ANALISA STRUKTUR DAN KONTROL KEKUATAN KOLOM PORTAL AS-C1 DAN AS-C4 PADA BANGUNAN RUKO KASUARI INDAH MEDAN LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester IV Pendidikan Program Diploma III oleh : JHON FRANCISCUS SIMBOLON WITA SIMANJUNTAK NIM. 1005022114 NIM. 1005022148 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
KATA PENGANTAR Dengan Rahmat Tuhan Yang Maha Esa penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan baik. Laporan Tugas Akhir yang berjudul ANALISA STRUKTUR DAN KONTROL KEKUATAN KOLOM PORTAL AS-C1 DAN AS-C4 PADA BANGUNAN RUKO KASUARI INDAH MEDAN. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan untuk menyelesaikan mata kuliah semester VI, Pendidikan Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Sipil Polmed. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Drs.Syaiful Hazmi, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Polmed; 3. Bapak Ir. Sudarto, M.T., Ketua Program studi D3 Teknik Sipil Polmed; 4. Ibu Ernie Shinta YS, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing; 5. Bapak Samiran, S.St., sebagai wali kelas sipil 6F (Konsentrasi Gedung); 6. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai Jurusan Teknik Sipil; 7. Orang Tua penulis dan teman-teman Teknik Sipil Polmed (2010) khusus nya SI-6F. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, mungkin masih banyak kesilapan, untuk itu penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih, semoga laporan Tugas Akhir ini berguna dan bermanfaat bagi pembaca, terutama yang berkecimpung di bidang Teknik Sipil. Medan, September 2013 Hormat kami, Penulis I Penulis II JHON FRANCISCUS SIMBOLON WITA SIMANJUNTAK NIM. 1005022114 NIM. 10050221
ABSTRAK ANALISA STRUKTUR DAN KONTROL KEKUATAN KOLOM PORTAL AS-C1 DAN AS-C4 PADA BANGUNAN RUKO KASUARI INDAH MEDAN Oleh : Jhon F. Simbolon (1005022114) dan Wita Simanjuntak (1005022148) Kolom merupakan struktur tekan pada sebuah strutur bangunan atau bagian dari portal. Kolom ini memiliki peranan penting dalam pendistribusian beban ke pondasi. Oleh sebab itu, penulis tertarik untuk mengontrol dimensi kolom yang dipakai di lapangan. Data yang diperoleh dari data perencanaan akan diolah menggunakan program komputer yaitu Structure Analysis Program (SAP 2000 v.14) hingga mendapatkan gayagaya dalam yang bekerja pada struktur tersebut. dan selanjutnya hasil yang didapat dari program SAP tersebut dipakai untuk perhitungan perencanaa struktur tekan (kolom). Tujuan dari diadakannya kontrol pada struktur tekan (Kolom) pada Ruko Kasuari Indah ini adalah untuk mengontrol apakah Struktur tekan pada ruko tersebut aman dan kuat untuk memikul beban yang ada pada struktur tersebut. Dalam perencanaan ini, pada pekerjaan kolom menggunakan Mutu beton (f c) = 20,75MPa dan dan Mutu baja (fy) = 400 MPa. Data yang diperoleh dari data perencanaan akan diolah dengan Program komputer SAP 2000 untuk menghitung gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur bangunan tersebut. Setelah melihat hasil kontrol perhitungan dimensi kolom struktur portal As C1 dan C4, kolom pada lantai 1 dengan menggunakan dimensi penampang 20cm x 40cm dan memakai tulangan pokok 6D13 aman dan kuat untuk menahan beban yang dipikul oleh struktur tersebut. Sebaiknya dalam menganalisa akibat gempa dalam perhitungan dilakukan secara teliti karena pengaruh gempa sangat besar di tumpuan. Oleh karena itu, perlu diperhatikan perkiraan perencanaan dimensi dan komponen struktur tersebut dengan tepat dan teliti agar dapat memenuhi kriteria kekuatan (strenght), kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), dan umur rencana bangunan (durability). Sehubungan dengan permasalahan di atas, berdasarkan perhitungan perencanaan dimensi kolom struktur memberikan manfaat sebagai perbandingan antara desain struktur yang didapat dengan yang dipakai dilapangan. Kata kunci : Portal, Kolom.
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN.... i LEMBAR PENGESAHAN.... ii LEMBAR PERSEMBAHAN.... iii KATA PENGANTAR.... iv ABSTRAK.... v DAFTAR ISI.... vi DAFTAR TABEL.... viii DAFTAR GAMBAR.... ix DAFTAR LAMPIRAN.... x BAB I. PENDAHULUAN....... 1 A. Latar Belakang.... 1 B. Perumusan Masalah.... 2 C. Tujuan Perencanaan... 2 D. Manfaat.... 2 E. Metodologi.... 2 F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir.... 3 G. Sistematika Penulisan.... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA..... 5 A. Pembebanan.... 5 1. Beban Mati 5 2. Beban Hidup. 7 3. Beban Gempa... 8 B. Kombinasi Pembebanan. 8 C. Portal... 9 1. Pengertian Portal.... 9 2. Perhitungan Portal dengan program SAP 2000.... 9 D. Analisa Perhitungan Gaya Geser Gempa.... 10 1. Menghitung Berat Total (Wt).... 11 2. Menghitung Waktu Getar Bangunan (T).... 11 3. Koefisien Dasar Gempa (C).. 12
4. Faktor keutamaan (I).... 13 5. Faktor Reduksi Gempa (R).... 14 6. Beban Geser Dasar Nominal Akibat Gempa.... 17 7. Distribusi Gaya Geser Horizontal Total Akibat Gempa Kesepanjang Tinggi Gedung.... 17 E. Perencanaan Kolom.... 18 BAB III. DATA PERENCANAAN.... 23 A. Tinjauan Umum... 23 1. Data Primer.... 23 2. Data Sekunder.... 24 BAB IV. PERHITUNGAN. 25 A. Perhitungan Gaya-Gaya Dalam Akibat Gaya Gempa dan Gaya Grafitasi. 25 1. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada struktur akibat gaya gempa.... 26 a. Perhitungan Gaya geser dasar horizontal total akibat Gempa dan Distribusinya pada Portal Tepi.... 26 b. Perhitungan Gaya geser dasar horizontal total akibat Gempa dan Distribusinya pada Portal Tengah.... 30 2. Perhitungan Portal Akibat Gaya Grafitasi.... 35 a. Perhitungan Beban Grafitasi untuk portal Tepi.... 35 b. Perhitungan Beban Grafitasi untuk Portal Tengah.... 41 B. Perhitungan Penulangan Kolom.... 49 1. Perhitungan kolom pada portal tepi lantai 1 As-C1.... 49 2. Perhitungan kolom pada portal tengah lantai 1 As-C4.... 52 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 55 A. Kesimpulan... 55 B. Saran.... 55 DAFTAR PUSTAKA.... 56 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Tabel I.1. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir..... 3 Tabel II.1. Berat sendiri bangunan dan komponen gedung.... 5 Tabel II.2. Beban Hidup.... 7 Tabel II.3. Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami struktur bangunan gedung 12 Tabel II.4. Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung atau bangunan.... 14 Tabel II.5. Faktor Daktilitas Maksimum (µm), Faktor Reduksi Gempa Maksimum (Rm),Faktor Tahanan Lebih Struktur (f₁) beberapa jenis sistem/subsistem struktur gedung.... 15 Tabel IV.1. Tabel Distribusi gaya geser dasar horizontal total.... 29 Tabel IV.2. Tabel Distribusi gaya geser dasar horizontal total.... 34 Tabel IV.3. Momen & Gaya Aksial pada batang 3 portal tepi.... 48 Tabel IV.4. Momen & Gaya Aksial pada Batang 3 Portal Tengah.... 49
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1 Respons Spektrum Gempa Rencana.... 12 Gambar II.2 Peta Wilayah Gempa Indonesia.... 13 Gambar II.3 Faktor panjang efektif, k.... 20 Gambar IV.1 Denah Portal yang Ditinjau.... 25 Gambar IV.2 Portal yang Ditinjau.... 25 Gambar IV.3 Distribusi beban gempa untuk portal tepi.... 30 Gambar IV.4 Distribusi beban gempa untuk portal tengah.... 34 Gambar IV.5 Denah Pembebanan Portal Tepi & Portal Tengah.... 35 Gambar IV.6 Pola Pembebanan Lantai 3.... 35 Gambar IV.7 Pola Pembebanan Lantai 2 dan 1.... 38 Gambar IV.8 Pola Pembebanan Lantai 3.... 41 Gambar IV.9 Pola Pembebanan Lantai 2 dan 1.... 44 Gambar IV.10 Penomoran Portal Tepi As-C1 dan Portal Tengah As-C4.... 48 Gambar IV.11 Detail Penulangan kolom lantai 1.... 54
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 Pemodelan Pembebanan SAP 2000 v.14 LAMPIRAN 2 Tabel Gaya-Gaya Dalam Portal Tepi & Portal Tengah LAMPIRAN 3 Tabel Perencanaan Beton Bertulang LAMPIRAN 4 Gambar Kerja Bangunan
BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Pembangunan ruko tidak hanya untuk tempat tinggal melainkan dapat dijadikan usaha untuk berjualan. Dengan demikian masyarakat tidak kesulitan lagi mencari tempat tinggal yang dapat menghasilkan. Untuk itu diciptakanlah ahli-ahli untuk membangun sesuai dengan standart yang telah ditentukan undang-undang. Demi mewujudkan hal tersebut, sangat diperlukan tenaga-tenaga perencana dan pelaksana operasional yang handal. Dalam pembangunan perkotaan, data dan informasi dasar sangat diperlukan untuk perencanaan, pelaksanaan dan evaluasi pembangunan. Salah satu pembangunan ruko Kasuari Indah beralamat di jalan Kasuari Medan. Menjadi ahli di bidang struktur ini diawali dengan menduduki bangku kuliah umumnya jurusan Teknik Sipil. Laporan tugas akhir ini akan menganalisis portal dan kontrol kolom As C1 dan As C4 pada Proyek Pembangunan Ruko yang terletak di jalan Kasuari, Medan dengan menggunakan Program SAP2000 versi 14 untuk analisis portal dan menggunakan SNI untuk kontrol kolom. Teknik Sipil merupakan salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari tentang rekayasa bangunan-bangunan sipil dan juga mempelajari tentang akibat pembangunan bangunan sipil tersebut terhadap masyarakat sekitar dan juga khususnya terhadap lingkungan. Seperti yang dibicarakan diatas, penyusun meninjau ruko kasuari indah sebagai bahan Tugas Akhir yang dikerjakan dalam waktu satu bulan. Ruko ini dibangun 3 lantai dengan 6 bangunan yang saling berhimpitan. Teknik sipil akan mempelajari mengenai keseimbangan gaya-gaya. Salah satu konsep dalam ilmu teknik sipil adalah adanya aksi dan reaksi. Ini akan dipelajari dalam keseimbangan gaya-gaya dimana dasar konsepnya adalah reaksi gaya yang diterima besarnya harus sama dengan aksi yang diberikan terhadap reaksi tersebut sehingga terjadi keseimbangan antara aksi dan reaksi dalam sebuah keadaan. Bangunan-bangunan teknik sipil selain memerlukan perhitungan dalam desain dan konsep bangunannya, juga harus diperhatikan perhitungan mengenai material yang dipergunakan untuk membangun bangunan tersebut.
B. Perumusan Masalah Masalah yang akan diselesaikan dalam pengerjaan tugas akhir ini: 1. Bagaimanakah perhitungan menentukan pembebanan dan asumsi pembebanan yang dilakukan oleh penulis pada proyek pembangunan Ruko Kasuari Indah medan? 2. Bagaimana teknik analisis perhitungan portal melintang As A1-E1 dan As A4-E4 akibat pengaruh gempa dan pengaruh gaya grafitasi? 3. Bagaimana kontrol kolom beton bertulang pada kolom C dan C4? C. Tujuan Perencanaan Tujuan dari perencanaan ini adalah : 1. Mengetahui berapa beban yang ada pada struktur tersebut; 2. Mengetahui tentang perhitungan portal dengan menggunakan Program SAP2000 dan memperdalam pengetahuan tentang analisis portal akibat pengaruh gempa; 3. Mengetahui kontrol kolom pada struktur tersebut. D. Manfaat Dengan penulisan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan wawasan khususnya kepada penulis sehingga dapat mengetahui pembebanan pada suatu struktur bangunan, dapat mengetahui struktur suatu portal dan juga kontrol kolom. Terlebih lagi untuk menambah pengetahuan dan pengalaman agar dapat mengaplikasikannya dilapangan serta bermanfaat bagi mahasiswa yang akan membahas hal yang sama dan pihak pelaksana yang akan melaksanakan proyek. E. Metodologi 1. Teknik pengumpulan data yang dilakukan meliputi: a. Mengadakan studi pustaka berdasarkan buku-buku dan standar yang berkaitan dengan judul yang diambil; b. Mempelajai gambar kerja proyek; c. Kontrol menggunakan SNI. 2. Teknik pengolahan data: a. Analisa struktur menggunakan SAP 2000; b. Kontrol kolom beton bertulang menggunakan SNI.
F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan, dan Penulisan Laporan Tugas akhir NO. KEGIATAN A. Persiapan: 1 Survei objek TA 2 Mendapatkan dosen pembimbing TA dari KPS 3 Bimbingan penulisan proposal TA 4 Mendapatkan izin tempat pengambilan data 5 Bimbingan untuk pelaksanaan TA B. Pelaksanaan 6 Bimbingan untuk pengumpulan data 7 Pengumpulan data 8 Bimbingan untuk pengumpulan data 9 Pengolahan data C. Pelaporan 10 Bimbingan untuk penulisan bab I 11 Penulisan bab I (Pendahuluan) 12 Koreksi & perbaikan penulisan bab I 13 Bimbingan untuk penulisan bab II & III 14 Penulisan bab II 15 Penulisan bab III 16 Koreksi & perbaikan penulisan bab II & III 17 Bimbingan untuk penulisan bab IV & V 18 Penulisan bab IV 19 Penulisan bab V 20 Koreksi & perbaikan penulisan bab IV & V 21 Bimbingan untuk penulisan bab IV & V 22 Penulisan bab VI & Lampiran 23 Koreksi & perbaikan penulisan bab VI & lampiran 24 Bimbingan tahap akhir 25 Penyempurnaan Laporan TA BULAN KE 1 2 3 4 5 6 G. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut BAB I : PENDAHULUAN BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
BAB III BAB IV BAB V : DATA PERENCANAAN : PERHITUNGAN : PENUTUP