PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH 4 LANTAI (1 BASEMENT) DENGAN PRINSIP DAKTAIL PENUH DI DAERAH SUKOHARJO Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Diajukan Oleh : NAJIB AL AMIN NIM : D100 040 034 NIRM : 04.6.106.03010.50034 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2014
LEMBAR PENGESAIIAN PERENCANAAN GEDT]NG SEKOLAH 4 LANTAI (T BASEMENT) DENGAN PRINSIP DAKTAIL PDNUH DI DAtrRAH SUKOIIARJO Tugas Akhir Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji Pada tanggal : 29 Jannnli 2014 diajukan oleh : NAJIB AL AIVIIN NIM : D 100 040 034 NIRM : 04.6.106.03010.s.0034 Pembimbing Utama Susunan Dewan Penguji: Ir. Abdul Rochman. M.T. NIK: 610 NIK: 783 fry Budi Setiawan. S.T. M.T. NIK:785
''flllllll PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama NIM Program Studi Judul Skripsi NAJIB AL AMIN D 100 040 034 51. TEKNIK SIPIL PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH 4 LANTAI (1 BASEMENT) DENGAN PRINSIP DAKTAIL PENUH DI DAERAH SUKOIIARJO Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat dan serahkan ini, merupakan hasil karya saya sendiri, kecuari kutipan _ kutipan dan riaglusan - ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari dan atau dapat dibuktikan bahwa skripsi ini hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi apapun dari Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik dan atau gelar dan ijazah yang diberikan oleh universitas Muhammadiyah surakarta batal saya terima. Surakarta, Januari2014 Yarrg membuat pernyataan, 111
vi
Najib dedicate this labour for : Almarhum Abah dan Umi Kakak-kakakku dan adekku Istriku beserta ayah dan ibu mertua Keluarga besarku Teman-teman Sipil angkatan 2004 Keluarga besar Jurusan Teknik Sipil UMS tanpa terkecuali. Keluarga besar UBB UMS. Special thanks for : Allah S.W.T. Tuhanku Alhamdulillaahirobbil aalamiin terimakasih atas semua kemudahan yang Engkau berikan, hingga akhirnya aku bisa menyelesaikan tugas akhir ini. Almarhum abah terimakasih atas kepercayaanmu pada anakmu,yg hingga akhir hayat masih yakin bahwa anakmu ini bisa. Umi,mas haris, mbak novi, mas ipin, dan dek anis terima kasih untuk pertanyaan kapan lulus? setiap aku pulang,yg memberi aku motivasi lebih. Istriku tercinta yg selalu percaya aku bisa,ini untukmu sayang. Ayah dan ibu mertua terimakasih atas semua bantuan dan kepercayaannya yg entah aku mampu membalasnya. Keluarga besar purwodadi dan klaten terima kasih atas dukungannya Temen-temen hebatku terimakasih banyak atas semua kebaikan yang kalian berikan. Temen-temen sipil 2004, zazin, parjono, anik, adit, arbal, fitri, tary, gendut, indah, bu dokter, wiryo, buba, gilang, kukuh, acong, brondol, gedruk, burhan, mbah muji, robby, Kyai, nardji, duo budi, topik, rahmat, ambon, syukur, dan semuanya tanpa terkecuali, terimakasih buat semuanya. Temen-temen kos wisma ardilla,boss judge terima kasih sudah menampung dan menjadi teman satu atap dalam perjuangan. Adik-adik tingkat teknik sipil yang pernah aku repotin, terimakasih adikadik, akhinya aku lulus. Keluarga besar UBB UMS, terimakasih atas kesempatan yg hebat itu. vii
PRAKATA Assaalamu alaikum Wr Wb. Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penyusunan Tugas Akhir dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1) Bapak Ir.Sri Sunarjono, M.T, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2) Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3) Bapak Basuki, S.T, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus Pembimbing Pendamping dan sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 4) Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai Ketua Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan. 5) Bapak Budi Setiawan, S.T, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 6) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 7) Almarhum Abah, umi, keluarga besarku dan Istriku tercinta yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terimakasih atas do a dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah SWT iv
membalas kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas. 8) Sahabat sahabatku, yang selalu memberikan bantuan moral dan spiritual. 9) Teman teman angkatan 2004, yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 10) Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan hati, kritik dan saran yang membangun sangat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang, dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin. Wassalamu alaikum Wr Wb. Surakarta, Januari 2014 Penyusun v
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN... ii PRAKATA... iv DAFTAR ISI...viii DAFTAR TABEL... xvii DAFTAR GAMBAR... xix DAFTAR LAMPIRAN...xxiii DAFTAR NOTASI... xxiv ABSTRAKSI... xxxii BAB I. PENDAHULUAN...1 A. Latar Belakang...1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Perencanaan... 2 D. Manfaat Perencanaan... 2 E. Lingkup Rencana... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. Umum... 4 B. Daktilitas... 6 1. Pengertian daktilitas... 6 2. Perencanaan sendi plastis... 7 C. Pembebanan Struktur... 7 1. Kekuatan komponen struktur... 7 2. Faktor beban... 8 3. Faktor reduksi kekuatan(ø)... 8 4. Perencanaan Kapasitas... 9 D. Beban Gempa... 9 1. Faktor faktor penentu beban gempa nominal... 9 viii
1a). Faktor respons gempa (C 1 )... 9 1b). Faktor keutamaan gedung (I)... 13 1c). Faktor reduksi gempa (R)... 13 1d). Berat total gedung (W t )... 14 2. Beban geser dasar nominal statik ekuivalen(v)... 15 3. Beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi)... 16 4. Kontrol waktu getar alami gedung beraturan (T 1 )... 16 5. Momen Puntir... 17 BAB III. LANDASAN TEORI... 19 A. Perencanaan Struktur Atap Rangka Baja... 19 1. Perencanaan gording......19 2. Perencanaan Sagrod... 20 3. Perencanaan kuda-kuda... 21 3a). Batang tekan... 22 3b). Batang tarik... 22 4. Perencanaan sambungan las... 23 B. Perencanaan Struktur Plat Lantai dan Tangga... 24 1. Perencanaan plat... 24 1a). Persyaratan untuk perencanaan... 25 1b). Perencanaan plat satu arah... 25 1c). Perencanaan plat dua arah... 27 1d). Langkah hitungan... 29 2. Perencanaan tangga beton bertulang... 33 2a). Sudut α atau kemiringan tangga... 33 2b). Lebar tangga... 33 2c). Ukuran anak tangga... 33 2d). Berat anak tangga... 34 C. Perencanaan Struktur Portal Dengan Prinsip Daktilitas Penuh... 34 ix
1. Keadaan penampang balok untuk perencanaan... 34 1a). Sistem hitungan beton pada keadaan over-reinforced... 34 1b). Sistem hitungan beton pada keadaan balanced... 35 1c). Sistem hitungan beton pada keadaan under reinforced... 35 2. Momen perlu balok... 35 D. Perencanaan Balok Dengan Prinsip Daktail Penuh... 36 1. Langkah-langkah perencanaan balok... 36 1a). Hitungan tulangan memanjang balok dengan tulangan tunggal... 36 1b). Hitungan tulangan memanjang balok dengan tulangan rangkap... 38 1c). Hitungan momen kapasitas balok... 40 2. Perhitungan momen tersedia balok... 41 2a). Momen tersedia balok tulangan tunggal... 41 2b). Momen tersedia balok tulangan rangkap... 41 3. Panjang penyaluran... 45 3a). Panjang penyaluran tulangan deform tarik... 45 3b). Panjang penyaluran tulangan deform tekan... 46 3b). Panjang penyaluran tulangan kait... 47 4. Perencanaan tulangan geser balok... 48 5. Perhitungan Torsi Balok... 52 E. Perencanaan Kolom Dengan Prinsip Daktail Penuh... 55 1. Perencanaan tulangan memanjang kolom... 55 2. Perhitungan tulangan geser/begel kolom... 58 F. Perencanaan Tulangan Geser Join... 61 1. Tulangan geser horisontal... 61 2. Tulangan geser vertical... 64 G. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang... 66 x
1. Perhitungan kekuatan tiang tunggl... 66 1a). Perhitungan terhadap kekuatan tiang... 66 1b). Tinjauan terhadap bahan lunak... 66 2. Perhitungan jumlah tiang dan daya dukung kelompok tiang... 67 2a). Perhitungan jumlah tiang... 67 2b). Perhitungan daya dukung kelompok tiang... 68 3. Kontrol daya dukung maksimum tiang pancang... 68 4. Kontrol tegangan geser dan penulangan poer pondasi... 69 4a). Tegangan geser satu arah... 69 4b). Tegangan geser dua arah(geser pons)... 70 4c). Perhitungan penulangan plat poer... 71 4d). Perhitungan panjang penyaluran (L d ) poer pondasi... 72 4e). Kontrol kuat dukung pondasi... 73 5. Perhitungan tulangan dan kontrol tegangan (beton dan baja) tiang... 73 5a). Perhitungan tulangan memanjang tiang pancang... 73 5b). Penulangan geser tiang pancang... 76 6. Perencanaan sloof... 82 6a). Perencanaan tulangan memanjang sloof... 82 6b). Perencanaan tulangan geser sloof... 82 BAB IV. METODE PERENCANAAN... 85 A. Data Perencanaan... 85 B. Alat Bantu Perencanaan... 85 C. Peraturan... 85 D. Tahapan Perencanaan... 86 xi
BAB V. PERENCANAAN STRUKTUR ATAP... 88 A. Mencari Panjang Batang Kuda-kuda... 89 B. Perencanaan Gording... 90 1. Data - data yang digunakan......90 2. Perhitungan beban... 91 3. Kontrol terhadap pembebanan pada gording baja profil... 94 4. Kontrol tegangan yang terjadi... 96 5. Kontrol lendutan... 96 6. Perhitungan sagrod... 97 C. Perencanaan Kuda-Kuda... 97 1. Data-data Perencanaan... 97 2. Analisis Beban... 98 2a). Akibat Beban Mati... 98 2b). Akibat Beban Hidup... 100 2b). Akibat Beban Angin... 100 D. Perencanaan Profil Kuda-Kuda... 104 1. Batang atas... 104 2. Batang bawah... 104 3. Batang diagonal... 105 4. Batang vertical... 106 E. Perencanaan Sambungan... 106 1. Perhitungan Syarat las... 106 2. Perhitungan panjang las... 106 F. Perencanaan Sambungan Plat Kopel... 109 1. Menentukan jumlah plat kopel... 110 2. Kontrol kestabilan elemen profil batang... 111 3. Menentukan ukuran plat kopel... 111 4. Kontrol tegangan pada plat kopel dan kekuatan las... 112 G. Perencanaan Sambungan Plat Buhul... 113 xii
BAB VI. PERENCANAAN PLAT DAN TANGGA... 118 A. Perencanaan Plat Atap... 118 1. Analisis beban... 118 2. Perhitungan momen plat atap... 119 3. Perhitungan tulangan plat atap... 121 3a). Penulangan dan momen tersedia lapangan... 121 3b). Penulangan dan momen tersedia tumpuan... 123 B. Perencanaan Plat Lantai... 128 1. Analisis beban... 128 2. Perhitungan momen plat lantai... 129 3. Perhitungan tulangan plat lantai... 131 3a). Penulangan dan momen tersedia lapangan... 131 3b). Penulangan dan momen tersedia tumpuan... 133 C. Perencanaan Plat Dinding dan Lantai Basement... 138 1. Perencanaan dinding basement... 138 1a). Pembebanan dinding basement... 138 1b). Perhitungan momen perlu dinding basement... 139 1c). Perhitungan tulangan dan momen tersedia... 140 2. Perencanaan lantai basemen... 146 2a). Pembebanan lantai basement... 146 2b). Perhitungan momen perlu lantai basement... 147 2c). Perhitungan tulangan dan momen tersedia... 148 D. Perencanaan Tangga... 155 1. Analisis beban... 156 2. Momen tangga... 157 3. Perhitungan tulangan... 158 3a). Penulangan dan momen tersedia bordes... 158 3b). Penulangan dan momen tersedia badan tangga... 163 BAB VII. ANALISIS BEBAN PADA PORTAL........170 xiii
A. Analisis Beban Gempa Pada Struktur Gedung... 170 1. Kontrol eksentrisitas gedung... 171 1a). Pusat kekakuan... 171 1b). Pusat massa bangunan... 172 1c). Kontrol momen puntir... 173 2. Perhitungan beban gempa... 174 2a). Pembebanan pada struktur gedung... 174 2b). Analisis gaya geser dasar akibat beban gempa... 176 B. Analisis Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung... 180 BAB VIII. PERENCANAAN STRUKTUR DENGAN PRINSIP DAKTAIL PARSIAL......187 A. Perencanaan Balok... 187 1. Kombinasi beban... 187 2. Perencanaan tulangan memanjang balok... 200 2a). Balok Ujung kiri... 200 2b). Balok Ujung kanan... 204 3. Momen rencana balok... 207 4. Panjang penyaluran tulangan balok... 210 5. Selimut momen balok... 210 6. Momen kapasitas... 211 7. Perencanaan tulangan geser balok... 214 8. Perencanaan tulangan torsi balok... 221 C. Perencanaan Kolom... 223 1. Kombinasi beban... 223 2. Perencanaan tulangan memanjang kolom... 224 2a). Momen perlu kolom arah x... 225 2b). Gaya aksial kolom arah x... 227 2c). Momen perlu kolom arah y... 231 2d). Gaya aksial kolom arah y... 233 2e). Penulangan kolom... 237 xiv
3. Kontrol kekuatan kolom... 244 4. Perencanaan tulangan geser kolom... 252 4a). Perhitungan gaya geser perlu kolom... 252 4b). Perhitungan tulangan begel kolom... 253 D. Penulangan joint... 255 1. Tulangan geser horisontal... 255 2. Tulangan geser vertikal... 259 BAB IX. PERENCANAAN PONDASI... 261 A. Perhitungan Tiang Pancang... 266 1. Tulangan memanjang tiang pancang... 266 2. Tulangan geser tiang pancang... 267 3. Daya dukung terhadap kekuatan tiang pancang... 268 4. Daya dukung terhadap kekuatan tanah... 269 5. Penentuan jumlah tiang pancang... 269 6. Perhitungan daya dukung kelompok tiang... 270 7. Kontrol daya dukung maksimum taing pancang... 270 B. Perhitungan Poer... 271 1. Kontrol tegangan geser... 271 1a). Tegangan geser satu arah... 271 1b). Tegangan geser dua arah... 272 2. Penulangan poer... 274 3. Panjang penyaluram tegangan tulangan... 278 C. Perencanaan Sloof... 279 1. Perencanaan tulangan memanjang... 279 2. Perencanaan tulangann geser sloof... 282 BAB X. KESIMPULAN DAN SARAN... 284 A. Kesimpulan... 284 B. Saran... 285 xv
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xvi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel II.1. Koefisien ζ yang membatasi T 1 dari struktur gedung... 10 Tabel II.2. Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan Bangunan... 13 Tabel II.3. Faktor reduksi gempa... 14 Tabel II.4. Koefisien reduksi beban hidup... 15 Tabel III.1. Besar momen dan panjang bagian tumpuan... 27 Tabel III.2. Tebal minimum plat dan balok... 27 Tabel III.3. Perkiraan nilai rata-rata K d menurut bahan tiang pada tanah Granuler... 67 Tabel V.1. Panjang batang penyusun kuda-kuda utama... 90 Tabel V.2. Kombinasi momen perlu gording... 94 Tabel V.3. Beban total akibat beban mati... 100 Tabel V.4. Hasil perhitungan gaya gaya batang berdasarkan kombinasi beban... 103 Tabel V.5. Panjang las pada masing-masing batang... 108 Tabel VI.1. Perhitungan momen perlu plat atap... 120 Tabel VI.2. Tulangan plat atap dan momen tersedia... 127 Tabel VI.3. Perhitungan momen perlu plat lantai... 130 Tabel VI.4. Tulangan dan momen tersedia plat lantai... 137 Tabel VI.5. Tulangan plat dinding basement dan momen tersedia... 146 Tabel VI.6. Tulangan plat lantai basement dan momen tersedia... 154 Tabel VI.7. Momen perlu pada struktur tangga basement... 158 Tabel VI.8. Tulangan dan momen tersedia struktur tangga... 169 Tabel VII.1. Pusat massa lantai atap... 172 Tabel VII.2. Pusat massa lantai 1,2,3,4... 173 Tabel VII.3. Distribusi gaya geser dasar horisontal akibat gempa sepanjang tinggi gedung arah x dan arah y... 178 Tabel VIII.1.a. Momen perlu balok pada Portal 3 akibat beban kombinasi... 188 Tabel VIII.1b. Gaya geser perlu balok pada Portal 3 akibat beban kombinasi... 190 xvii
Tabel VIII.2.a. Momen perlu balok pada Portal B akibat beban kombinasi... 193 Tabel VIII.2.b. Gaya geser perlu balok pada Portal B akibat beban kombinasi. 196 Tabel VIII.3. Gaya geser yang bekerja pada Balok B61 Portal 3... 214 Tabel VIII.4 Hasil hitungan gaya lintang (gaya geser)... 216 Tabel VIII.5. Gaya dalam Kolom 21 ujung atas Portal B... 224 Tabel VIII.6. Gaya dalam Kolom 21 ujung bawah Portal B... 225 Tabel VIII.7. Gaya dalam Kolom 26 ujung atas Portal 3... 231 Tabel VIII.8. Gaya dalam Kolom 26 ujung bawah Portal 3... 231 Tabel VIII.9. Gaya aksial dan momen lentur pada keadaan beton tekan menentukan... 246 Tabel VIII.10. Gaya aksial dan momen lentur pada keadaan seimbang... 247 Tabel VIII.11. Gaya aksial dan momen lentur pada keadaan beton tarik menentukan... 248 xviii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar II.1. Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun (SNI 03-1726-2002)... 11 Gambar II.2. Respons spektrum gempa rencana (SNI 03-1726-2002)... 12 Gambar III.1 Bagan alir perencanaan gording... 20 Gambar III.2. Pembebanan pada sagrod... 21 Gambar III.3. Bagan alir perencanaan sambungan dengan baut... 24 Gambar III.4. Momen lentur pada plat satu arah... 26 Gambar III.5. Plat dua arah... 28 Gambar III.6. Penyaluran beban ke tumpuan plat dua arah... 29 Gambar III.7. Bagan alir perhitungan penulangan plat... 31 Gambar III.8. Bagan alir perhitungan momen tersedia plat... 32 Gambar III.9. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok... 39 Gambar III.10. Bagan alir perhitungan momen tersedia balok tulangan tunggal... 43 Gambar III.11. Bagan alir perhitungan momen tersedia balok tulangan rangkap... 44 Gambar III.12. Persyaratan faktor pengali K 1 dan K 3... 46 Gambar III.13. Pelindung beton pada perpanjangan kait... 48 Gambar III.14. Gaya geser perlu balok... 49 Gambar III.15. Bagan alir perhitungan tulangan gaser balok... 51 Gambar III.16. Contoh A cp dan P cp... 52 Gambar III.17. Definisi A oh dan P h... 53 Gambar III.18. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang kolom... 57 Gambar III.19. Bagan alir perhitungan tulangan geser kolom... 60 Gambar III.20 Bagan alir perhitungan tulangan (begel) horisontal buhul... 63 Gambar III.21 Bagan alir perhitungan tulangan (begel) vertikal buhul... 65 Gambar III.22. Tegangan geser satu arah... 69 Gambar III.23. Tegangan geser dua arah... 70 xix
Gambar III.24. Diagram tegangan regangan plat poer... 71 Gambar III.25. Gaya dalam pada pengangkatan dua titik... 73 Gambar III.26. Gaya dalam pada pengangkatan satu titik... 74 Gambar III.27. Bagan alir daya dukung tiang pancang... 77 Gambar III.28. Bagan alir gaya tiang... 78 Gambar III.29. Kontrol tegangan geser poer... 79 Gambar III.30. Perhitungan penulangan plat poer... 80 Gambar III.31. Perhitungan penulangan geser Pancang... 81 Gambar IV.1. Bagan alir tahapan perencanaan... 87 Gambar V.1. Denah atap kuda - kuda... 88 Gambar V.2. Bentuk Kuda kuda utama... 89 Gambar V.3. Penampang baja profil kanal.150.65.20.3,2... 91 Gambar V.4. Pembebanan pada gording arah y dan arah x... 91 Gambar V.5. Pembebanan pada sagrod... 97 Gambar V.6. Pembebanan akibat beban mati... 100 Gambar V.7. Pembebanan akibat angin kiri... 102 Gambar V.8. Pembebanan akibat angin kanan... 102 Gambar V.9. Perencanaan sambungan plat buhul... 113 Gambar V.10. Perencanaan sambungan plat buhul M... 113 Gambar VI.1. Denah plat atap... 118 Gambar VI.2. Denah plat lantai... 128 Gambar VI.3. Tekanan tanah pada dinding dan lantai basement... 138 Gambar VI.4. Perencanaan tangga besement dan lantai 1,2,3,4... 155 Gambar VI.5. Sistem perletakan dan bidang momen struktur tangga basement... 157 Gambar VII.1. Denah pemberian nama as-portal pada struktur gedung... 170 Gambar VII.2. Area pusat massa atap... 172 Gambar VII.3. Area pusat massa lantai 1,2,3,4... 173 Gambar VII.4. Denah plat lantai... 174 Gambar VII.5. Pembagian beban gempa portal as arah x (As-B)... 178 Gambar VII.6. Pembagian beban gempa portal as arah Y As-3... 179 xx
Gambar VII.7. Pola garis leleh untuk plat persegi... 180 Gambar VII.8. Distribusi pembebanan tipe segi tiga... 180 Gambar VII.9. Distribusi pembebanan tipe trapesium... 180 Gambar VII.10. Notasi As dan balok pada struktur gedung... 181 Gambar VII.11. Distribusi pembebanan pada balok atap... 181 Gambar VII.12. Distribusi pembebanan pada plat atap... 182 Gambar VII.13. Distribusi pembebanan pada plat lantai... 182 Gambar VII.14. Distribusi pembebanan plat lantai... 183 Gambar VII.15. Pola garis leleh untuk plat persegi... 183 Gambar VII.16. Distribusi pembebanan tipe segi tiga... 184 Gambar VII.17. Distribusi pembebanan tipe trapezium... 184 Gambar VII.18. Notasi As dan balok pada struktur gedung... 184 Gambar VII.19. Distribusi pembebanan pada balok atap... 185 Gambar VII.20. Distribusi pembebanan pada plat lantai... 185 Gambar VII.21. Distribusi pembebanan pada plat atap... 186 Gambar VII.22. Distribusi pembebanan plat lantai... 186 Gambar VIII.1. Penulangan balok ujung kiri... 202 Gambar VIII.2. Penulangan balok lapangan... 204 Gambar VIII.3. Penulangan balok ujung kanan... 206 Gambar VIII.4. Penulangan Balok Balok 61 Portal 3... 206 Gambar VIII.5. Selimut momen Balok 61 Portal 3... 211 Gambar VIII.6. Gaya geser perlu Balok 61 Portal 3... 217 Gambar VIII.7. Penulangan begel Balok B61 Portal 3... 220 Gambar VIII.8. Penulangan pada Balok B61 Portal 3... 221 Gambar VIII.9. Posisi Kolom 21 Portal B... 224 Gambar VIII.10. Posisi Kolom 26 Portal 3... 230 Gambar VIII.11. Tulangan longitudinal Kolom K21 arah x... 240 Gambar VIII.12. Tulangan longitudinal Kolom K21 arah y... 244 Gambar VIII.13. Tulangan longitudinal Kolom K21 arah x dan arah y... 244 Gambar VIII.14. Diagram interaksi Kolom (arah melintang dan arah membujur sama)... 250 xxi
Gambar VIII.15. Penulangan begel Kolom K21 arah x dan arah y... 255 Gambar VIII.16. Penulangan Buhul J223... 260 Gambar IX.1. Struktur pondasi... 261 Gambar IX.2. Gaya dalam pada pengangkatan satu titik... 262 Gambar IX.3. SFD dan BMD pengangkatan satu titik... 264 Gambar IX.4. Gaya dalam pada pengangkatan dua titik... 264 Gambar IX.5. SFD dan BMD pengangkatan dua titik... 266 Gambar IX.6. Tulangan memanjang tiang pancang... 267 Gambar IX.7. Penulangan tiang pancang... 268 Gambar IX.8. Penempatan 4 tiang pancang... 270 Gambar IX.9. Tegangan geser 1 arah... 271 Gambar IX.10. Tegangan geser dua arah... 272 Gambar IX.11. Acuan momen poer fondasi... 274 Gambar IX.12. Penulangan poer dan fondasi tiang pancang... 277 Gambar IX.13. Penulangan Sloof... 280 xxii
Lampiran VII.1 Lampiran VII.2 Lampiran VIII.1 Lampiran VIII.2 Lampiran VIII.3 Lampiran VIII.4 Lampiran VIII.5 Lampiran VIII.6 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Output SAP Portal As-3...L-1 Output SAP Portal As-B...L-10 Gaya-gaya dalam dan penulangan pada balok Portal As-3... L-25 Gaya-gaya dalam dan penulangan pada kolom Portal As-3... L-38 Gaya-gaya dalam dan penulangan pada balok Portal As-B... L-70 Gaya-gaya dalam dan penulangan pada kolom Portal As-B... L-85 Diagram perancangan kolom beton bertulang Suprayogi 1991...L-126 Gambar-gambar perencanaan...l-130 xxiii
DAFTAR NOTASI A = Luas penampang batang profil baja, cm². A an = luas tulangan kolom antara pada join, mm 2. A cp = luas penampang keseluruhan, termasuk rongga pada penampang berongga (lihat daerah yang diarsir), mm². A g = luas bruto penampang kolom, mm 2. A j = luas daerah buhul (joint), mm 2. A jh = luas tulangan geser join horisontal, mm 2. A jv = luas tulangan geser join vertikal, mm 2. A k = luas tulangan khusus, mm 2. A n = A g -A st = luas bersih (netto) beton pada suatu penampang kolom, mm 2. A oh = luasan yang dibatasi garis begel terluar, mm 2. A s = luas tulangan tarik, mm 2. A s = luas tulangan tekan, mm 2. A s,k = luas tulangan tarik kolom, mm 2. A s,k = luas tulangan tekan kolom, mm 2. A s,min = luas tulangan minimal sesuai persyaratan, mm 2. A st = luas total tulangan, mm 2. A s,u = luas tulangan tarik perlu, mm 2. A s,u = luas tulangan tekan perlu, mm 2. A t = luas tulangan longitudinal torsi, mm². A vs = luas tulangan geser, mm 2. A vt = luas tulangan torsi (sengkang) per meter, m². A v,u = luas tulangan geser perlu, mm 2. a = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen, mm. B = ukuran lebar portal dalam arah pembebanan gempa, m. b b b = ukuran lebar penampang struktur, mm. = lebar sayap profil baja, mm. = ukuran horisontal terbesar denah struktur gedung pada tingkat yang ditinjau diukur tegak lurus pada arah pembebanan, m. = lebar balok, mm. xxiv
b j b k b o = ukuran lebar penampang join, mm. = lebar kolom, mm. = keliling dari penampang kritis pada fondasi, mm. C = kohesi, kg/cm 2. C c C ki C ka C 1 c c 1 c 2 D d d b d i dp d s d s E = gaya tekan beton, kn. = gaya tekan beton pada balok disekitar join bagian kiri, kn. = gaya tekan beton pada balok disekitar join bagian kanan, kn. = nilai faktor respons gempa yang diperoleh dari spektrum respons gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental dari struktur gedung. = jarak antara serat beton tepi ke garis netral, mm. = koefisien tergantung pada jenis beban dan kondisi perletakan. = koefisien tergantung posisi beban vertikal terhadap pusat gesernya. = diameter tulangan deform, mm. = dimensi sagrod, cm. = ukuran tinggi manfaat struktur (balok, kolom, pelat, poer), mm. = diameter tulangan pokok, mm. = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i, mm. = diameter tulangan geser polos, mm. = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm. = jarak antara tepi serat beton tekan dan pusat berat tulangan tekan, mm. = beban gempa, kn. = modulus elastisitas baja. kg/cm 2. e d = eksentrisitas rencana, m. F i f c f y f yl f yv = beban gempa nominal statik ekuivalen yang menangkap pada pusat massa pada taraf lantai tingkat ke-i struktur atas gedung, kn. = kuat tekan beton yang diisyaratkan, MPa. = tegangan leleh baja tulangan, MPa. = tegangan leleh tulangan longitudinal, MPa. = tegangan leleh tulangan sengkang, knm. xxv
f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 = faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur gedung. = faktor kuat leleh batang. = faktor selimut beton. = faktor sengkang atau sengkang ikat. = faktor tulangan lebih. = faktor beton agregat ringan. = faktor tulangan berlapis epoksi. g = percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9810 mm/det 2 H = tinggi gedung, m. = beban air hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air, kn. h = tinggi balok, mm. = ukuran tinggi penampang struktur, mm. = tinggi profil baja, mm. h c = ukuran tinggi penampang kolom, mm. = kedalaman retakan, m. h n = tinggi bersih kolom, m. I I 1 I 2 i K K a K maks L L a = Lebar bidang injakan (aantrede), atau lebar anak tangga, cm. = faktor keutamaan gedung. = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung. = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. = jari-jari kelembaman batang, cm. = faktor momen pikul, MPa. = koefisien tekanan tanah aktip = faktor momen pikul maksimal, MPa. = beban hidup, kn. = jarak antar kuda-kuda, m. = beban hidup di atap, kn. xxvi
L E L k = Location of Earthquake = panjang tekuk batang, cm. = panjang tekuk batang tersebut. L n,b = bentang balok pada balok yang ditinjau, m. l b = bentang bruto balok, m. l b,a = panjang bruto balok di kanan buhul, m. l b,i = panjang bruto balok di kiri buhul, m. l k = panjang bruto kolom, m. l k,a = panjang bruto kolom di atas buhul, m. l k,b = panjang bruto kolom di bawah buhul, m. l n = bentang bersih balok, m. l n,a = panjang bersih balok di kanan buhul, m. l n,i = panjang bersih balok di kiri buhul, m. L u = panjang kolom, m. M D,k M E,k M L,k M p M pr M pr,i M pr,a (+) M u (-) M u M u,b M u,k M u,ka M u,kb N N u,k = momen kolom akibat benda mati, knm. = momen kolom akibat beban gempa, knm. = momen kolom akibat benda hidup, knm. = momen puntir, knm. = momen kapasitas balok, knm. = momen kapasitas balok di kiri buhul, kn-m. = momen kapasitas balok di kanan buhul, kn-m. = momen perlu positif, knm. = momen perlu negatif, knm. = momen perlu balok, knm. = momen perlu, knm. = momen perlu ujung kolom atas dari kolom yang ditinjau, knm. = momen perlu ujung kolom bawah dari klom yang ditinjau, knm. = Gaya tekan pada batang, kg. = gaya normal perlu kolom, kn. n = jumlah tingkat struktur gedung. = nomor lantai tingkat paling atas. xxvii
P a P D,k P E,k P L,k P o P U,k P u,k,maks p cp p h R R v S T T ka T ki T n T R T r T u T 1 t b t s V V c = tekanan tanah aktip total, kn/m. = gaya normal kolom akibat beban mati, kn. = gaya normal kolom akibat beban gempa, kn. = gaya normal kolom akibat beban hidup, kn. = beban aksial sentris atau beban aksial pada sumbu kolom, kn. = gaya normal perlu kolom, kn. = gaya normal perlu maksimum kolom, kn. = keliling penampang keseluruhan (keliling batas terluar daerah yang diarsir), mm. = keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup, mm². = faktor reduksi gempa yang bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut. = reaksi yang ditimbulkan akibat beban-beban yang bekerja, kg. = faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau. = bentang balok yang dipasang sengkang torsi = 1000 mm. = Tinggi bidang tanjakan (optrede), atau tinggi anak tangga, cm. = gaya tarik tulangan pada balok disekitar join bagian kanan, kn. = gaya tarik tulangan pada balok disekitar join bagian kiri, kn. = kuat torsi nominal, knm. = waktu getar alami fundamental gedung beraturan berdasarkan rumus Rayleigh, detik. = momen puntir / torsi rencana, knm. = torsi terfaktor atau torsi perlu, knm. = waktu getar alami fundamental struktur gedung, detik. = tebal badan profil baja, mm. = tebal sayap profil baja, mm. = beban (gaya) geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh gempa rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung beraturan, kn. = kuat geser beton, kn. V ch = gaya horizontal yang ditahan beton, N. xxviii
V cv = gaya geser vertikal yang ditahan beton, N. V D,b V D,k V E,b V E,k = gaya geser balok akibat beban mati, kn. = gaya geser kolom akibat beban mati, kn. = gaya geser balok akibat beban gempa, kn. = gaya geser kolom akibat beban gempa, kn. V jh = gaya geser buhul (joint) horisontal, N. V kol V L,b V L,k V s = gaya geser kolom, kn. = gaya geser balok akibat beban hidup, kn. = gaya geser kolom akibat beban hidup, kn. = gaya geser yang ditahan begel, kn. V sh = gaya geser horizontal yang ditahan oleh begel, N. V sv = gaya geser vertikal yang ditahan begel, N. V u = gaya geser perlu, N. V ud V u1 V u2 V u2h = gaya geser perlu balok pada jarak d dari muka kolom, kn. = gaya geser perlu pada daerah tumpuan balok, kn. = gaya geser perlu pada daerah lapangan balok, kn. = gaya geser perlu balok pada jarak 2.h dari muka kolom, kn. v jh = tegangan geser buhul (joint) horisontal, N/mm 2. W = beban angin, kn. W i W t Z a Z i α α k β = berat lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, termasuk beban hidup yang sesuai, kn. = berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai, kn. = lengan momen bagian kanan, mm. = lengan momen bagian kiri, mm. = ketinggian lantai tingkat ke-i suatu struktur gedung terhadap taraf penjepitan lateral, m. = faktor lokasi penulangan. = faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau. = faktor pelapis = tebal pelat buhul, mm. maks = lendutan maksimal, cm. xxix
x = lendutan pada arah x, cm. y = lendutan pada arah y, cm. ε c = regangan tekan beton, mm. ε s = regangan tarik baja tulangan, mm. = faktor reduksi kekuatan. γ = berat jenis tanah, ton/m 3. φ = sudut geser tanah. λ = faktor beton agregat ringan. λ d λ dh λ hb = panjang penyaluran tulangan tarik, mm. = panjang penyaluran kait, mm. = panjang penyaluran dasar, mm. λ o = jarak sendi plastis dari muka kolom, m. μ = faktor daktilitas struktur gedung yang boleh dipilih menurut kebutuhan. θ = sudut retak = 45 o untuk non prategang. = rasio tulangan, %. maks = rasio tulangan maksimal, %. min = rasio tulangan minimal, %. ρ t = rasio tulangan tersedia, %. = Tegangan dasar baja, kg/cm 2. σ d = tegangan desak baut, kg/cm 2. kip = tegangan kip, kg/cm 2. σ l = tegangan leleh baja, kg/cm 2. t = tegangan tarik ijin baja, kg/cm 2. baut = tegangan geser ijin baut, kg/cm 2. bh = tegangan geser ijin pelat buhul, kg/cm 2. = Faktor tekuk yang bergantung pada kelangsingan ( ) dan macam bajanya. (zeta) = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi T 1 bergantung pada wilayah gempa. xxx
PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH 4 LANTAI (1 BASEMENT) DENGAN PRINSIP DAKTAIL PENUH DI DAERAH SUKOHARJO ABSTRAKSI Najib Al Amin (D 100 040 034) Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Tugas akhir ini dimaksudkan untuk merencanakan gedung sekolah bertingkat dengan fasilitas tertentu dalam satu gedung, dalam bentuk nyata hampir sama dengan gedung sekolah. Perencanaan ini dibatasi pada perencanaan struktur dari gedung, yaitu struktur atap (kuda-kuda) dan beton bertulang (plat lantai, tangga, balok, kolom, dan perencanaan pondasi). Perencanaan gedung terletak di Sukoharjo dengan faktor gempa sesuai dengan prinsip daktail penuh. Perencanaan pembebanan untuk gedung menggunakan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983 dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1971. Analisis perhitungan struktur gedung menggunakan bantuan SAP 2000 non linear dengan tujuan mempercepat perhitungan. Sedangkan penggambaran menggunakan program Autocad 2007. Analisis beban gempa menggunakan metode statik ekivalen dengan Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung SNI-1726-2002. Tata cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung mengacu pada SNI 03-2847-2002, sedangkan untuk perhitungan struktur rangka atap baja mengacu pada PPBBUG 1987 serta SNI 03-1729-2002. Mutu bahan untuk penulangan struktur beton bertulang dengan kuat tekan (f c ) = 25 MPa, f y plat = 300 MPa, f y balok = f y kolom = f y pondasi = 400 MPa, sedangkan untuk profil kuda-kuda baja menggunakan mutu baja Bj 37 (σ ijin = 1600 kgcm 2 ). Hasil yang diperoleh pada perencanaan struktur gedung adalah sebagai berikut : Stuktur rangka kuda-kuda baja menggunakan profil 50.65.7, 30.45.4, 50.65.7, dan 30.45.4, dengan alat sambung Las dan pelat buhul 10 mm. Ketebalan plat atap 10 cm dengan tulangan pokok D8 dan tulangan bagi D6. Ketebalan plat lantai 12 cm dengan tulangan pokok D8 dan tulangan bagi D6. Ketebalan Plat tangga dan bordes 15 cm dengan tulangan pokok D14 dan tulangan bagi D8. Balok induk menggunakan dimensi 300/500, dan kolom rencana menggunakan dimensi 500/500. Dimensi pondasi tiang pancang 250/250 mm dengan tulangan pokok D12 dan tulangan geser 2 dp 6, plat poer (2,5x2,5) m 2 setebal 0,5 m dengan tulangan pokok D16 dan tulangan bagi D16, sedangkan dimensi sloof 300/500 menggunakan tulangan pokok D16+D10 dan tulangan geser 2 dp 10. Kata kunci : Autocad 2007; daktail penuh; perencanaan; SAP 2000 xxxii
PLANNING FOR BUILDING SCHOOL 4 FLOOR ( 1 BASEMENT ) WITH FULLY DUCTILE IN SUKOHARJO Najib Al Amin (D 100 040 034) Civil Engineering Department Faculty of Engineering Universitas Muhammadiyah Surakarta ABSTRACTION The final task is intended to plan storied school building with certain facilities in the building, in the form of real-almost equal to the school building. This plan is limited to the structural design of the building, namely the roof structure (the horses) and reinforced concrete (floor plate, stairs, beams, columns, and foundation plan). Planning buildings located in earthquake Sukoharjo by a factor according to the principle of full ductile. Planning for the building load using Indonesian Loading Regulation for Building ( PPIUG ) Regulations 1983 and Reinforced Concrete Indonesia ( PBI ) 1971. Analysis of the building structure calculations using a " SAP 2000" with the aim of accelerating non- linear calculations. While the depiction using a program Autocad 2007. Analysis of earthquake loads using equivalent static method with Earthquake Resistance Planning Guidelines For Home and Building ISO - 1726-2002. Procedure for Calculation of Concrete Structures for Buildings refer to SNI 03-2847-2002, whereas for the calculation of the steel roof frame structure refers to PPBBUG 1987 and SNI 03-1729-2002. Quality materials for reinforcement of reinforced concrete structures with compressive strength ( f'c ) = 25 MPa, fy = 300 MPa plate, beam fy = columns fy = foundation fy = 400 MPa, whereas for horses steel profiles using quality steel Bj 37 ( kgcm2 σijin = 1600 ). The results obtained in the structural design of buildings is as follows : the structural steel frame easel using profile 50.65.7, 30.45.4, 50.65.7, and 30.45.4, by means of grafting and plate Las gusset 10 mm. Roof plate thickness of 10 cm with a principal reinforcement reinforcement for D6 and D8. Slab thickness of 12 cm with a principal reinforcement reinforcement for D6 and D8. Plate thickness of 15 cm stairs and landing with basic reinforcement reinforcement for D8 and D14. Beam using the dimensions 300/500, and plans to use the column dimensions 500/500. Pile foundation dimensions 250/250 mm with reinforcement and shear reinforcement principal D12 2 dp 6, plate poer ( 2,5 x2,5 ) m2 0.5 m as thick 0.5 m with reinforcement principal reinforcement for D16 and D16, while the sloop dimensions 300/500 uses D16 + D10 principal reinforcement and shear reinforcement 2 dp 10. Keywords: Autocad 2007; ductile full; planning; SAP 2000 xxxii