PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BETON BERTULANG DENGAN PERBANDINGAN SK SNI T-15-1991 DAN SK SNI 03-2002 (STUDY KASUS : ASRAMA RUMAH SAKIT UMUM SEMBIRING DELI TUA) TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil oleh: CITRA RAMADHANA 070 424 013 PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BETON BERTULANG DENGAN PERBANDINGAN SK SNI T-15-1991 DAN SK SNI 03-2002 (STUDY KASUS : ASRAMA RUMAH SAKIT UMUM SEMBIRING DELI TUA) TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Citra Ramadhana NIM : 070424013 Dosen Pembimbing, Ir. Syahril Dulman NIP. 130 702 136 Penguji I Penguji II Penguji II Dr.Ir. Roesyanto MSc Nursyamsi ST,MT Ivan Indrawan ST NIP:19510629 198411 1 001 NIP:19770623 200501 2 001 NIP:19761205 200604 1 001 Mengetahui / menyetujui, Ketua Departemen Teknik Sipil FT USU Koordinator PPE, Departemen Teknik Sipil FT USU Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan Ir. Faizal Ezeddin, MS NIP. 19561224 198103 1 002 NIP. 19490713 198003 1 001 PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad Rasulullah SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang membawa kita dari zaman jahiliyah kepada zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Dengan Perbandingan SK SNI T-15-1991 dan SK SNI 03-2002 (Study Kasus : Asrama Rumah Sakit Umum Sembiring Deli Tua) ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata Satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dari itu dalam kesempatan ini penulis ingin sampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Syahril Dulman, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini; 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara; 3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension; 4. Bapak Dr.Ir. Roesyanto,MSc, Ibu Nursyamsi ST.MT, Ibu Rahmi Karolina ST.MT, dan Bapak Ivan Indrawan ST selaku dosen pembanding dan penguji, 5. Seluruh Dosen dan pegawai khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan;
6. Pimpinan dan seluruh Staff Konsultan Asrama RSU Sembiring Deli Tua, sebagai pelaksana dan perencana yang telah memberi bimbingan kepada penulis; 7. Terima kasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua tercinta, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun do a yang tak henti-hentinya, mereka mohonkan kepada Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Begitu juga kepada keluarga yang telah memberikan seni kehidupan dan dukungan yang tiada hentihentinya kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini; 8. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terima kasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima mendapat imbalan dari Allah SWT. Medan, Juni 2010 Penulis, Citra Ramadhana 070 424 013
ABSTRAK PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BETON BERTULANG DENGAN PERBANDINGAN SK SNI T-15-1991 DAN SK SNI 03-2002 (STUDY KASUS : ASRAMA RUMAH SAKIT UMUM SEMBIRING DELI TUA) Oleh : Citra Ramadhana (070424013) Peraturan struktur bangunan harus menetapkan syarat minimum yang berhubungan dengan segi keamanan. Dengan demikian perlu disadari bahwa suatu peraturan bangunan bukanlah hanya diperlakukan sebagai petunjuk praktis yang disarankan untuk dilaksanakan, bukan hanya merupakan buku pegangan pelaksanaan, bukan pula dimaksudkan untuk menggantikan pengetahuan, pertimbangan teknik, serta pengalaman-pengalaman di masa lalu. Suatu peraturan bangunan jadi pedoman pihak perencana untuk menghasilkan struktur bangunan yang ekonomis dan yang lebih penting, adalah aman. Baik dari perhitungan maupun teknik pelaksanaan struktur perlu diperhatikan demi kelancaran pelaksanaan, keefektifan, dan mutu yang dihasilkannya. Inilah yang mendorong penulis memilih topik pembahasan dalam tugas akhir ini. Pembahasan dititik beratkan pada konstruksi beton bertulang yaitu balok, kolom dan pondasi. Yang menjadi sampel dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah Gedung Asrama Rumah Sakit Umum Sembiring Deli Tua.Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah membandingkan perhitungan antara SK SNI T-15-1991 dan SK SNI 03-2002. Dari perhitungan inilah maka akan didapat hasil yang menjadi pembanding terhadap kedua peraturan tersebut. Setelah dilakukan perhitungan ternyata didapat gaya-gaya dalam dan dimensi pada SK SNI 03-2002 lebih besar dibanding SK SNI T-15-199. Karena ada beberapa perubahan peraturan yang ditemukan antara peraturan SK SNI T-15-1991 dan SK SNI 03-2002. Dengan adanya perubahan pada peraturan yang lebih baru, diharapkan suatu bangunan akan dapat dibangun dengan tingkat keamanan konstruksi yang lebih tinggi. Kata Kunci : SK SNI 03-2002, SK SNI 03-2002, dimensi, balok,kolom, pondasi.
Daftar Isi Kata Pengantar... i Abstrak... iii Daftar Isi... iv Daftar Notasi... vii Daftar Gambar... xi Bab I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Pembatasan Masalah... 3 1.4 Metodologi Penulisan... 7 1.5 Sistematika Penulisan... 7 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Metode Perencanaan Struktur Beton Bertulang... 9 2.1.1 Umum... 9 2.1.2 Perencanaan Kuat Batas ( Ultimite Strength Design)... 10 2.1.2.a Keruntuhan Lentur Akibat Kondisi Batas(Ultimit)... 12 2.1.2.b Keruntuhan Akibat Geser... 16 2.1.2.c Pengaruh Keruntuhan Geser Terhadap Jumlah Tulangan Memanjang... 17 2.2 Perencanaan Balok Persegi... 18 2.2.1 Metode Analisis dan Perencanaan... 18 2.2.2 Kuat Lentur Penampang Balok Persegi... 18 2.2.3 Kondisi Penulangan Seimbang... 19 2.2.4 Persyaratan Kekuatan... 22 2.2.5 Analisis Balok Terlentur Bertulangan Rangkap... 22 2.3 Struktur Kolom... 24 2.3.1 Umum... 24 2.3.2 Hubungan Beban Aksial dan Momen... 25 2.3.3 Penampang Kolom Bertulangan Seimbang... 28
2.3.4 Faktor Reduksi Kekuatan Untuk Kolom... 30 2.4 Pondasi... 31 2.4.1 Defenisi Pondasi Tiang... 32 2.4.2 Pondasi Tiang Pancang Beton... 33 2.5 Peraturan dan Standar Perencanaan Struktur Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03... 34 2.5.1 Perencanaan... 34 2.5.2 Pembebanan... 35 2.5.3 Cara Analisis... 35 2.5.4 Perencanaan Tulangan Balok... 36 2.5.5 Perencanaan Tulangan Kolom... 44 2.6 Peraturan dan Standar Perencanaan Struktur Berdasarkan SK SNI 03-2847-2002... 46 2.6.1 Perencanaan... 46 2.6.2 Pembebanan... 46 2.6.3 Metode Analisis... 47 2.6.4 Perencanaan Tulangan Balok... 48 2.6.5 Perencanaan Tulangan Kolom... 56 Bab III METODOLOGI PENULISAN... 59 3.1 Data Umum Proyek... 59 3.2 Data Teknis Proyek... 51 3.3 Metode Pengumpulan Data... 61 Bab IV PERENCANAAN STRUKTUR... 65 4.1 Umum... 65 4.2 Data Perencanaan... 65 4.3 Analisa Pembebanan Vetikal... 67 4.4 Analisa Pembebanan Horizontal ( Gempa)... 70 4.4.1 Berdasarkan SNI T-15-1991... 70 4.4.2 Berdasarkan SNI 03-2002... 75 4.5 Analisa Struktur Dengan Menggunakan Program SAP2000... 81
4.6 Perencanaan Plat Lantai... 83 4.7 Perencanaan Dimensi Balok Berdasarkan SNI T-15-1991... 92 4.8 Perencanaan Dimensi Kolom Berdasarkan SNI T-15-1991. 108 4.9 Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Dengan SNI T-15-1991...121 4.10 Perencanaan Dimensi Balok Berdasarkan SNI 03-2002..128 4.11 Perencanaan Dimensi Kolom Berdasarkan SNI 03-2002... 145 4.12 Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Dengan SNI 03-2002 163 4.13 Pembahasan...170 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN..172 5.1 Kesimpulan. 172 5.2 Saran....175 Daftar Pustaka... xii
Daftar Notasi As = Luas Penampang Tulangan Baja A = Luas Tulangan Tekan A b h Ag = Luas Tulangan Tarik = Lebar Penampang Balok = Tinggi Penampang Balok = Luas Bruto penampang Ec = Modulus Elastisitas Beton ( SNI 2002) Es = Modulus Elastisitas Baja (SNI 2002) e fy fc ft fr Ig Mcr Mu Mn Pu Po Pn Wc = Eksentrisitas = Tegangan Luluh Baja = Kuat Tekan Baja = Kuat Tarik Belah = Modulus Retak = Momen Inersia Tampang = Momen Retak = Momen Ultimit = Momen Batas/Rencana = Beban Aksial Ultimit = Beban Aksial Tanpa Eksentrisitas = Kuat Beban Aksial dengan Eksentrisitas tertetu = Berat satuan beton
ε's εy fs Ø θ π ρ = Regangan tekan baja = Regangan luluh baja = Tegangan Tekan baja = Faktor Reduksi = Diameter Tulangan = Jari-jari Lingkaran = Rasio Penulangan PK = Perlawanan penetrasi konus ( q C ) JP = Jlh perlawanan ( perlawanan ujung konus + selimut ) A B HL q c = Interval pembacaan = 20 cm = Faktor alat = luas konus / luas torak = 10 cm = Hambatan lekat = Tahanan ujung f s = Gesekan selimut JHL = jumlah hambatan lekat ( Total Friction ) FR PK = Ratio gesekan = Perlawanan penetrasi konus f s = Gesekan selirnut N Qult Qb Qs = jumlah pukulan palu = Daya dukung ujung tiang = Daya dukung uiung tiang = Daya dukung gesekan ( selimut ) tiang
q p = Tahanan Ujung. φ c' = sudut geser dalam tanah = Kohesi Q b = Daya dukung ujung tiang. A p = Luas dasar ( Ujung ) Tiang. q c = Tahanan konus pada ujung tiang. N q = Faktor daya dukung yang bergantung kepada sudut geser dalam ( φ ' ). f Qu = Koefisien geser sepanjang badan tiang. = Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang. q c =Tahanan ujung Sondir Perlawanan penetrasi Konus pada kedalaman yang ditinjau ) A p = Luas Penampang Tiang. Q u Ijin = Kapasitas daya dukung ijin tiang pancang. K t = Keleling Tiang K I k = Faktor panjang tekuk. = Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan) A p = Luas Penampang Tiang. 3 = Faktor Keamanan untuk daya dukung tiang. 5 = Faktor Keamanan untuk gesekan pada selimut tiang. q p = Tahanan Ujung Ultimate. Q p = Tahanan ujung ultimate ( kn )
A p = luas penampang tiang pancang ( m 2 ) N 1 N 2 = harga rata-rata dari dasar ke 10D ke atas = harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah Li P = panjang lapisan tanah (m) = Bacaan manometer A p c u = luas penampang tiang = kohesi undrained α = koefisien adhesi antara tanah dan tiang c u = kohesi undrained P P Li Q ijin = keliling tiang = Gaya tekan pada kolom/tiang = panjang lapisan tanah = Daya dukung ijin tiang q c = Luas penampang tiang A s = Luas selimut tiang N λ ω τ σ = Nilai N-SPT pada ujung tiang = Angka Kelangsingan = Faktor tekuk (tergantung pada kelangsingan (λ) = Kekuatan geser tanah = Tegangan dasar
Daftar Gambar Gambar 1.1 Potongan Melintang I-I... 4 Gambar 1.2 Potongan Memanjang II-II... 5 Gambar 1.3 Rencana Pembalokan Asrama RSU Sembiring... 6 Gambar 2.1 Balok Yang Dibebani Sampai Runtuh... 13 Gambar 2.2 Kurva Momen-Kelengkungan Balok... 14 Gambar 2.3 Perilaku Keruntuh Balok... 15 Gambar 2.4 Ciri-ciri Keruntuhan Penampang... 16 Gambar 2.5 Balok Dengan Keruntuhan Geser... 16 Gambar 2.6 Rasio Tulangan Memanjang dan kapasitas Geser... 17 Gambar 2.7 Analisa Balok Persegi... 19 Gambar 2.8 Keadaan Seimbang Regangan... 21 Gambar 2.9 Analisa Balok Bertulang Rangkap... 24 Gambar 2.10 Hubungan Beban Aksial-Momen Eksentris... 26 Gambar 2.11 Kolom Memikul Beban Aksial... 27 Gambar 2.15 Tiang Pancang Precest Reinforced Concrete Pile... 34 Gambar 3.1 Denah Lokasi Proyek... 60 Gambar 3.2 Skema Pelaksanaan Tugas Akhir... 63 Gambar 3.3 Asrama RSU Sembiring Deli Tua... 64 Gambar 4.1 wilayah Gempa SK SNI 1991... 70 Gambar 4.2 Grafik Koefisien Gempa Dasar SK SNI 1991... 71 Gambar 4.3 Wilayah Gempa SK SNI 2002... 76 Gambar 4.4 Grafik Koefisien Gempa Dasar SK SNI 2002... 77