Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR
DESAIN STRUKTUR GEDUNG BETON BERTULANG
BERLANTAI BANYAK BERBENTUK PERSEGI HOLLOW
DENGAN OPTIMASI LETAK DAN TINGGI SHEARWALL
Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S-1)
Disusun oleh :
NAMA : ARIE WIBOWO
NIM : 41108110061
UNIVERSITAS MERCU BUANA
FAKULTAS TEKNIK SIPIL dan PERENCANAAN
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
2013
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Arie Wibowo
Nomor Induk Mahasiswa : 41108110061
Program Studi : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik Sipil dan Perencanaan
Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini merupakan kerja asli, bukan jiplakan (duplikat) dari karya
orang lain. Apabila ternyata pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia menerima
sanksi berupa pembatalan gelar kesarjanaan saya.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya untuk dapat di pertanggung jawabkan
sepenuhnya.
Jakarta, 28 Juni 2013
Yang memberikan pernyataan
Arie Wibowo
LEMBAR PERNYATAAN SIDANG SARJANA KOMPREHENSIF
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA
Q
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan limpahan
nikmat-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Dalam mengerjakan tugas akhir ini, kami mendapatkan berbagai bantuan dari banyak
pihak. Untuk itu kami mengucapkan terima kasih terutama kepada :
1. Orang tua dan adik yang selalu memberikan dukungan moral yang luar biasa hingga
terselesaikannya tugas akhir ini.
2. Bapak Zainal Abidin Shahab , dosen pembimbing yang selalu sabar dalam mengarahkan
kami menyelesaikan tugas akhir ini hingga tuntas.
3. Pimpinan serta staff pengajar ataupun staff administrasi Jurusan Teknik Sipil yang telah
mendidik, memberikan arahan kepada kami selama mengikuti perkuliahan.
4. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.
Kami menyadari masih terdapat banyak kekurangan dan kesalahan dalam pembuatan
tugas akhir ini. Untuk itu kritik dan saran sangat kami harapkan untuk menyempurnakan tugas
akhir ini. Semoga tugas akhir ini bisa bermanfaat untuk kita semua, khususnya di kalangan
komunitas teknik sipil.
Jakarta, 28 Juni 2013
Penulis
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang…………………………………………………………I-1
1.2 Tujuan ………………………………………………………………….I-1
1.3 Ruang Lingkup…………………………………………………………I-2
1.4 Metode Penulisan …………...…………………………………………I-2
1.5 Sistematika Pembahasan…………………………………...…………..I-3
BAB II KAJIAN LITERATUR
2.1 Dasar Teori Plat ……...…….…………………………………..………II-1
2.2 Dasar Teori Balok.…………………….……………………….........…II-4
2.3 Dasar Teori Kolom .…………………………….......………….........…II-6
2.4 Dasar Teori Baja Tulangan..………...…………….....…………............II-7
2.5 Perencanaan Struktur Gedung Berlantai Banyak.......…………...........II-11
2.6 Perencanaan Gempa...........................................…….....…………......II-16
BAB III METODOLOGI
3.1 Metodologi Perancangan.......…………………………………..……...III-1
3.2 Prosedur Pra Desain Plat Lantai......................…………………...........III-3
3.3 Prosedur Pra Desain Balok…………………….......………….........….III-4
3.4 Prosedur Pra Desain Kolom...................................................................III-5
3.5 Prosedur Analisis Gempa Statik Ekivalen..............................................III-6
3.6 Konfigurasi Letak Shearwall..................................................................III-7
3.7 Optimasi Tinggi Shearwall.....................................................................III-9
3.8 Desain Penulangan...............................................................................III-11
3.9 Gambar Desain Struktur………...........................................................III-11
BAB IV ANALISIS STRUKTUR ATAS
4.1 Data Perancangan…………………………………………………......IV-1
4.2 Desain Pendahuluan…………………………………………………..IV-2
4.2.1 Pra Desain Plat………………………………………………….IV-2
4.2.2 Pra Desain Balok………………………………………………..IV-6
4.2.3 Pra Desain Kolom………………………………………………IV-9
4.3 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Frame………………………..IV-13
4.3.1 Parameter Gempa……………………………………………....IV-13
4.3.2 Perhitungan Beban Gempa……………………………………..IV-13
4.3.3 Pembebanan Gempa Statik di Arah X (+) dan Y (+)…………..IV-16
4.3.4 Pembebanan Gempa Statik di Arah X (-) dan Y (-)…………....IV-21
4.3.5 Pembebanan Gempa Statik di Arah X (-) dan Y (+)…………...IV-26
4.4 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Dual System
(Shearwall ditempatkan hingga ketinggian 12 lantai)……………….IV-31
4.4.1 Perhitungan Beban Gempa……………………………………..IV-31
4.4.2 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 1…………..IV-34
4.4.3 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 2…………..IV-42
4.4.4 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 3…………..IV-49
4.4.5 Grafik Simpangan Lateral Akibat Gempa Statik X dan Y……..IV-57
4.4.6 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah X……………...IV-58
4.4.7 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah Y……………...IV-59
4.5 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Dual System
(Shearwall ditempatkan hingga ketinggian 11 lantai)……………….IV-62
4.5.1 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 1…………..IV-62
4.5.2 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 2…………..IV-70
4.5.3 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 3…………..IV-77
4.5.4 Grafik Simpangan Lateral Akibat Gempa Statik X dan Y……..IV-85
4.5.5 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah X……………...IV-86
4.5.6 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah Y……………...IV-87
4.6 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Dual System
(Shearwall ditempatkan hingga ketinggian 10 lantai)……………….IV-90
4.6.1 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 1…………..IV-90
4.6.2 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 2…………..IV-98
4.6.3 Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Konfigurasi 3…………IV-105
4.6.4 Grafik Simpangan Lateral Akibat Gempa Statik X dan Y……IV-113
4.6.5 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah X…………….IV-114
4.6.6 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah Y…………….IV-115
BAB V DESAIN PENULANGAN
5.1 Penentuan Konfigurasi dan Dimensi Struktur…………………………V-1
5.2 Eksentrisitas Rencana……………………………...……..……………V-7
5.3 Analisis Gempa Dinamik Pada Struktur Konfigurasi 3 (Revisi)……….V-9
5.4 Grafik Simpangan Lateral Akibat Gempa Dinamik X dan Y…….….V-14
5.5 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Dinamik X dan Y……………….V-15
5.6 Penulangan Balok……………………………………………………V-17
5.7 Penulangan Kolom..…………………………………………….……V-25
5.8 Penulangan Plat Lantai……………………………………………….V-29
5.9 Penulangan Shearwall………………………………………..……….V-33
BAB VI PENUTUP
6.1 Kesimpulan…………………………………………………………...VI-1
6.2 Saran………………………………………………………………….VI-2
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tebal selimut beton......................................................................................II-10
Tabel 2.2 Faktor keutamaan struktur (I)………………...............................................II-19
Tabel 2.3 Faktor reduksi gempa (R)…………………….............................................II-21
Tabel 2.4 Koefisien untuk waktu getar alami strukur..................................................II-28
Tabel 2.5 Jenis – jenis tanah dan klasifikasinya..........................................................II-28
Tabel 4.1 Beban ultimate kolom per lantai................................................................IV-11
Tabel 4.2 Dimensi awal kolom per lantai..................................................................IV-12
Tabel 4.3 Rekapitulasi beban gempa per lantai.........................................................IV-15
Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Frame Arah X (+) dan Y (+)
Tabel 4.4 Statik ekivalen arah X dan Y....................................................................IV-17
Tabel 4.5 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y…........................IV-18
Tabel 4.6 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X.............IV-18
Tabel 4.7 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.............IV-19
Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Frame Arah X (-) dan Y (-)
Tabel 4.8 Statik ekivalen arah X dan Y……………………………......................IV-22
Tabel 4.9 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y........................IV-23
Tabel 4.10 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X.........IV-23
Tabel 4.11 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.........IV-24
Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Frame Arah X (-) dan Y (+)
Tabel 4.12 Statik ekivalen arah X dan Y..............................................................IV-27
Tabel 4.13 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y.....................IV-28
Tabel 4.14 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X.......IV-28
Tabel 4.15 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.......IV-29
Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Dual System (ketinggian SW hingga 12 lantai)
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 1
Tabel 4.16 Statik ekivalen arah X dan Y..............................................................IV-35
Tabel 4.17 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y.....................IV-36
Tabel 4.18 Waktu getar bangunan arah X…………………………………........IV-36
Tabel 4.19 Waktu getar bangunan arah Y………………………………….......IV-37
Tabel 4.20 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)…..................................IV-38
Tabel 4.21 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)…..................................IV-39
Tabel 4.22 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).........IV-39
Tabel 4.23 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X.......IV-40
Tabel 4.24 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.......IV-40
Tabel 4.25 Gaya geser akibat gempa statik X......................................................IV-41
Tabel 4.26 Gaya geser akibat gempa statik Y…………….……………….........IV-41
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 2
Tabel 4.27 Statik ekivalen arah Y........................................................................IV-42
Tabel 4.28 Statik ekivalen arah X........................................................................IV-43
Tabel 4.29 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y....................IV-43
Tabel 4.30 Waktu getar bangunan arah X…………………………………........IV-44
Tabel 4.31 Waktu getar bangunan arah Y………………………………….......IV-44
Tabel 4.32 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)…..................................IV-45
Tabel 4.33 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)…..................................IV-46
Tabel 4.34 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).........IV-47
Tabel 4.35 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X.......IV-47
Tabel 4.38 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.......IV-48
Tabel 4.39 Gaya geser akibat gempa statik X.....................................................IV-48
Tabel 4.40 Gaya geser akibat gempa statik Y…………………………….........IV-49
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 3
Tabel 4.41 Statik ekivalen arah Y........................................................................IV-50
Tabel 4.42 Statik ekivalen arah X........................................................................IV-50
Tabel 4.43 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y....................IV-51
Tabel 4.44 Waktu getar bangunan arah X………………………………….......IV-51
Tabel 4.45 Waktu getar bangunan arah Y………………………………….......IV-52
Tabel 4.46 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)…..................................IV-53
Tabel 4.47 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)…..................................IV-54
Tabel 4.48 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).........IV-54
Tabel 4.49 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X.......IV-55
Tabel 4.50 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.......IV-55
Tabel 4.51 Gaya geser akibat gempa statik X.....................................................IV-56
Tabel 4.52 Gaya geser akibat gempa statik Y…………………………….........IV-56
Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Dual System (ketinggian SW hingga 11 lantai)
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 1
Tabel 4.53 Statik ekivalen arah Y…………..............................................................IV-63
Tabel 4.54 Statik ekivalen arah X…………..............................................................IV-63
Tabel 4.55 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y…......................IV-64
Tabel 4.56 Waktu getar bangunan arah X…………………………………….........IV-64
Tabel 4.57 Waktu getar bangunan arah Y…………………………………….........IV-65
Tabel 4.58 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-66
Tabel 4.59 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-67
Tabel 4.60 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).............IV-67
Tabel 4.61 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X...........IV-68
Tabel 4.62 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y...........IV-68
Tabel 4.63 Gaya geser akibat gempa statik X.........................................................IV-69
Tabel 4.64 Gaya geser akibat gempa statik Y…………...….……………….........IV-69
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 2
Tabel 4.65 Statik ekivalen arah Y…………...........................................................IV-70
Tabel 4.66 Statik ekivalen arah X…………..............................................................IV-71
Tabel 4.67 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y…......................IV-71
Tabel 4.68 Waktu getar bangunan arah X…………………………………….........IV-72
Tabel 4.69 Waktu getar bangunan arah Y…………………………………….........IV-72
Tabel 4.70 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-73
Tabel 4.71 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-74
Tabel 4.72 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).............IV-75
Tabel 4.73 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X...........IV-75
Tabel 4.74 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y...........IV-76
Tabel 4.75 Gaya geser akibat gempa statik X.........................................................IV-76
Tabel 4.76 Gaya geser akibat gempa statik Y…………...….……………….........IV-77
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 3
Tabel 4.77 Statik ekivalen arah Y…………..............................................................IV-78
Tabel 4.78 Statik ekivalen arah X…………..............................................................IV-78
Tabel 4.79 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y….......................IV-79
Tabel 4.80 Waktu getar bangunan arah X…………………………………….........IV-79
Tabel 4.81 Waktu getar bangunan arah Y…………………………………….........IV-80
Tabel 4.82 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-81
Tabel 4.83 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-82
Tabel 4.84 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).............IV-82
Tabel 4.85 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X...........IV-83
Tabel 4.86 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y...........IV-83
Tabel 4.87 Gaya geser akibat gempa statik X.........................................................IV-84
Tabel 4.88 Gaya geser akibat gempa statik Y…………...….……………….........IV-84
Gempa Statik Ekivalen Pada Struktur Dual System (ketinggian SW hingga 10 lantai)
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 1
Tabel 4.89 Statik ekivalen arah Y…………..............................................................IV-91
Tabel 4.90 Statik ekivalen arah X…………..............................................................IV-91
Tabel 4.91 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y…......................IV-92
Tabel 4.92 Waktu getar bangunan arah X…………………………………….........IV-92
Tabel 4.93 Waktu getar bangunan arah Y…………………………………….........IV-93
Tabel 4.94 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-94
Tabel 4.95 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-95
Tabel 4.96 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh).............IV-95
Tabel 4.97 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X...........IV-96
Tabel 4.98 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y...........IV-96
Tabel 4.99 Gaya geser akibat gempa statik X.........................................................IV-97
Tabel 4.100 Gaya geser akibat gempa statik Y…………...….……………….........IV-97
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 2
Tabel 4.101 Statik ekivalen arah Y…………..............................................................IV-98
Tabel 4.102 Statik ekivalen arah X…………..............................................................IV-99
Tabel 4.103 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y…......................IV-99
Tabel 4.104 Waktu getar bangunan arah X…………………………………….........IV-100
Tabel 4.105 Waktu getar bangunan arah Y…………………………………….........IV-100
Tabel 4.106 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-101
Tabel 4.107 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-102
Tabel 4.108 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh)..............IV-103
Tabel 4.109 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X............IV-103
Tabel 4.110 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.............IV-104
Tabel 4.111 Gaya geser akibat gempa statik X............................................................IV-104
Tabel 4.112 Gaya geser akibat gempa statik Y…………...….……………...….........IV-105
Gempa statik ekivalen pada struktur konfigurasi 3
Tabel 4.113 Statik ekivalen arah Y…………..............................................................IV-106
Tabel 4.114 Statik ekivalen arah X…………..............................................................IV-106
Tabel 4.115 Simpangan struktur akibat gempa statik arah X dan Y…......................IV-107
Tabel 4.116 Waktu getar bangunan arah X…………………………………….........IV-107
Tabel 4.117 Waktu getar bangunan arah Y…………………………………….........IV-108
Tabel 4.118 Statik ekivalen arah X (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-109
Tabel 4.119 Statik ekivalen arah Y (koreksi T Rayleigh)….......................................IV-110
Tabel 4.120 Simpangan struktur akibat gempa statik (koreksi T Rayleigh)..............IV-110
Tabel 4.121 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik X............IV-111
Tabel 4.122 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa statik Y.............IV-111
Tabel 4.123 Gaya geser akibat gempa statik X............................................................IV-112
Tabel 4.124 Gaya geser akibat gempa statik Y…………...….……………...….........IV-112
Tabel 5.1 Eksentrisitas rencana………………………………………………..............V-8
Tabel 5.2 Simpangan struktur akibat gempa dinamik arah X dan Y.............................V-10
Tabel 5.3 Waktu getar bangunan arah X…………......….…………………...….........V-10
Tabel 5.4 Waktu getar bangunan arah Y.......................................................................V-11
Tabel 5.5 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa dinamik X...............V-12
Tabel 5.6 Kontrol kinerja batas layan dan ultimate akibat gempa dinamik Y...............V-12
Tabel 5.7 Gaya geser akibat gempa dinamik X.............................................................V-13
Tabel 5.8 Gaya geser akibat gempa dinamik Y…...……………………………..........V-13
Tabel 5.9 Penulangan balok…...…………………………..……………………..........V-22
Tabel 5.10 Penulangan kolom…...…………………………..……….……………........V-28
Tabel 5.11 Penulangan plat……...…………………………..……….……………........V-31