PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA GEDUNG …eprints.undip.ac.id/34188/3/1671_preliminary.pdf ·...

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR

PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA

GEDUNG PERKANTORAN 5 LANTAI

DI SEMARANG

Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Tingkat Sarjana Strata I ( S1 ) pada Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang

Disusun oleh :

Arif Kurniawan NIM : L2A 001 025

Didit Ari S. NIM : L2A 001 039

Semarang, Agustus 2006

Mengesahkan,

Dosen Pembimbing I

Ir. Udiyanto NIP. 130 444 354

Menyetujui,

Dosen Pembimbing II

Ir. R. Arwanto NIP. 132 046 699

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Ir. Bambang Pudjianto, MS NIP. 131 459 442

This document‐ is Undip Institutional Repository Collection. The author(s) or copyright owner(s) agree that UNDIP‐IR may, without changing the content, translate the submission to any medium or format for the purpose of preservation. The author(s) or copyright owner(s) also agree that UNDIP‐IR may keep more than one copy of this submission for purpose of security, back‐up and preservation:

( http://eprints.undip.ac.id )

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas segala nikmat, rahmat, hidayah

dan inayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan

judul “Perencanaan Struktur Komposit Pada Gedung Perkantoran 5 Lantai di

Semarang “.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus ditempuh

dalam menyelesaikan Pendidikan Tingkat Sarjana ( Strata 1 ) Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang.

Dalam kesempatan ini kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam

penyelesaian Tugas Akhir ini, terutama kepada:

1. Ir. Bambang Pudjianto, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Diponegoro.

2. Ir. Arif Hidayat, CES., MT. selaku Ketua Bidang Pendidikan Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

3. Ir. Udiyanto, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan

mengarahkan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.

4. Ir. R. Arwanto, selaku Dosen Pembimbing II yang membimbing dan

mengarahkan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini..

5. Ir. Wahyudi Kushardoko, MT selaku Dosen Wali.

6. Ir. Hari Budieny, MT., selaku Dosen Wali.

7. Ibu dan Bapakku tercinta dan segenap keluarga, serta teman-teman yang

telah banyak memberikan dorongan, motivasi dan doa.

8. Seluruh Staf Pengajaran Jurusan Sipil Universitas Diponegoro Semarang.

9. kawan-kawan angkatan 2001 dan semua pihak yang telah memberikan

bantuan kepada penyusun baik secara moril maupun materiil dalam

penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

Kami menyadari sepenuhnya bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh

dari kesempurnaan, oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang

bersifat membangun dari para pembaca sekalian.



Akhirnya kami berharap, semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat bagi kami khususnya dan para pembaca pada umumnya.

Semarang, Agustus 2006

Penyusun



viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Tinjauan Umum ............................................................................. I-1

1.2. Lokasi Proyek ................................................................................ I-1

1.3. Latar Belakang Proyek. ................................................................... I-1

1.4. Maksud Dan Tujuan ....................................................................... I-2

1.5. Pembatasan Masalah ...................................................................... I-2

1.6. Sistematika Penyusunan Laporan Tugas Akhir ............................ I-2

BAB II STUDI LITERATUR

2.1. Tinjauan Umum .............................................................................. II-4

2.2. Konsep Pemilihan Jenis Struktur ................................................... II-4

2.2.1. Elemen – Elemen Struktur Utama ................................................. II-7

2.2.2. Material / Bahan Struktur ............................................................... II-7

2.3. Konsep Desain / Perencanaaan Struktur ........................................ II-9

2.3.1. Desain Terhadap Beban Lateral (Gempa) ....................................... II-9

2.3.2. Denah Dan Konfigurasi Bangunan ................................................ II-11

2.3.3. Pemilihan Material ......................................................................... II-11

2.3.4. Konsep Pembebanan ...................................................................... II-12

2.3.5. Faktor Reduksi Kekuatan ............................................................... II-19

2.4. Perencanaan Struktur Atas ( Upper Structure ) ............................. II-20

2.4.1. Perencanaan Pelat ........................................................................... II-20

2.4.2. Penulangan Balok ........................................................................... II-23

2.4.3. Perencanaan Kolom........................ ................................................ II-36



viii

2.4.4. Perencanaan Tangga ....................................................................... II-41

2.4.5. Perencanaan Lift.............................................................................. II-42

2.5. Perencanaan Struktur Bawah ( Sub Structure ) .............................. II-42

2.5.1. Penentuan Parameter Tanah ........................................................... II-43

2.5.2. Analisis Daya Dukung Tanah. ........................................................ II-43

2.5.3. Pondasi Tiang Pancang....................................................... ............ II-44

2.5.4. Dasar Perhitungan Dan Pedoman Perencanaan .............................. II-52

BAB III METODOLOGI

3.1. Tinjauan Umum ............................................................................. III-53

3.1.1. Data Primer .................................................................................... III-53

3.1.2. Data Sekunder ................................................................................ III-54

3.2. Analisis Dan Perhitungan ............................................................... III-56

3.3. Penyajian Laporan Dan Format Penggambaran ............................. III-56

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1. Perhitungan Pelat ........................................................................... IV-57

4.1.1. Tinjauan Umum ............................................................................. IV-57

4.1.2. Penentuan Tebal Pelat ..................................................................... IV-57

4.1.3. Beban Yang bekerja Pada Pelat Lantai .......................................... IV-59

4.1.4. Perhitungan Penulangan Pelat ......................................................... IV-60

4.1.5. Perhitungan Tulangan ..................................................................... IV-64

4.2. Perhitungan Balok Anak ................................................................ IV-68

4.2.1. Tinjauan Umum .............................................................................. IV-68

4.2.2. Distribusi Beban Pelat Lantai ......................................................... IV-68

4.2.3. Perencanaan balok Anak ................................................................ IV-70

4.3. Perhitungan Tangga ........................................................................ IV-92

4.3.1. Tinjauan Umum ............................................................................. IV-92

4.3.2. Perencanaan Dimensi ...................................................................... IV-92

4.3.3. Perhitungan Struktur Tangga .......................................................... IV-95

4.4. Perhitungan Lift .............................................................................. IV-108

4.4.1. Tinjauan Umum .............................................................................. IV-108



viii

4.4.2. Kapasitas Lift .................................................................................. IV-108

4.4.3. Perencanaan Konstruksi .................................................................. IV-108

4.4.4. Perencanaan Pelat Lantai ................................................................ IV-110

4.4.5. Perencanaan Balok anak ................................................................ IV-113

4.4.6. Perencanaan Balok Penggantung Lift ............................................ IV-116

4.5. Perhitungan Gempa ......................................................................... IV-121

4.5.1. Tinjauan Umum .............................................................................. IV-121

4.5.2. Faktor Keutamaan Struktur ............................................................. IV-122

4.5.3. Faktor Jenis Struktur ....................................................................... IV-122

4.5.4. Faktor Respon Gempa .................................................................... IV-122

4.5.5. Faktor Wilayah Gempa .................................................................. IV-123

4.5.6. Penentuan Jenis Tanah ................................................................... IV-123

4.5.7. Perhitungan Berat Total Bangunan ............................................... IV-124

4.5.8. Periode Getar Bangunan ............................................................... IV-127

4.5.9. Koefisien Respon Gempa .............................................................. IV-127

4.5.10. Gaya Horisontal Akibat Gempa .................................................... IV-128

4.5.11. Distribusi Gaya Geser Horisontal Akibat Gempa Pada Gedung .. IV-128

4.5.12. Pemeriksaan Periode Getar Struktur ............................................. IV-130

4.5.13. Distribusi Akhir Gaya Gempa ....................................................... IV-133

4.6. Perhitungan Portal ........................................................................... IV-134

4.6.1. Tinjauan Umum .............................................................................. IV-134

4.6.2. Estimasi Beban Grafitasi ................................................................. IV-134

4.6.3. Portal Beban Mati ........................................................................... IV-135

4.6.4. Portal Beban Hidup ......................................................................... IV-135

4.6.5. Portal Akibat Goyangan ................................................................. IV-138

4.6.6. Langkah Perhitungan Dengan Cross ............................................... IV-141

4.7. Perhitungan Struktur Balok Induk .................................................. IV-150

4.7.1. Tinjauan Umum .............................................................................. IV-150

4.8. Perhitungan Struktur Kolom ........................................................... IV-162

4.8.1 Perhitungan Profil ........................................................................... IV-162

4.8.2 Perhitungan Kapasitas Penampang ................................................. IV-163



viii

4.8.3 Kontrol Beban Dan Momen Yang Bekerja Pada Penampang Kolom

......................................................................................................... IV-176

4.9. Sambungan ...................................................................................... IV-181

4.9.1 Perencanaan Sambungan Antar Balok anak .................................. IV-181

4.9.2 Perencanaan Sambungan Balok Dengan Kolom ............................. IV-184

4.9.3 Analisa Joint ................................................................................... IV-190

4.9.4 Sambungan Kolom Ke Base Plat .................................................... IV-195

4.10. Perhitungan struktur Pondasi .......................................................... IV-199

4.10.1 Tinjauan Umum .............................................................................. IV-199

4.10.2. Kontrol Daya Dukung ..................................................................... IV-199

4.10.3. Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal ..................................... IV-199

4.10.4. Penentuan Jumlah Tiang ................................................................ IV-201

4.10.5. Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang .......................................... IV-202

4.10.6. Perhitungan Beban Maxsimum Untuk Kelompok Tiang Yang Menerima

Beban Eksentris ............................................................................... IV-203

4.10.7.Kontrol terhadap Tegangan Geser Pons ........................................... IV-204

4.10.8. Penulangan Pile Cup ....................................................................... IV-206

4.10.9. Kontrol Daya Dukung Horisontal Akibat Tekanan Tanah ............. IV-208

4.10.10.Kontrol Penurunan Tiang ............................................................... IV-210

4.10.11. Penulangan Tiang Pancang ........................................................... IV-210

4.10.12. Perhitungan Pondasi Tangga ......................................................... IV-218

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .................................................................................... VII-222

5.2 Saran ............................................................................................... VII-223

LAMPIRAN - LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA



DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Respon Spektrum Gempa Rencana ....................................... II-16

Gambar 2.2 Dimensi Bidang Pelat ............................................................ II-21

Gambar 2.3 Lebar Efektif Flens beton Pada Konstruksi Komposit.......... II-23

Gambar 2.4 Penampang Konstruksi Komposit Tanpa Pelat Penutup ....... II-24

Gambar 2.5 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Joint ..................................... II-31

Gambar 2.6 Analogi Antara Lentur Dan Puntir ....................................... II-34

Gambar 2.7 Diagram Interaksi P-M ......................................................... II-38

Gambar 2.8 Diagram Iteraksi Pn-e ........................................................... II-39

Gambar 2.9 Model Struktur Tangga ......................................................... II-40

Gambar 2.10 Pendimensian Struktur Tangga ............................................ II-41

Gambar 2.11 Diagram Tekanan Tanah Pasif ............................................. II-41

Gambar 2.12 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 2 Titik .................... II-49

Gambar 2.13 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 1 Titik .................... II-50

Gambar 4.1 Denah Pelat Lantai ................................................................ IV-57

Gambar 4.2 Denah Penulangan Pelat Lantai............................................. IV-66

Gambar 4.3 Denah Balok Anak Pada Lantai 2 s/d 4................................. IV-70

Gambar 4.4 Pemodelan Pembebanan Balok Anak Pada Pelat Lantai ..... IV-70

Gambar 4.5 Penampang Komposit Balok Anak ...................................... IV-76

Gambar 4.6 Penampang Komposit Pada Momen Negatif ........................ IV-78

Gambar 4.7 Analogi Lentur Dan Puntir .................................................... IV-80

Gambar 4.8 Kondisi Balok Anak BA4 ..................................................... IV-81

Gambar 4.9 Model Tangga Tipe K ........................................................... IV-92

Gambar 4.10 Detail Tangga ....................................................................... IV-94

Gambar 4.11 Model Portal Struktur Tangga .............................................. IV-96

Gambar 4.12 Free Body portal Tangga ....................................................... IV-97

Gambar 4.13 Potongan Lift 1-3 ................................................................... IV-110

Gambar 4.14 Denah Pelat Lantai ruang Mesin Lift 1-3 ............................. IV-111

Gambar 4.15 Penulangan Balok Anak Pelat Lantai ruang Mesin ............. IV-116



Gambar 4.16 Balok Penggantung Lift ........................................................ IV-116

Gambar 4.17 Penulangan Balok Penggantung Lift .................................... IV-120

Gambar 4.18 Portal Arah sumbu X / As F .................................................. IV-121

Gambar 4.19 Portal Arah Sumbu Y / As 3 ................................................ IV-122

Gambar 4.20 Spektrum Respon Gempa Zona 4......................................... IV-123

Gambar 4.21 Distribusi Gaya Gempa Pada Portal Arah Sumbu X............ IV-129

Gambar 4.22 Distribusi Gaya Gempa Pada Portal Arah Sumbu Y............ IV-130

Gambar 4.23 Penampang Komposit .......................................................... IV-142

Gambar 4.24 Penampang Komposit Pada Balok Induk ............................. IV-151

Gambar 4.25 Penampang Komposit Pada Momen Negatif ....................... IV-153

Gambar 4.26 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ............................... IV-163



Gambar 4.29 Diagram Interaksi Pn-Mnx .................................................. IV-169




Gambar 4.33 Diagram Interaksi Pn-Mny ................................................... IV-176

Gambar 4.34 Diagram Interaksi Pn-ey....................................................... IV-179

Gambar 4.35 Diagram Interaksi Pn-ex....................................................... IV-180

Gambar 4.36 Sambungan Las BA2 dengan BA3....................................... IV-181

Gambar 4.37 Sambungan Balok IWF 350.350 Yang Saling Bertemu ...... IV-183

Gambar 4.38 Sambungan Balok ke kolom ( Sayap Balok ke Sayap) ........ IV-185

Gambar 4.39 Sambungan Balok Ke Kolom(Sayap Balok ke Badan) ........ IV-187

Gambar 4.40 Gaya-gaya Yang bekerja Pada Joint .................................... IV-190

Gambar 4.41 Rencana Joint ....................................................................... IV-190

Gambar 4.42 Rencana Base Plat ................................................................ IV-195

Gambar 4.43 Base Plat .............................................................................. IV-198

Gambar 4.44 Tipe Poer ( Pile cup) ............................................................ IV-202

Gambar 4.45 Penulangan Pile cup ............................................................ IV-207

Gambar 4.46 Diagram Tekanan Tanah Pasif ............................................. IV-208

Gambar 4.47 Penurunan Pondasi ............................................................... IV-210



Gambar 4.48 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 2 Titik ..................... IV-213

Gambar 4.49 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 1 Titik ..................... IV-213

Gambar 4.50 Penulangan Tiang Pancang .................................................. IV-217

Gambar 4.51 Pondasi Tangga .................................................................... IV-218

Gambar 4.48 Tekanan Vertikal Pada Pondasi Tangga ............................... IV-219

Gambar 4.49 Diagram Tegangan Kontak pada Pondasi Tangga ............... IV-220



x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Beban Mati Pada Struktur ......................................................... I-12

Tabel 2.2 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan ....................................... I-13

Tabel 2.3 Definisi Jenis Tanah .................................................................. II-15

Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Struktur ....................................................... II-15

Tabel 2.5 Faktor Wilayah Gempa ............................................................. II-15

Tabel 2.6 Reduksi Kekuatan…. ................................................................ II-20

Tabel 4.1 Tipe Dan Ukuran Pelat .............................................................. IV-57

Tabel 4.2 Tipe Dan Ukuran Tebal Pelat.................................................... IV-58

Tabel 4.3 Fungsi Dan Besar beban Hidup ................................................ IV-59

Tabel 4.4 Momen Pelat Lantai 2,3,4 Tiap Tipe ........................................ IV-63

Tabel 4.5 Momen Pelat lantai 5 Tiap Tipe ................................................ IV-64

Tabel 4.6 Momen Pelat Atap………......… .............................................. IV-64

Tabel 4.7 Penulangan Pelat Lantai ............................................................ IV-67

Tabel 4.8 Koefisien Momen ...................................................................... IV-72

Tabel 4.9 Koefisien Gaya Geser…….… .................................................. IV-73

Tabel 4.10 Sifat-sifat Penampang Pada Momen Negatif .......................... IV-78

Tabel 4.11 Perhitungan penghubung Geser Balok Anak ......................... IV-86

Tabel 4.12 Pemilihan Profil Balok Anak ................................................. IV-87

Tabel 4.13 Analisa penampang Komposit Balok Anak ........................... IV-88

Tabel 4.14 Pemeriksaan Tegangan Balok Anak Pada Momen Positif...... IV-89

Tabel 4.15 Pemeriksaan Tegangan Balok Anak Pada Momen Negatif .... IV-90

Tabel 4.16 Pemeriksaan lendutan Balok .................................................. IV-91

Tabel 4.17 Distribusi Momen Dengan Cara Cross .................................... IV-97

Tabel 4.18 Perhitungan Kuat Geser Niralir Rata-rata....………….… ....... IV-124

Tabel 4.19 Distribusi Gaya Gempa Disepanjang Tinggi Bangunan Pada Portal

Arah sumbu X dan Sumbu Y ................................................... IV-129

Tabel 4.20 Simpangan Pada portal Akibat Gaya Horisontal ..................... IV-132

Tabel 4.21 Periode Getar Struktur Dengan Rumus Rayleigh .................... IV-132

Tabel 4.22 Gaya Terbesar dari Perhitungan Cross ..................................... IV-145



x

Tabel 4.23 Sifst-sifat Penampang Pada Momen Negatif ........................... IV-154

Tabel 4.24 Pemilihan Profil Balok Induk .................................................. IV-160

Tabel 4.25 Perhitungan Tegangan Pada Momen Positif ............................ IV-160

Tabel 4.26 Perhitungan Tegangan Pada Momen Negatif .......................... IV-160

Tabel 4.27 Analisa Penampang Komposit ................................................. IV-161

Tabel 4.28 Perhitungan Lendutan Pada Balok Induk ................................ IV-161

Tabel 4.29 Perhitungan Jumlah Penghubung Geser .................................. IV-161

Tabel 4.30 Harga Pn-Mnx ......................................................................... IV-169

Tabel 4.31 Harga Pn – Mny ..................................................................... IV-175

Tabel 4.32 Harga Pn – ey……………….…… ......................................... IV-179

Tabel 4.33 Harga Pn – ex .…… ................................................................ IV-180

Tabel 4.34 Perhitungan Daya Dukung Tanah (Data Sondir)............... ..... IV-200

Tabel 4.35 Momen Vertikal....................................................... ............... IV-219



PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA GEDUNG …eprints.undip.ac.id/34188/3/1671_preliminary.pdf ·...

Documents

Transcript of PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA GEDUNG …eprints.undip.ac.id/34188/3/1671_preliminary.pdf ·...