 Tabel 4.8 Tabel Momen Dengan Tulangan Negatif Pada Balok Induk. 71 Tabel 4.9 Tabel Momen Pada Balok Anak... 80 Tabel 4.10 Tabel Momen Dengan Tulangan Negatif Pada Balok Anak.. 83 Tabel 4.11 Tabel Momen Pada Balok RAMP... 92 Tabel 4.12 Tabel Momen Dengan Tulangan Negatif Pada Balok RAMP 95 Tabel 4.13 Tabel Momen Yang Terjadi Pada Kolom... 109
DAFTAR NOTASI A g Luas Penampang Brutto AS Luas Profil Baja A s Luas Tulangan A sc Luas Penampang Penghubung Geser Jenis Paku A w Luas Tinggi Keseluruhan Dikalikan Tebal Badan B Lebar Profil Baja B1 Pengali Untuk Menghitung Efek P- B2 Pengali Untuk Menghitu P- Cc Tekan Beton C m Koefisien Dengan Asumsi Tanpa Translasi Lateral dan Portal C p Koefisien Tekanan Dinding C v Koefisien Geser Badan d Tinggi Prodil Baja D Diameter Baut ds Diameter Penghubung Geser Jenis Paku E Modulus Elastisitas EI Kekuatan Lentur Yang Diperlukan F c Kuat Desak Beton Tegangan Tarik Nominal Yang Dimodifikasi Mencakup Efek Tegangan Geser F nt Tegangan Tarik Nominal F nv Tegangan Geser Fu Tegangan Putus Penghubung Geser Jenis Paku F y Kuat Tarik Baja G Faktor Efek Tiupan Angin Gc pi Koefisien Tekanan Internal Hi Tinggi Tingkat Masing-Masing Lantai Hs Tinggi Penghubung Geser Jenis Paku Hr Tinggi Nominal Gelombang Pelat Baja Profil Ix Momen Inersia Sumbu X Iy Momen Inersia Sumbu Y Ix Radius Girasi Sumbu X Iy Radius Girasi Sumbu Y K Faktor Panjang Efektif Dalam Bidang Lentur K d Faktor Arah Angin K h Dan K z Koefisien Eksposure Tekanan Velositas K v Koefisien Tekuk Geser Pelat Badan Ly Panjang Pelat Arah Panjang Lx Panjang Pelat Arah Pendek M c Kekuatan Lentur Tersedia Mlx Momen Rencana Arah Lapangan X Mtx Momen Rencana Arah Tumpuan X Mly Momen Rencana Arah Lapangan Y Mty Momen Rencana Arah Tumpuan Y
M nx M ny Kekuatan Momen Nominal Terhadap Sumbu X Kekuatan Momen Nominal Terhadap Sumbu Y Mn Momen Nominal Mu Momen Ultimate M r Kekuatan Lentur Perlu Menggunakan Kombinasi Beban Mr Momen Yang Memiliki Tegangan Sisa Mulai Leleh Mp Momen Lentur Yang Menyebabkan Seluruh Penampanng Mengalami Leleh. n Jumlah Tulangan Nr Jumlah Penghubung Geser Jenis Paku Pada Setiap Pelat Berpfrofil Di Perpotongannya Dengan Balok ns Jumlah Penghubung Geser Jenis Paku Rasio Tulangan P c Kekuatan Aksial Tersedia P e story Kekuatan Tarik Elastis Untuk Tingkat Pada Arah Translasi P mf Beban Vertikal Total Pada Kolom Dalam Tingkat Yang Merupakan Bagian Dari Rangka Momen Pn Kekuatan Aksial Nominal P nt Gaya Aksial Ordo Pertama Menggunakan Kombinasi P r Gaya Aksial Ordo Kedua Yang Diperlukan Dengan Kombinsi P r Kekuatan Aksial Perlu P story Beban Vertikal Total Didukung Oleh tingkat Menggunakan Kombinasi Qn Kuat Nominal Geser Untuk Penghubung Geser r Faktor Reduksi Gempa R n Gaya Satu Baut R nw Gaya Las Untuk Menahan Tarik dan Geser s Jarak Tulangan SA Batuan Keras Sa Akselerasi Respons Spektrum Yang Berkesesuaian Dengan Waktu Getar Alami Efektif Pada Arah Yang Ditinjau SB Batuan SC Tanah Keras, Sangat Padat Dan Batuan Lunak SD Tanah Sedang SE Tanah Lunak SF Tanah Khusus, Yang Membutuhkan Investigasi Geoteknik Spesifik S 1 Parameter Percepatan Spektrum Respons Maksimum Yang Dipetakan S DS Parameter Percepatan Spektral Desain Untuk Perioda Pendek S D1 Parameter Percepatan Spektral Desai Pada Perioda 1 Detik S DS Parameter Percepatan Spektrum Respons Desain Dalam Rentang Perioda Pendek S D1 Parameter Percepatan Spektrum Respons Desain Pada Perioda 1 Detik S min Jarak Baut Minimum Jarak Baut Maksimum S maks
min Jarak Minimum Baut Ke Tepi Pelat maks Jarak Maksimum Baut Ke Tepi Pelat T Perioda Struktur Dasar Tf Tebal Sayap Profil Baja T p Tebal Pelat T n Kuat Tarik Nominal Ts Tarik Baja T u Kuat Tarik Baut Tw Tebal Las Tw Tebal Badan Profil Baja V Kecepatan Angin Dasar Vn Geser Nominal Vu Geser Ultimate V V. Rd Perhitungan Geser Vertikal V P. Rd Perhitungan Geser Pons W d / Q d Beban Mati W L / Q l Beban Hidup W u / Q u Beban Ultimate Pada Lantai W y Angin Arah Y W x Angin Arah X Wr Lebar Efektif Gelombang Pelat Baja Profil Z Modulus Plastis Dari Penampang Baja Lendutan Kinerja Batas Layan Kinerja Batas Ultimate Sudut Derajat Kemiringan Faktor Reduksi 0,85 b Gama Beton Kelangsingan Penampang p Batas Maksimum Untuk Penampang Kompak r Batas Maksimum Untuk Penampang Tidak Kompak Rasio min Rasio Tulangan Minimun max Rasio Tulangan Maksimum b Rasio Tulangan Pada Keadaan Seimbang ø Koefisien Reduksi Kekuatan Øc Faktor Ketahanan Untuk Tekan 0,9 Øb Faktor Kekuatan Untuk Lentur 0,9 Øy Faktor Reduksi Kekuatan Saat Leleh