Upload
ngohanh
View
229
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG
PASCA SARJANA UNIVERSITAS ISLAM MALANG
DENGAN PRECAST PRESTRESSED
HOLLOW CORE SLAB
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
ASHARUL DAVID FAHRIZI
201210340311055
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
i
ii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Asharul David Fahrizi
NIM : 201210340311055
Jurusan : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
“Studi Perencanaan Struktur Atas Gedung Pasca Sarjana Universitas Islam Malang
dengan Precast Prestressed Hollow Core Slab” adalah hasil karya saya, dan bukan
karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang
pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu
perguruan tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau
diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang secara
tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar
pustaka
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila pernyataan ini
tidak benar saya bersedia mendapat sangsi akademik.
iii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan rasa puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
atas segala limpahan rahmat, hidayah, serta petunjukNya, sehingga tugas akhir yang
berjudul “Studi Perencanaan Struktur Atas Gedung Pasca Sarjana Universitas
Islam Malang dengan Precast Prestressed Hollow Core Slab” dapat diselesaikan.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih ada kekurangan-kekurangannya dan
masih jauh dari kata sempurna. Tujuan penyusunan tugas akhir ini untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang.
Penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan dan manfaat
secara umum bagi orang lain dan khususnya bagi penulis.
Pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-
besarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas
akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Seluruh keluarga penulis yang tiada henti selalu mendukung baik materil
maupun non-materil dan selalu mendoakan penulis dalam menyelesaikan tugas
akhir ini.
2. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, M.T selaku Pembimbing I yang telah
mengarahkan serta membimbing penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Malang dan dosen pembimbing 2 yang telah mengarahkan
serta membimbing penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Seluruh dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, terima kasih
telah memberikan Ilmu pengetahuan yang bermanfaat untuk saat ini maupun
seterusnya.
5. Ibu Fadilla dan seluruh staf Tata Usaha, terima kasih atas kemudahan segala
urusan akademik selama penulis mengeyam di bangku perkuliahan.
6. Guru-guru ruhani penulis ; Gus Muryono, Gus Mustakim, dan Bapak Rujito.
7. Saudara-saudara seperjuangan penulis di UMM ; Khabib Nurmagomedov sipil
(Wildan KS.), Atuy (M. Rian Fahreza), Ananda Rahman (bowo), Danang
iv
Marta (mas pur), Anca, Dharmawan, Adi Adm, Mbah Budi, Wahyu Kodomo,
Abdul Haris, Ageng Halilintar, Abol, Andi F, Dinda AP, Mitayani.
8. Saudara seiman Santri Jugo (SAJUGO) ; Fatoni, Arik, Jalu, Yanu dkk.
9. Saudara seiman Maiyatul Junun ; Safak, Kolena, Mas Edi, Pak Topa, Pak huda,
Arga Iprit, Hilmi cemet, Rofiq dkk.
10. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu yang telah
membantu dalam penyelesaian penulisan naskah tugas akhir ini.
Terima kasih atas bimbingan, bantuan, saran, dan petunjuk serta masukan
yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan.
Akhir kata penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat dan menambah
pengetahuan yang luas bagi pembaca.
Malang, 11 Oktober 2018
Asharul David Fahrizi
v
LEMBAR PERSEMBAHAN Karya sederhana ini kupersembahkan untuk sepasang malaikatku.
Mereka, yang dalam sujud-sujud panjangnya berdoa untuk
kebaikanku. Mereka yang bekerja keras siang malam demi
membiayaiku. Mereka yang selalu mendengar keluh kesahku.
Mereka yang begitu teristimewa dalam hidupku. Terima kasih
bapak, terimakasih Ibu. Maaf, hingga detik ini belum bisa menjadi
anak yang berbakti dan belum bisa membahagiakan kalian.
Dan taklupa, kusampaikan terima kasih untuk keluarga Sipil UMM,
keluarga kosan Bubuhan Gagah, saudara majelis Santri Jugo, saudara
majelis Maiyatul Junun, dan tak terlupa kepada sampean yang
pernah ngomong “Mas, jangan lulus dulu. Tungguin aku!”
“Biarkan, biarkanlah nama sampean terus mengabdi hingga aku
paham bahwa sampean akan terus menjadi istimewa. Namun, aku
pun paham bahwa suatu saat kita tidak bisa lagi saling melempar
senyuman. Yang kita punya hanyalah kenangan, maka dengan
kerendahan hati izinkan aku mengenang sampean.
Terima kasih untuk semuanya.”
[Penulis]
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... i
SURAT PERNYATAAN ..................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................... v
ABSTRAK ......................................................................................................... vi
ABSTRACT ...................................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah............................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 2
1.4 Tujuan Masalah .................................................................................. 3
1.5 Manfaat Penulisan .............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 1
2.1 Umum ................................................................................................ 4
2.2 Pembebanan ....................................................................................... 4
2.2.1 Beban Hidup .......................................................................... 4
2.2.2 Beban Mati ............................................................................ 4
2.2.3 Beban Berfaktor ..................................................................... 5
2.2.4 Beban Gempa (E) ................................................................... 6
2.3 Beton Pracetak (Precast) .................................................................. 17
ix
2.3.1 Sistem Komponen Beton Pracetak (Precast) ......................... 17
2.3.2 Jenis Sambungan Komponen Beton Pracetak ....................... 17
2.4 Pelat Beton Pracetak (Precast Slab) .................................................. 18
2.5 Pelat Berongga (Hollow Core Slab) ................................................. 19
2.6 Sistem Sambungan Pada Plat Hollow Core ..................................... 20
2.7 Konsep Perencanaan HCS................................................................ 22
2.8 Konsep Dasar Prategang .................................................................. 22
2.9 Kehilangan Gaya Prategang ............................................................. 24
2.10 Kontrol Tegangan ........................................................................... 26
2.11 Perencanaan Balok .......................................................................... 27
2.12 Perencanaan Kolom ........................................................................ 28
BAB III METODOLOGI ................................................................................... 33
3.1 Lokasi Perencanaan ........................................................................ 33
3.2 Pengumpulan Data .......................................................................... 33
3.3 Data Perencanaan............................................................................ 34
3.4 Diagram Alur .................................................................................. 37
BAB IV PERENCANAAN DAN PEMBAHASAN ........................................... 38
4.1 Pendimensian Awal ........................................................................ 38
4.1.1 Dimensi Balok ...................................................................... 38
4.1.2 Dimensi Kolom ..................................................................... 38
4.1.3 Dimensi Plat Hollow ............................................................. 38
4.2 Pembebanan .................................................................................... 38
4.2.1 Pembebanan pada plat ........................................................... 38
4.2.2 Pembebanan pada Balok ....................................................... 39
4.3 Perencanaan Plat (Hollow Core Slab) .............................................. 40
x
4.3.1 Desain awal HCS .................................................................. 40
4.3.2 Perhitungan Spesifikasi Penampang ...................................... 41
4.3.3 Perhitungan Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Plat HCS ........... 43
4.4 Perencanaan Kawat Prategang ........................................................ 44
4.5 Perhitungan Gaya Kehilangan Prategang ........................................ 44
4.6 Kontrol Tegangan ........................................................................... 45
4.7 Kontrol Kuat Lentur........................................................................ 49
4.8 Kontrol Lendutan ............................................................................ 50
4.9 Perencanaan Tulangan Tumpuan Plat HCS ..................................... 51
4.10 Perencanaan Plat Konvensional Kantilever ..................................... 54
4.11 Perhitungan beban gempa ............................................................... 57
4.11.1 Perhitungan Berat Bangunan ................................................. 57
4.11.2 Analisis Gaya Lateral Ekivalen ............................................. 59
4.11.3 Distribusi Beban Gempa Pada Struktur Bangunan ................. 65
4.12 Pemodelan dan Analisis Portal ....................................................... 67
4.13 Kontrol Simpangan Drift................................................................ 68
4.14 Perencanaan Balok ......................................................................... 69
4.15 Perencanaan Kolom ....................................................................... 93
4.16 Perencanaan Dinidng Geser (ShearWall)...................................... 111
4.16.1 Perhitungan Mekanika Dinding Geser ............................... 111
4.16.2 Perhitungan Penulangan Dinding Geser ............................ 113
BAB V KESIMPULAN ................................................................................... 118
5.1 Kesimpulan................................................................................... 118
5.2 Saran ............................................................................................ 118
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 120
LAMPIRAN ..........................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Faktor reduksi kekuatan .................................................................... 5
Tabel 2.2 Kategori resiko gempa ...................................................................... 6
Tabel 2.3 Faktor keutamaan gempa .................................................................. 9
Tabel 2.4 Definisi kelas situs ............................................................................. 9
Tabel 2.5 Koefisen situs ................................................................................. 10
Tabel 2.6 Nilai parameter periode pendekatan Ct dan x ................................... 14
Tabel 2.7 Tipe kabel prategang ...................................................................... 24
Tabel 2.8 Harga C .......................................................................................... 25
Tabel 2.9 Faktor panjang efektif kolom .......................................................... 29
Tabel 4.1 Perhitungan titik berat penampang .................................................. 42
Tabel 4.2 Perhitungan momen inersia penampang .......................................... 42
Tabel 4.3 Rekapitulasi berat bangunan ........................................................... 59
Tabel 4.4 Koefisien situs, Fa .......................................................................... 60
Tabel 4.5 Koefisien situs, Fv .......................................................................... 60
Tabel 4.6 kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada periode pendek ....................................................... 61
Tabel 4.7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada periode 1 detik ....................................................... 62
Tabel 4.8 Prosedur analisis yang boleh digunakan ........................................... 63
Tabel 4.9 Faktor R, Ω0 dan Cd untuk sistem penahan gaya gempa.................... 64
Tabel 4.10 Gaya gempa lateral tiap tingkat (F) ................................................. 65
Tabel 4.11 Distribusi gaya gempa pada portal dan shearwall
arah utama ....................................................................................... 66
Tabel 4.12 Distribusi gaya gempa pada portal dan shearwall
xii
arah non-utama ................................................................................ 66
Tabel 4.13 Simpangan antar lantai dan drift arah utama portal .......................... 68
Tabel 4.14 Simpangan antar lantai dan drift arah non-utama portal .................. 68
Tabel 4.15 Hasil perhitungan balok induk melintang (eksterior) ........................ 80
Tabel 4.16 Hasil perhitungan balok induk memanjang (eksterior) ..................... 81
Tabel 4.17 Hasil perhitungan balok induk memanjang (interior) ....................... 82
Tabel 4.18 Hasil perhitungan balok kantilever utama (eksterior) ....................... 83
Tabel 4.19 Hasil perhitungan balok kantilever non-utama (eksterior) ................ 85
Tabel 4.20 Hasil perhitungan balok atap 1 ......................................................... 86
Tabel 4.21 Hasil perhitungan balok atap 2 ......................................................... 87
Tabel 4.22 Hasil perhitungan balok atap 3 ......................................................... 88
Tabel 4.23 Hasil perhitungan balok sloof 1 ....................................................... 89
Tabel 4.24 Hasil perhitungan balok sloof 2 ....................................................... 90
Tabel 4.25 Hasil perhitungan balok sloof 3 ....................................................... 91
Tabel 4.26 Hasil perhitungan kolom zona 1..................................................... 108
Tabel 4.27 Hasil perhitungan kolom zona 2..................................................... 109
Tabel 4.28 Hasil perhitungan kolom zona 3..................................................... 110
Tabel 4.29 Hasil perhitungan kolom zona 4..................................................... 110
Tabel 4.30 Rekapitulasi gaya yang bekerja pada dinding geser ........................ 113
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 S1 Gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-
tertarget ...................................................................................... 11
Gambar 2.2 Ss Gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-
tertarget ...................................................................................... 11
Gambar 2.3 Spektrum respons desain .............................................................. 12
Gambar 2.4 Simpangan izin dan penentuan simpangan antar lantai ................. 16
Gambar 2.5 Pelat prategang pracetak berlubang (hollow core slab) ................. 18
Gambar 2.6 Pelat pracetak tanpa lubang (solid slab) ....................................... 19
Gambar 2.7 Pelat prategang pracetak double tee dan single tee ....................... 19
Gambar 2.8 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada
balok beton ................................................................................. 20
Gambar 2.9 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada
dinding beton ............................................................................... 20
Gambar 2.10 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada
Balok baja.................................................................................... 20
Gambar 2.11 Sambungan antara 2 pelat hollow core slab .................................. 21
Gambar 2.12 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada
dinding sebelah luar dan dalam .................................................... 21
Gambar 2.13 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada
balok-kolom sebelah luar dan dalam ............................................ 21
Gambar 2.14 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada
Balok sebelah luar dan dalam ....................................................... 21
Gambar 2.15 Distribusi tegangan sepanjang penampang beton
Prategang konsentris .................................................................... 22
xiv
Gambar 2.16 Distribusi tegangan sepanjang penampang beton
Prategang eksentris ...................................................................... 22
Gambar 2.17 Balok beton dengan baja mutu tinggi ........................................... 23
Gambar 2.18 Balok prategang dengan tendon parabola ..................................... 23
Gambar 2.19 Nomogram untuk menentukan faktor panjang efektif (k)
kolom .......................................................................................... 30
Gambar 3.1 Peta lokasi studi perencanaan ....................................................... 33
Gambar 3.2 Denah struktur (eksisting) ............................................................ 35
Gambar 3.3 Denah struktur (rencana) .............................................................. 35
Gambar 3.4 Portal memanjang ........................................................................ 36
Gambar 3.5 Portal melintang ........................................................................... 36
Gambar 4.1 Distribusi beban pelat pada balok ................................................ 39
Gambar 4.2 Penampang hollow core slab ....................................................... 40
Gambar 4.3 Tumpuan saat servis .................................................................... 43
Gambar 4.4 Diagram momen saat servis ........................................................ 44
Gambar 4.5 Diagram tegangan saat transfer .................................................. 46
Gambar 4.6 Diagram tegangan saat pemasangan ............................................ 47
Gambar 4.7 Diagram tegangan saat servis ...................................................... 48
Gambar 4.8 Denah plat konvensional kantilever ............................................. 54
Gambar 4.9 Diagram momen pelat kantilever ................................................. 55
Gambar 4.10 Peta gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko
Tertarger (McER) ....................................................................... 59
Gambar 4.11 S1 Peta gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko
Tertarget (McER) ........................................................................ 60
Gambar 4.12 Pemodelan 3D analisa struktur .................................................... 67
xv
Gambar 4.13 Diagram momen balok ................................................................ 69
Gambar 4.14 Diagram tegangan-regangan balok induk melintang
tumpuan ...................................................................................... 72
Gambar 4.15 Diagram tegangan-regangan balok induk melintang
lapangan ..................................................................................... 75
Gambar 4.16 Gaya geser balok ......................................................................... 76
Gambar 4.17 Kapasitas momen ujung-ujung balok ........................................... 76
Gambar 4.18 Gaya geser pada balok ................................................................ 77
Gambar 4.19 Pembagian zona kolom per-lantai ............................................... 93
Gambar 4.20 Gaya pada kolom ........................................................................ 93
Gambar 4.21 Diagram regangan-tegangan kolom portal utama zona 1 ............. 96
Gambar 4.22 Diagram interaksi kolom zona 1 interior .................................... 105
Gambar 4.23 Detail pengekang kolom ............................................................ 108
Gambar 4.24 Gaya yang bekerja pada dinding geser ....................................... 111
Gambar 4.25 Sketsa dinding geser .................................................................. 113
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Spesifikasi PC Wire
LAMPIRAN B StaadPro Plat Kantilever
LAMPIRAN C StaadPro Plat Kondisi Servis
LAMPIRAN D StaadPro Struktur Portal 3D
LAMPIRAN E Gambar
Gambar 1. Tampak Barat
Gambar 2. Tampak Selatan
Gambar 3. Tampak Timur
Gambar 4. Tampak Utara
Gambar 5. Potongan A-A
Gambar 6. Rencana Pondasi
Gambar 7. Denah Kolom Lt.1
Gambar 8. Denah Kolom Lt. 2-6
Gambar 9. Denah Kolom Lt 7
Gambar 10. Denah Kolom Lt.Atap
Gambar 11. Pembalokan Sloof
Gambar 12. Pembalokan Lt. 2-6
Gambar 13. Pembalokan Lt. 7
Gambar 14. Pembalokan Lt. Atap
Gambar 15. Pembalokan Elv. 32,5m
Gambar 16. Denah Plat Lt. 2-6
Gambar 17. Denah Plat Lt. 7
Gambar 18. Denah Plat Lt. Atap
Gambar 19. Denah Plat Elv. 32,5 m
xvii
Gambar 20. Rencana Penulangan Konvensional
Gambar 21. Rencana Penulangan Wiremesh Topping
Gambar 22. Rencana Penulangan Shearwall
Gambar 23. Detail Pondasi C
Gambar 24. Detail Pondasi
Gambar 25. Detail Penulangan Sloof & Balok
Gambar 26. Detail Penulangan Balok & Kolom
Gambar 27. Detail Rencana Hollow Core Slab
Gambar 28. Detail Kuda-kuda Atap
120
DAFTAR PUSTAKA
SNI 1726-2012, 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung dan Non Gedung, Badan Standar Nasional Indonesia,
Jakarta.
SNI 1727-2013, 2013, Beban Minimum Untuk Perencanaan Gedung dan Struktur
Lain, Badan Standar Nasional Indonesia, Jakarta.
SNI 7833:2012, 2012, Tata Cara Perencanaan Beton Pracetak dan Beton
Prategang Untuk Bangunan Gedung, Badan Standar Nasional Indonesia,
Jakarta.
SNI 2847-2013, 2013, Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung,
Badan Standar Nasional Indonesia, Jakarta.
Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, 1983, Peraturan Pembebanan
Indonesia Untuk Gedung 1983, Penerbit Cetakan Kedua Offset, 300020583,
Bandung.
Setiawan, A., 2016, Perancangan Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SNI
2847:2013, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Lin, T.Y., dan Burns, N.H., Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1, Penerbit
Erlangga, Jakarta, 1996.