DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii BERITA ACARA... iii MOTO DAN PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR NOTASI... xiii DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR TABEL... xix DAFTAR LAMPIRAN... xx ABSTRAK... xxi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1.... L atar Belakang... 1 1.2.... I dentifikasi Permasalahan... 2 1.3.... T ujuan... 3 1.4.... B atasan Masalah... 3 1.5.... S istematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1.... T injauan Umum... 6 2.2.... S istem Struktur... 8 2.3.... P embebanan Pada Bangunan... 11 2.3.1. Beban Mati... 11 2.3.2. Beban Hidup... 12 2.3.3. Beban Angin... 14 58
2.3.4. Beban Gempa... 15 2.3.5. Faktor Beban dan Kombinasi Pembebanan... 16 2.3.6. Beban Gempa... 19 2.4.... S truktur Tahan Gempa... 19 2.4.1. Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Struktur Bangunan... 19 2.4.2. Daktilitas Struktur... 22 2.4.3. Faktor R, Ω 0 dan C d dalam Perancangan Sistem Penahan Gaya Gempa... 26 2.4.4. Koefisien Gempa Dasar (C)... 27 2.4.5. Parameter Percepatan Gempa... 28 2.4.6. Kelas Situs... 30 2.4.7. Koefisien Situs dan Parameter Respon Spektral Berdasarkan Resiko Tertarget (MCE R )... 31 2.4.8. Parameter Percepatan Spektral Desain... 32 2.4.9. Desain Respons Spektrum... 33 2.4.10. Periode Getar... 35 2.5.... A cuan Awal Perencanaan... 20 2.5.1. Perencanaan Pelat... 36 2.5.2. Perencanaan Tangga... 38 2.5.3. Perencanaan Balok... 40 2.5.4. Perencanaan Kolom... 43 2.5.5. Perencanaan Struktur Bawah... 46 2.5.6. Daya Dukung Vertikal Tiang Tunggal... 48 2.5.7. Daya Dukung Ijin Tiang Group (P all Group)... 51 2.5.8. Beban Maksimum (Pmaks) Terjadi Pada Tiang Akibat Pembebanan... 51 2.5.9. Kontrol Terhadap Momen yang Terjadi Dengan Metode Brohm... 52 2.5.10. Perencanaan Pile Cap... 53 BAB III METODOLOGI PERENCANAAN... 54 59
3.1.... P engumpulan data... 54 3.1.1. Buku buku peraturan... 54 3.1.2. Data data tanah... 54 3.1.3. Data data bangunan ( data data teknis )... 54 3.2.... R encana awal desain... 55 3.2.1. Pemodelan struktur... 55 3.2.2. Penentuan dimensi tebal minimum pelat... 55 3.2.3. Penentuan dimensi balok... 55 3.2.4. Penentuan dimensi kolom... 55 3.3.... P embebanan... 55 3.4.... A nalisis gaya dalam... 55 3.5.... P enulangan... 56 BAB IV HASIL PEMBEBANAN DAN PEMBAHASAN... 58 4.1.... T injauan Umum... 58 4.2.... A nalisis Struktur... 59 4.2.1. Beban Mati... 59 4.2.2. Beban Hidup... 59 4.3.... P erhitungan Beban Gempa... 59 4.3.1. Faktor Keutamaan Struktur (I)... 60 4.3.2. Faktor Reduksi Gempa (R)... 60 4.3.3. Menentukan Kelas Situs (SA-SF)... 60 4.3.4. Wilayah Gempa... 61 4.3.5. Periode Fundamental Pendekatan... 64 4.3.6. Koefisien Respon Seismik... 65 4.3.7. Kontrol Kinerja Batas Layan Gedung... 66 4.3.8. Kontrol Kinerja Batas Ultimit Struktur Gedung... 67 4.3.9. Kontrol Partisipasi Massa... 68 4.3.10. Penentuan Berat Tiap Lantai... 69 60
4.4.... P embebanan Lift... 71 4.5.... P erhitungan Pelat Lantai... 71 4.5.1. Penentuan Tebal Pelat Lantai... 71 4.5.2. Pembebanan Pada Pelat Lantai... 71 4.5.3. Karakteristik Material Beton... 72 4.5.4. Perhitungan Pelat... 72 4.6.... P erencanaan Pembebanan Tangga... 95 4.6.1. Tinjauan Umum... 95 4.6.2. Perencanaan Dimensi dan Pembebanan Tangga... 96 4.6.3. Analisa Gaya Dalam Pelat Tangga dan Pelat Bordes... 102 4.6.4. Perhitungan Penulangan Pelat Tangga (Tipe 2)... 102 4.7.... P erhitungan Balok Anak... 111 4.7.1. Perhitungan Tulangan Balok Anak... 111 4.8.... P erhitungan Balok Induk... 121 4.8.1. Perhitungan Tulangan Balok Induk... 121 4.9.... P erhitungan Kolom... 134 4.10... P enulangan Sloof... 145 4.10.1. Penulangan Sloof 25 x 50... 145 4.10.2. Penulangan Sloof 30 x 60... 148 4.11... P erhitungan Pondasi... 151 4.11.1. Perhitungan Kapasitas Pondasi Tiang Pancang... 152 4.11.2. Perhitungan Tiang Pancang dan Pile Cap... 155 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1... K esimpulan... 164 5.2... S aran... 165 DAFTAR PUSTAKA.166 61
LAMPIRAN 167 62
DAFTAR NOTASI A b = luas penampang ujung tiang (cm²); luas penampang tiang (cm 2 ) A g = luas bruto penampang (mm²) A s = luas tulangan tarik (mm²); luas selimut tiang (cm 2 ) A sh = luas penampang inti beton, di ukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainnya. A p = luas penampang tiang (cm 2 ) A v = luas tulangan sengkang ikat dalam daerah sejarak s (mm 2 ) A s = luas tulangan tekan (mm²) b = lebar penampang balok (mm) b w C a C d CP = lebar badan atau diameter penampang lingkaran (mm) = koefisien akselerasi = faktor pembesaran defleksi = Collapse Pervention C s = koefisien respons seismik; kohesi undrained (ton/m 2 ) C t C u C v D DF DL D t D 1 d = koefisien rangka beton pemikiul momen = koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung = koefisien respon gempa vertikal = diameter tiang (cm) = faktor distribusi momen di bagian atas dan bawah kolom yang didisain = dead load (beban mati) = displacement total = displacement pertama = tinggi efektif pelat; jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm); diameter tiang (cm) E E c E g E h E s = pengaruh beban gempa = modulus elastisitas beton (MPa) = Efisiensi kelompok tiang = pengaruh beban gempa horisontal = modulus elastisitas tulangan (MPa) 63
E v F F a = pengaruh beban gempa vertikal = gaya lateral ekivalen = koefisien situs untuk perioda pendek (pada perioda 0,2 detik) Fs = faktor keamanan = 2,5 F sc = local friction (kg/cm 2 ) F v = koefisien situs untuk perioda panjang (pada perioda 1 detik) f s = tahanan selimut sepanjang tiang (kg/cm 2 ) f y = tegangan leleh profil baja (MPa) f c = kuat tekan karakteristik beton (MPa) H = tebal lapisan tanah (m) h c h n h x I IO J k k c LL LS l n l o MCE R M n M nb M pr M u M x M y = lebar penampang inti beton (yang terkekang) (mm) = ketinggian struktur (m) = spasi horisontal maksimum untuk kaki sengkang tertutup atau sengkang ikat pada muka kolom = faktor keutamaaan struktur = Immediate Occupancy = koefisien lengan momen = faktor panjang efektif = faktor tahanan ujung = live load (beban hidup) = Life Safety = panjang sisi terpanjang = panjang minimum = spektrum respons gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget = kuat momen nominal pada penampang (kn-m) = 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) 64
m n n n x n y = jumlah lapisan tanah yang ada di atas tanah dasar; jumlah tiang dalam 1 kolom = jumlah lantai gedung = jumlah tingkat gedung; jumlah tiang dalam 1 baris; banyaknya tiang pancang = banyaknya tiang dalam satu baris arah y = banyaknya tiang dalam satu baris arah x p = keliling tiang (cm) P ijin = P all = daya dukung vertikal yang diijinkan untuk sebuah tiang tunggal (ton) P maks P n P tiang P u Q all Q E Q p Q s Q ult = beban maksimum yang diterima 1 tiang (ton) = kuat nominal penampang yang mengalami tekan (N) = daya dukung tiang pancang (ton) = kuat beban aksial terfaktor pada eksentrisitas tertentu (N) = nilai daya dukung tanah (ton) = pengaruh gaya seismik horisontal dari V = tahanan ujung selimut tiang (kg) = tahanan geser selimut tiang (kg) = daya dukung pondasi tiang pancang (ton) q c = tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm 2 ) q cb q cu = conus resistence rata-rata 1,5D di bawah ujung tiang (N/ mm²) = conus resistence rata-rata 1,5D di atas ujung tiang (N/ mm²) R R x R y S a S DS S D1 S MS S M1 S s = faktor reduksi gempa; ragius girrasi = reultan gaya arah x = resultan gaya arah y = 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 s x = spasi longitudinal tulangan transvesal dalam panjang l 0 S 1 = percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik s = jarak antar tiang (cm) T a = perioda getar fundamental struktur 65
T eff t i V = waktu getar gedung efektif (dt) = tebal lapisan tanah ke i = gaya lateral (kg) V t V e V n V s V sway V u V x V y W W t x y = beban gempa dasar nominal = gaya geser rencana = 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 = gaya geser terfaktor penampang (N) = beban gempa arah x = beban gempa arah y = berat lantai = berat total struktur = absis tiang ke pusat koordinat penampang (m) = ordinat tiang ke pusat koordinat penampang (m) α (alpha) = faktor adhesi antara tanah dan tiang B eff 1 c = indeks kepercayaan efektif = 0,85 untuk f c < 30 Mpa = sisi panjang kolom / sisi pendek kolom e (delta e) = deformasi elastis p δ m xe δ y ρ (rho) ρ b ρ g = deformasi plastis = simpangan maksimum = defleksi pada lokasi yang disyaratkn dan ditentukan seuai dengan analisis elastis = pelelehan pertama = rasio tulangan, faktor redundasi untuk desin seismik = 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) = tegangan geser pons pada pile cap (kg/cm 2 ) 66
Ø (phi) Ψ (psi) ƩM c ƩM g ΣP v Σx² Σy² l = faktor reduksi lentur = angka kelangsingan = koefisien pengali dari percepatan puncak muka tanah (termasuk faktor keutamaannya) untuk mendapatkan faktor respons gempa vertikal, bergantung pada Wilayah Gempa. = jumlah Mn kolom yang bertemu di joint balok kolom. = jumlah Mn balok yang bertermu di joint balok kolom. = jumlah beban vertikal (ton) = jumah kuadrat jarak arah x (ordinat-ordinat) tiang (m) = jumah kuadrat jarak arah y (absis-absis) tiang (m) = interval lapisan (m) 67
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 Diagram Alur Program Etabs 9.6.0... 57 Gambar 4.1 Tampak 3D Model Struktur... 58 Gambar 4.2 Peta Koordinat Lokasi... 62 Gambar 4.3 Grafik Respon Spektrum... 63 Gambar 4.4 Grafik Respons Spektrum di Etabs 9.6... 63 Gambar 4.5 Potongan Penampang Pelat Lantai Tumpuan X... 75 Gambar 4.6 Potongan Penampang Pelat Lantai Tumpuan Y... 79 Gambar 4.7 Denah Penulangan Pelat S1... 81 Gambar 4.8 Denah Penulangan Pelat S2... 90 Gambar 4.9 Tangga Tipe 1... 96 Gambar 4.10 Dimensi Anak Tangga... 98 68
Gambar 4.11 Tangga Tipe 2... 99 Gambar 4.12 Dimensi Anak Tangga... 101 Gambar 4.13 Permodelan Struktur Tangga... 102 Gambar 4.14 Momen Maximum Tangga... 103 Gambar 4.15 Tulangan Tangga dan Bordes... 110 Gambar 4.16 Sket Gaya Lintang... 115 Gambar 4.17 Detail Penulangan Balok Anak Setiap Tipe... 120 Gambar 4.18 Sket Gaya Lintang... 125 Gambar 4.19 Sket Gaya Lintang... 130 Gambar 4.20 Detail Penulangan Balok Setiap Tipe... 132 Gambar 4.21 Denah Kolom yang Ditinjau... 134 Gambar 4.22 Grafik Interaksi Kolom... 137 Gambar 4.23 Diagram Interaksi Kuat Rencana Kolom... 141 Gambar 4.24 Penulangan Kolom Setiap Tipe... 143 Gambar 4.25 Penulangan Sloof 25 x 50... 147 Gambar 4.26 Penulangan Sloof 30 x 60... 150 Gambar 4.27 Pile Cap As 5I... 156 Gambar 4.28 Grafik Brom untuk Ultimate Lateral Resistance (Das, 2004)... 160 Gambar 4.29 Grafik P M untuk Tiang Pancang D = 45 cm... 161 69
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Daftar Berat Bahan Bangunan... 12 Tabel 2.2 Daftar Beban Hidup pada Lantai Ruangan Gedung... 13 Tabel 2.3 Reduksi Kekuatan... 19 Tabel 2.4 Kategori Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk Beban Gempa 20 Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa... 22 Tabel 2.6 Faktor R, Ω 0 dan C d untuk Sistem Penahan Gaya Gempa... 27 Tabel 2.7 Klasifikasi Situs... 30 Tabel 2.8 Koefisien Situs, F a... 32 Tabel 2.9 Koefisien Situs, F v... 32 Tabel 2.10 Kategori Desain Seismik Respons Percepatan Periode Pendek... 35 Tabel 2.11 Kategori Desain Seismik Respons Percepatan Periode 1 Detik... 35 Tabel 2.12 Koefisien Pembatas Periode Getar Struktur... 36 Tabel 2.13 Skin Friction Berdasarkan Jenis Tanah dan Tipe Tiang... 49 Tabel 4.1 Nilai Hasil Tes Penetrasi Standar Rata-Rata ( )... 61 Tabel 4.2 Koefisien Untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung... 64 Tabel 4.3 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x... 64 Tabel 4.4 Faktor Keutamaan Gempa... 65 Tabel 4.5 Kontrol Kinerja batas Layan Arah X dan Y... 67 Tabel 4.6 Kontrol Kinerja batas Ultimate Arah X dan Y... 68 Tabel 4.7 Hasil dari Modal Partisipasi Massa Rasio... 69 Tabel 4.8 Berat Lantai... 70 Tabel 4.9 Penulangan Pelat Tiap Lantai... 94 Tabel 4.10 Penulangan Balok Setiap Tipe... 131 Tabel 4.11 Penulangan Kolom Setiap Tipe... 141 Tabel 4.12 Spesifikasi Tiang Pancang dari Wika Beton... 151 Tabel 4.13 Perhitungan Jumlah Kumulatif Skin Friction... 154 70