STUDI ANALISIS STRUKTUR RUMAH TINGGAL SEDERHANA …eprints.umm.ac.id/42793/1/PENDAHULUAN.pdf ·...

STUDI ANALISIS STRUKTUR RUMAH TINGGAL

SEDERHANA 2 LANTAI TAHAN GEMPA

MENGGUNAKAN BAJA CANAI DINGIN

(COLD-FORMED STEEL)

Skripsi :

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

ASHARI ERIA FILATELI

201410340311126

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

i

STUDI ANALISIS STRUKTUR RUMAH TINGGAL

SEDERHANA 2 LANTAI TAHAN GEMPA

MENGGUNAKAN BAJA CANAI DINGIN

(COLD-FORMED STEEL)

Skripsi :

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

ASHARI ERIA FILATELI

201410340311126

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

iv

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Bismillahirahmanirrahim. Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur penulis

panjatkan kehadiran Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya, penulisan

tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam selalu

tercurahkan kepada Rasulullah SAW, keluarga, para sahabat dan pengikut beliau

hingga akhir zaman.

Laporan tugas akhir yang berjudul “ STUDI ANALISIS STRUKTUR

RUMAH TINGGAL SEDERHANA 2 LANTAI TAHAN GEMPA

MENGGUNAKAN BAJA CANAI DINGIN (COLD-FORMED STEEL)” ini

diajukan untuk memenuhi persyaratan pendidikan Sarjana Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulis menyadari dalam proses penulisan laporan tugas akhir ini banyak

kekurangan yang menyertai penulis hingga akhirnya laporan ini terselesaikan.

Meskipun banyak sekali kendala, tetapi banyak pihak-pihak yang sangat membantu

atas terselesainya laporan ini. Maka dari itu pada kesempatan ini, penulis

menyampaikan terimakasih yang sebesar- besarnya kepada:

1. Orang tua saya Ibu Supeni dan Bapak Sri Buwono, serta Kakak-kakakku

tercinta yang telah mendukung penuh perkuliahan maupun kesibukan saya

selama proses kuliah berlangsung.

2. Jajaran Rektorat Universitas Muhammadiyah Malang

3. Jajaran Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

4. Ibu Ir. Rofikatul Karimah MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Malang yang banyak memberikan

kemudahan kebijakan baik itu dalam aspek perkuliahan maupun perlombaan.

5. Bapak Ir. Erwin Rommel MT., selaku Dosen Pembimbing I yang sangat lapang

dada dalam menyampaikan keilmuannya sehingga saya bisa sampai pada tahap

ini dan seterusnya berkat ilmu yang beliau ajarkan.

6. Bapak Dr. Abdul Samad ST., MT,. selaku Dosen Pembimbing II dan Dosen

Pembimbing lomba KBGI 2017 yang begitu ramah kepada anak didiknya.

v

7. Seluruh Dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Malang yang tidak bisa saya sebut satu-satu dikarenakan kesemuanya

membawa efek positif dalam perkembangan karir saya.

8. Seluruh Karyawan Universitas Muhammadiyah Malang baik itu Staf, Partime,

Laboran dan lainnya khususnya Karyawan Teknik Sipil UMM.

9. Laboratorium MATC tercinta serta staf, partime dan rekan asisten yang

memberikan suasana kekeluargaan selama saya menjadi bagian dari keluarga

Lab. MATC UMM.

10. LSO Surya Team Fakultas Teknik UMM yang telah berjuang bersama dalam

memperjuangkan prestasi non akademik untuk mengharumkan nama UMM.

11. Laboratorium Teknik Sipil UMM serta para asisten dan partime yang bekerja

keras untuk memajukan Teknik Sipil UMM.

12. Untuk Keluarga dan Sahabat tercinta Kos Mulyodadi Jetak Lor : Haidar

Khoirul Amin, Firmansyah Ramadhan, Ivan Hendri, dan Mas Syamsu yang

berbagi suka duka bersama selama tinggal bersama.

13. Untuk Orang Tercinta Nurizza Rahmania Putri dan Sahabat Seperjuangan Irfan

Anshori dan Pramesta Armanisag yang selalu mendukung penuh dan memberi

semangat kepada saya selama proses karir saya.

14. Keluarga Sipil C UMM yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang begitu

hangat nuansa kekeluargaannya.

15. Senior dan Alumni Lab.MATC, Surya Team, maupun Jurusan Teknik Sipil itu

sendiri yang banyak memberikan masukan kepada saya.

16. Keluarga Sipil A UMM yang bisa menerima saya dengan lapang dan

menyenangkan ketika saya harus pindah kelas karena pekerjaan.

17. Teman-teman Teknik Sipil UMM dan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah serta teman dari lintas fakultas dan jurusan yang telah berjuang

bersama-sama menuntut ilmu di UMM.

Dengan segala kerendahan hati penulis mohon maaf sebesar-besarnya bila

tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis membuka diri

untuk segala saran dan kritik yang bersifat membangun guna kesempurnaan dari

vi

karya tulis akhir ini. Semoga karya tulis akhir ini dapat memberikan manfaat bagi

penulis, pembaca, dan menjadi sumbangan yang berarti bagi perkembangan ilmu

pengetahuan kedepan.

Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Malang, 7 September 2018

Penulis

ix

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI..................................................................................................i

DAFTAR TABEL ........................................................................................iv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................vii

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................ix

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 4

1.3 Maksud Dan Tujuan .......................................................................... 4

1.4 Metode Penulisan...............................................................................4

1.5 Manfaat Penulisan ............................................................................. 5

1.6 Batasan Penulisan ............................................................................. 5

BAB II DASAR TEORI ............................................................................. 6

2.1 Dasar Teori Perancangan................................................................... 4

2.1.1 Gempa Bumi..........................................................................4

2.1.2 Penggunaan Peraturan Standart Nasional Indonesia.............. 7

2.1.3 Konsep dan Filosofi Perencanaan Bangunan Tahan Gempa. 7

2.1.4 Sistem Rangka Pemikul Momen........................................... 10

2.1.5 Konsep Bangunan Ramah Lingkungan................................. 11

2.1.6 Struktur Baja Canai Dingin................................................... 12

2.1.7 Konsep Bangunan dengan Material Baja Canai Dingin........ 13

2.1.8 Batasan Dimensi.................................................................... 15

2.1.9 Kriteria Pembebanan.............................................................. 16

2.1.10 Analisa Gempa....................................................................... 19

2.2 Aspek-Aspek Yang Diterapkan Pada Bangunan............................... 46

2.2.1 Material.................................................................................. 46

2.2.2 Alat Sambung.........................................................................49

x

2.2.3 Jenis Beban.............................................................................51

2.2.4 Peraturan Yang Digunakan.................................................... 52

BAB III METODE PEMBAHASAN ........................................................ 54

3.1 Metodologi Pembahasan.................................................................... 54

3.2 Diagram Alir Perencanaan Secara Umum......................................... 55

3.3 Modelisasi Struktur Sebenarnya........................................................ 56

3.4 Analisa Struktur................................................................................. 57

3.4.1 Analisa Perhitungan Kuda-kuda............................................ 57

3.4.2 Analisa Penampang Kuda-Kuda............................................ 62

3.4.3 Analisa Perhitungan Portal.................................................... 66

3.4.4 Analisa Penampang Balok..................................................... 85

3.4.5 Analisa Penampang Kolom................................................... 88

3.4.6 Pemeriksaan Hubungan Balok-Kolom.................................. 91

3.4.7 Analisa Sambungan Bangunan Sebenarnya...........................93

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN................................................ 102

4.1 Modelisasi Model Struktur................................................................ 102

4.2 Analisa Struktur................................................................................. 103

4.2.1 Analisa Perhitungan Kuda-kuda.............................................. 103

4.2.2 Analisa Penampang Kuda-Kuda.............................................. 108

4.2.3 Analisa Perhitungan Portal dengan Sistem Frame................... 113

4.2.4 Analisa Penampang Balok....................................................... 114

4.2.5 Analisa Penampang Kolom......................................................119

4.2.6 Pemeriksaan Hubungan Balok-Kolom.................................... 121

4.2.7 Analisa Sambungan Bangunan Model..................................... 122

4.3 Sambungan Kolom dan Lantai Dasar.................................................123

4.4 Sambungan Kolom dengan Balok......................................................125

4.5 Sambungan Balok Dengan Balok...................................................... 128

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN....................................................... 144

xi

5.1 Kesimpulan........................................................................................ 144

5.1 Saran.................................................................................................. 145

DAFTAR PUSTAKA................................................................................... 146

LAMPIRAN I

LAMPIRAN II

LAMPIRAN III

LAMPIRAN IV

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung

untuk Beban Gempa...................................................................... 20

Tabel 2.2 Faktor Keutamaan Gempa............................................................. 22

Tabel 2.3 Faktor Keutamaan Gempa (SNI Tabel 2)...................................... 23

Tabel 2.4 Klasifikasi Situs (SNI Tabel 3)...................................................... 25

Tabel 2.5 Koefisien Situs Fa (SNI Tabel 4)................................................... 26

Tabel 2.6 Koefisien Situs Fv (SNI Tabel 5).................................................. 26

Tabel 2.7 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons

Percepatan pada Perioda Pendek.................................................. 27

Tabel 2.8 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons

Percepatan pada Perioda 1 detik.................................................... 28

Tabel 2.9 Koefisien untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung............ 30

Tabel 2.10 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x............................. 30

Tabel 2.11 Nilai Koefisien Waktu Getar Perkiraan Ct Dan x

(SNI-1726-2012 Tabel 15).......................................................... 32

Tabel 2.12 Faktor R, Cd, dan Ωo untuk sistem penahan gaya gempa........... 33

Tabel 2.13 Ketidakberaturan Vertikal pada Struktur..................................... 36

Tabel 2.14 Ketidakberaturan Vertikal pada Horisontal................................. 37

Tabel 2.15 Pesyaratan Masing-masing Tingkat yang Menahan lebih

dari 35 Persen Gaya Geser Dasar................................................ 38

Tabel 2.16 Prosedur Analisis yang boleh digunakan A................................. 39

Tabel 2.17 Prosedur Analisis yang boleh digunakan B................................. 41

Tabel 3.1 Panjang dan Berat Elemen Kuda-kuda.......................................... 58

Tabel 3.2 Berat Komponen Beban Mati........................................................ 58

Tabel 3.3 Berat Kuda-Kuda Yang Dilimpahkan Ke Setiap Buhul................ 59

Tabel 3.4 Rekapitulasi Beban Hidup dan Beban Mati................................... 60

xiii

Tabel 3.5 Rekapitulasi Reaksi Kuda-kuda..................................................... 61

Tabel 3.6 Hasil Pemeriksaan Tegangan Pada Batang Tekan......................... 64

Tabel 3.7 Hasil Pemeriksaan Tegangan Pada Batang Tarik.......................... 66

Tabel 3.8 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung................... 68

Tabel 3.8 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung (Lanjutan). 69

Tabel 3.10 Faktor Keutamaan Bangunan.......................................................69

Tabel 3.11 Rekapitulasi Berat lantai 1 (W1)................................................. 70

Tabel 3.12 Rekapitulasi Berat lantai 2 (W2)................................................. 70

Tabel 3.13 Berat Atap (W atap)..................................................................... 71

Tabel 3.14 Klasifikasi Situs........................................................................... 71

Tabel 3.15 Hasil Desain Spektrum Dan Parameter Percepatan Gempa.........73

Tabel 3.16 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons

Percepatan Pada Periode Pendek................................................ 74

Tabel 3.17 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons

Percepatan Pada Periode 1 detik................................................ 74

Tabel 3.18 Faktor R, Cd, Ω0 untuk Sitem Penahan Gaya Gempa................. 75

Tabel 3.19 Faktor Distribusi Vertikal Gaya Gempa (Fx).............................. 78

Tabel 3.20 Distribusi Vertikal Beban Gempa................................................ 78

Tabel 3.21 Simpangan Ijin Antar Lantai........................................................82

Tabel 3.22 Simpangan permodelan portal menggunakan StaadPro.............. 83

Tabel 3.23 Defleksi Dan Simpangan Antai Lantai Arah Z............................ 84

Tabel 3.24 Defleksi Dan Simpangan Antai Lantai Arah X........................... 84

Tabel 3.25 Spesifikasi penampang balok profil Rectangular Box (Hollow). 85

Tabel 3.26 Spesifikasi penampang kolom profil Rectangle (hollow)........... 88

Tabel 4.1 Panjang Dan Berat Elemen Kuda-Kuda........................................ 104

Tabel 4.2 Berat Komponen Beban Mati........................................................ 105

Tabel 4.3 Berat Kuda-kuda yang Dilimpahkan ke Setiap Buhul................... 105

Tabel 4.4 Rekapitulasi Beban Hidup dan Beban Mati................................... 106

xiv

Tabel 4.5 Spesifikasi Penampang Profil Siku Kuda- kuda............................ 108

Tabel 4.6 Hasil Pemeriksaan Tegangan Pada Batang Tekan......................... 110

Tabel 4.7 Hasil Pemeriksaan Tegangan Pada Batang Tarik.......................... 113

Tabel 4.8 Spesifikasi penampang kolom profil Square Box Hollow.............115

Tabel 4.9 Spesifikasi Penampang balok profil Rectangular (hollow)........... 116

Tabel 4.10 Simpangan Horizontal Pada Siklus Pertama................................132

Tabel 4.11 Simpangan Horizontal Pada Siklus Kedua...................................132

Tabel 4.12 Simpangan Horizontal Pada Siklus Ketiga...................................133

Tabel 4.13 Simpangan Horizontal Pada Siklus Keempat...............................134

Tabel 4.14 Berat Bangunan Model.................................................................136

Tabel 4.15 Rencana Waktu Pemotongan dan Pelubangan Komponen...........132

Tabel 4.16 Rencana Waktu Konstruksi..........................................................132

Tabel 4.17 Hasil Uji Siklus Pertama(Rasio +/- 2,5%)...................................140




xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Peta Zonasi Gempa Indonesia.................................................... 6

Gambar 2.2 Strong Column Weak Beam...................................................... 8

Gambar 2.3 Perilaku Struktur Saat Mendapat Gaya Lateral Gempa............. 9

Gambar 2.4 Sikulasi udara dengan bukaan yang tepat.................................. 12

Gambar 2.5 Peta untuk Ss.............................................................................. 23

Gambar 2.6 Peta untuk S1............................................................................. 24

Gambar 2.7 Spektrum Respons Desain......................................................... 29

Gambar 2.8 Diafragma fleksibel.................................................................... 35

Gambar 2.9 Pengaruh Beban Ortogonal........................................................ 39

Gambar 2.10 Penentuan Simpangan Antar Lantai......................................... 40

Gambar 2.11 Torsi Tak Terduga.................................................................... 42

Gambar 2.12 Pembesaran Torsi Tak Terduga............................................... 43

Gambar 2.13 Bata Ringan (Hebel)................................................................. 48

Gambar 3.1 Diagran Alir Perencanaan Bangunan Rumah 2 Lantai.............. 55

Gambar 3.2 Kuda-Kuda Bangunan Sebernarnya........................................... 57

Gambar 3.3 Hasil Reaksi Pembebanan pada kuda-kuda............................. 61

Gambar 3.4 Peta Lokasi Bangunan Melalui Desain Spektra Indonesia...... 72

Gambar 3.5 Hasil Desain Spektrum dan Parameter Percepatan Gempa..... 72

Gambar 3.6 Portal 3D.................................................................................. 81

Gambar 3.7 Simpangan Ijin Antar Lantai...................................................... 82

Gambar 3.8 Displacement Potal Sumbu Resultan......................................... 84

Gambar 3.9 Hubungan Balok Kolom............................................................ 91

Gambar 3.10 Sambungan Pelat Lantai-Kolom...............................................94

Gambar 3.11 Sambungan Kolom-Balok........................................................ 97

Gambar 3.12 Sambungan Balok-Balok......................................................... 100

Gambar 4.1 Kuda-kuda Bangunan Sebenarnya............................................. 104

xvi

Gambar 4.2 Hubungan Balok Kolom............................................................ 121

Gambar 4.3 Sambungan Pelat Lantai – Kolom............................................. 124

Gambar 4.4 Sambungan Kolom-Balok.......................................................... 126

Gambar 4.5 Sambungan Balok-Balok........................................................... 129

Gambar 4.6 Simulasi Kurva Histeretik Menggunakan Program Software....135

Gambar 4.7 Hasil Kurva Histeretik Dari Pengujian Pembebanan.................143

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN I : MODEL BANGUNAN, METODE KONSTRUKSI

DAN ASPEK K3

LAMPIRAN II : DOKUMENTASI LAPANGAN

LAMPIRAN III : ANALISA DAN OUTPUT STAADPRO V8 SERIES 6

LAMPIRAN IV : GAMBAR KERJA

145

DAFTAR PUSTAKA

[BSN]. Badan Standardisasi Nasional. 2012. SNI-1726-2012 Tentang

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan

Gedung dan Non Gedung. Jakarta : BSN.


Pembebanan Minimum Dalam Perancangan Bangunan Gedung dan

Struktur Lain. Jakarta : BSN.

[BSN]. Badan Standardisasi Nasional. 2013. SNI-7971-2013 Tentang Struktur Baja

Canai Dingin. Jakarta : BSN.


Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural. Jakarta : BSN.

AISI Standard, 2007. North American Standard For Cold-Formed Steel Framing –

Product Data. American Iron and Steel Institute.

AISI Standard, 2009. Design Flowchart For Using thw 2007 Edition of the North

American Cold-Formed Steel Spesification and the 2008 Edition of the AISI

Cold-Formed Steel Design, American Iron and Steel Institute.

BMKG, 2014, Tentang Gempa, diakses tanggal 20 Agustus 2017,

http://balai3.denpasar.bmkg.go.id/tentang-gempa

Detiawan, Agus. 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta:

Erlangga.

Litbang.Pu, 2011, Aplikasi Desain Spektra Indonesia 2011, diakses tanggal 20

Agustus 2017,

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

Purwono, Rachmat. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa,

edisi keempat. Surabaya : ITS Press.

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

STUDI ANALISIS STRUKTUR RUMAH TINGGAL SEDERHANA …eprints.umm.ac.id/42793/1/PENDAHULUAN.pdf ·...

Documents

Transcript of STUDI ANALISIS STRUKTUR RUMAH TINGGAL SEDERHANA …eprints.umm.ac.id/42793/1/PENDAHULUAN.pdf ·...