ANALISA PERBANDINGAN PELAT HOLLOW PRACETAK (HOLLOW CORE SLAB)TERHADAP PELAT KONVENSIONAL DENGAN BEBAN HIDUP YANG VARIATIF

ANALISA PERBANDINGAN PELAT HOLLOW PRACETAK (HOLLOW CORE SLAB)TERHADAP PELAT KONVENSIONAL DENGAN BEBAN HIDUP YANG VARIATIF

TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sidang Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

REBEKKA ROSALIA SILALAHI 10 0404 088

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

Universitas Sumatera Utara

Lembar Persembahan

Υντυκ σετιαπ πενψερτααν Τυηαν δαλαµ ηιδυπκυ... Υντυκ σετιαπ βερκατ, καρυνια−Νψα βαγικυ δαν κελυαργακυ .... Υντυκ σετιαπ κεκυαταν ψανγ ∆ια βερικαν βαγικυ δαν βαγι σεµυα ορανγ δισεκιταρκυ υντυκ µεµβυατ ηιδυπ λεβιη βεραρτι ...

Aku mau bersyukur kepada-Mu Diantara bangsa-bangsa, ya Tuhan, Dan aku mau bermazmur bagi-Mu diantara suku-suku bangsa; sebab kasih Mu besar mengatasi langit, dan setia Mu sampai ke awan-awan (Mazmur 108 : 4 – 5)

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Seiring perkembangan teknologi konstruksi, penggunaan elemen pracetak pada bangunan sudah mulai dipertimbangkan. Salah satu elemen struktur itu adalah pelat. Penggunaan pelat pracetak dibandingkan dengan pelat konvensional akan menguntungkan secara ekonomi , waktu, dan tenaga kerja. Pada tugas akhir ini penulis membandingkan seberapa besar efektifitas pelat pracetak hollow core slab dibandingkan dengan pelat konvensional, dengan desain pelat one way slab untuk pelat hollow core slab dan two way slab untuk pelat konvensional. Dasar-dasar perencanaan dan metode-metode yang digunakan dalam perhitungan disusun berdasarkan buku-buku referensi penulis. Perhitungan mekanika teknik momen dan lendutan one way slab menggunakan metode Hirschfeld dan metode pelat silindris (Thimosenko). Sementara pada pelat two way slab menggunakan metode Hirschfeld dan metode Stiglat/Wippel, dimana momen dan lendutan paling efisien digunakan untuk merencakan tulangan pelat konvensional. Untuk perencanaan pelat hollow core slab, desain pelat ditentukan oleh penulis, kemudian dihitung gaya prategang yang terjadi terhadap beban hidup yang variatif dan didapat diameter dan jumlah strand yang digunakan untuk kemudian dikontrol terhadap tegangan yang diizinkan. Kehilangan, lawan lendut dan lendutan ikut dihitung dalam perencaan. Pada tugas akhir ini akan terlihat bagaimana efektifitas penggunaan pelat hollow core slab terhadap pelat konvensional dengan beban hidup yang variatif. Bagaimana desain pelat yang ekonomis akan terlihat dan diharapkan menjadi alternatif penggunaan pelat pracetak pada konstruksi bangunan.

Kata kunci : one way slab, two way slab

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji, syukur dan sembah kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberkati dan menyertai penulis sehingga tugas akhir ini dapat selesai dengan baik. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dengan judul “ANALISA PERBANDINGAN PELAT HOLLOW PRACETAK (HOLLOW CORE SLAB) TERHADAP PELAT KONVENSIONAL DENGAN BEBAN HIDUP YANG VARIATIF”. Tugas akhir ini merupakan studi untuk mengetahui perencanaan dan efisiensi antara pelat konvensional dengan pelat pracetak hollow. Tugas akhir ini dapat disusun berkat adanya bimbingan dan kerjasama beberapa dosen maupun mahasiswa Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Disamping itu penulis juga mencari literature untuk mendukung penyelasaian tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan dan dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada banyak pihak. Pertama-tama terimakasih penulis sampaikan kepada kedua orangtua penulis yang sangat penulis cintai dan banggakan, Bapak Justin Silalahi dan Ibu Dameria Sidabutar atas doa-doa yang dipanjatkan kepada putri tercintanya. Penulis juga menyampaikan terimakasih banyak kepada pihak-pihak yang berperan penting yaitu :

Universitas Sumatera Utara

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara sekaligus dosen pembimbing yang telah memberikan dukungan, masukan, bimbingan, waktu, serta tenaga serta pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Syahrizal, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 3. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT dan Bapak Ir. Torang Sitorus, MT selaku dosen pembanding dan penguji 4. Bapak / Ibu staf pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 5. Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuannya kepada penulis 6. Saudara-saudara penulis, Kak Riama Silalahi, Bang Sijabat, Kak Risda Silalahi, Bang Manik Sikettang, Bang Roiman Silalahi, Kak Frisca Siregar, Kak Rumata Silalahi, Bang Siahaan, Kak Rut Silalahi, Bang Damanik, Kak Raphita Silalahi, Bang Harianja, serta keponakan-keponakan penulis Enjes, Edu, Bionita, Thania, Jonathan, Lemuel, Griselda, Evelyn dan Laura yang telah memberikan dorongan, motivasi, doa dan bantuan materil kepada penulis 7. Rekan, sahabat-sahabat dan saudara yang setia mendukung, membantu, memberikan masukan dan informasi, memotivasi dan menghibur, menjalani suka-duka, pahit-manis masa perkuliahan : Badia Sihite, Hopnagel Sinaga, Tohap Pakpahan, Elwis Sitorus, Grandson Tumorang, Boby Hutapea, Fander Simanjuntak, Festus Simbolon, Henry Beteholi, Rizky Siagian, Fransiscus Pinem, Dila Marpaung, Mardi Banurea, Mangasi Sinaga, Welman Tambunan, Andre Manurung, serta seluruh rekan-rekan Keluarga Besar Teknik Sipil 2010, abang dan kakak 2007 dan adik-adik 2013 Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara

8. Rekan-rekan di Paguyuban Karya Salemba Empat USU, Margaret, Saryanta, Dany, Bang Laung, Dek Santo dan semua abang, kakak, dan adik-adik penggiat sharing, networking and developing 9. Sahabat-sahabat

penulis semasa SMA yang juga selalu mendukung dan mendorong

penulis, Jenni Sinaga, Sofina Harahap, Theresia Pasaribu, Elsa Sembiring, Tiara Batubara, Melinda Siahaan, Lia Purba, Enny Manalu, Ikhwan Zulmi 10. Seluruh rekan-rekan yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu atas dukungan dan batuannya yang baik kepada penulis

Walaupun dalam menyusun tugas akhir ini penulis telah berusaha untuk mengkaji dan menyampaikan materi secara sistematis dan terstruktur, penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari pembaca demi perbaikan di masa yang akan dating. Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya dan semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi pembaca.

Medan,

Oktober 2014

Rebekka Rosalia Silalahi Penulis

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI LEMBARPERSEMBAHAN …..………………………………………………….…………i ABSTRAK ……………………………………………………………………………ii KATA PENGANTAR DAFTAR ISI

.…………………………………………………………………iii

……………………………………………………………………………vi

DAFTAR GAMBAR

……………………………………………………………………ix

DAFTAR GRAFIK

……………………………………………………………………xi

DAFTAR TABEL

…………………………………………………………………...xii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Umum

…………………………………………………………………1

I.2 Rumusan Masalah I. 3 Tujuan

……………………………………………………6

……………………………………………………………6

I. 4 Batasan Masalah

……………………………………………………7

I. 5 Metode Penelitian

.…………………………………………………..8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Umum

……………………………………………………………9

II. 2 Material Beton Prategang II. 2. 1 Beton

………………………….………………………..11

II. 2. 2 Baja Prategang II. 3 Prinsip Dasar Prategang

…………………………………………..12 …………………………………………...13

II. 4 Sistem Pemberian Prategang

……………………………………...15

II. 5 Sistem Hollow Core Slab II. 5.1 Metode Pembuatan

………………………………………17

II. 5.2 Material Pembentuk Hollow Core Slab II. 5.3 Jenis-Jenis Hollow Core Slab

...…...21

……..………………...22

II. 5.4 Keuntungan Penggunaan Hollow Core Slab ……………….24 II. 6 Perencanaan Hollow Core Slab

Universitas Sumatera Utara

II. 6.1 Perencanaan Lentur

……………………………………….26

II. 6.2 Kehilangan Prategang

……………………………………..27

II. 6.3 Tegangan saat Transfer

..………………………………….31

II. 6.4 Tegangan Beban Layan

..………………………………….31

II. 6.5 Lawan Lendut (Camber) dan Lendutan (Deflection) ………31 II. 7 Teori Pelat II. 7.1 Teori Hirschfeld

…………………………………………..33

II. 7.2 Teori Pelat Silindris (Thimosenko)…………………………..35 II. 7.3 Metode Stiglat/Wippel …..…………………………………..40 II. 8 Lendutan pada Pelat Beton Bertulang

………………………………..43

BAB III METODE ANALISA III. 1 Data Desain dan Geometri II. 1.1 Pelat Konvensional

…...…………………………….……..47

II. 1.2 Pelat Pracetak Hollow Core Slab

…………………………..48

III. 2 Data Pembebanan ...…………………………………………………..48 III. 3 Perhitungan Tebal Pelat

...…………………………………………..50

III. 4 Menghitung Momen-Momen Pelat Konvensioanl Dua Arah dan Pracetak Satu Arah III. 4.1 Metode Hirschfeld III. 4.2 Metode Stiglat/Wippel

…...………………………………….50 …………………………………….51

III. 4. 3 Pelat Silindris (Thimosenko)

………………………….51

III. 5 Menghitung Lendutan III. 5.1 Metode Hirschfeld III. 5.2 Metode Stiglat/Wippel

….…….…………………………….52 ……………….………………….52

III. 5. 3 Pelat Silindris (Thimosenko)

………………………..….52

Universitas Sumatera Utara

III. 6 Penulangan Pelat Konvensional ………………………………….53 III. 7 Mengitung Momen ……………………………………………….56 III. 8 Hitung dan Kontrol Tegangan …………………………….…….56 III. 9 Menghitung Kehilangan (Losses)………………………….……..57 III. 10 Kontrol Lawan Lendut dan Lendutan ………………..…………58 BAB IV APLIKASI IV. 1 Perhitungan Momen dan Lendutan ………………………………59 IV. 2 Penulangan Pelat Konvensional

…………………………..69

IV. 3 Perencanaan Pelat Hollow Core Slab …………………………..77 IV. 4 Analisa Harga Bahan IV. 5 Diskusi

…………………………………..100

…………………………………………………..106

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V. 1 Kesimpulan V. 2 Saran DAFTAR PUSTAKA

………………………………………………….136

………………………………………………………….137 ………………………………………………………….xiii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1

Skema two way slab

4

Gambar 2.1

Kebutuhan prinsipil beton yang baik

11

Gambar 2.2

Tendon konsentris, hanya prategang

14

Gambar 2.3

Tendon konsentris, berat sendiri ditambahkan

14

Gambar 2.4

Tendon eksentris, hanya prategang

14

Gambar 2.5

Tendon eksentris, berat sendiri ditambahkan

14

Gambar 2.6

Proses pembuatan beton prategang pratarik

16

Gambar 2.7

Proses pembuatan beton prategang pascatarik

17

Gambar 2.8

Persamaan lendutan dengan berbagai perletakan

35

Gambar 2.9

Tegangan pada pelat

36

Gambar 3.1

Ilustrasi portal gedung

44

Gambar 3.2

Desain denah pelat rencana

45

Gambar 3.3

Potongan A-A

45

Gambar 3.4

Diagram alir perencanaan pelat konvensional

49

Gambar 3.5

Diagram alir perencanaan pelat hollow core slab

55

Gambar 3.6

Diagram tegangan prategang penampang

56

Gambar 4.1

Segmen pelat dua arah konvensional

59

Gambar 4.2

Segmen pelat satu arah pracetak hollow core slab

60

Gambar 4.3

Potongan A-A, desain rencana hollow core slab

60

Gambar 4.4

Penulangan pelat konvensional beban hidup 125 Kg/m2

70

Gambar 4.5

Penulangan pelat konvensional beban hidup 250 Kg/m2

72

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.6

Penulangan pelat konvensional beban hidup 400 Kg/m2

74

Gambar 4.7

Penulangan pelat konvensional beban hidup 500 Kg/m2

76

Gambar 4.8

(a) Detail A, (b) Detail B, (c) Detail C portal gedung pelat pracetak

77

Gambar 4.9

Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 125 Kg/m2 (Pro. RS 01)

84

Gambar 4.10 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 250 Kg/m2 (Pro. RS 02)

89

Gambar 4.11 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 400 Kg/m2 (Pro. RS 03)

94

Gambar 4.12 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 500 Kg/m2 (Pro. RS 04)

99

Gambar 4.13 Denah dan penamaan pelat

108

Gambar 4.14 Denah pemodelan pembebanan lapangan

131

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GRAFIK Grafik 2.1

Mencari nilai u (Thimosenko, 1992)

39

Grafik 2.2

Mencari nilai f0(u) dan ѱ0 (u)

40

Grafik 4.1

Momen arah x di tumpuan pelat konvensional

65

Grafik 4.2

Momen arah x di lapangan pelat konvensional

65

Grafik 4.3

Momen arah y di tumpuan pelat konvensional

66

Grafik 4.4

Momen arah y di lapangan pelat konvensional

66

Grafik 4.5

Momen pelat pracetak hollow core slab satu arah

67

Grafik 4.6

Momen pelat pracetak hollow core slab satu arah dengan pelat konvensional dua arah

67

Grafik 4.7

Lendutan pelat konvensional dua arah

68

Grafik 4.8

Lendutan pelat pracetak satu arah

68

Grafik 4.9

Lendutan pelat pracetak satu arah dengan pelat konvensional dua arah

68

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL Tabel 2.1

Kawat-Kawat untuk Beton Prategang

12

Tabel 2.2

Strand Standar Tujuh Kawat untuk Beton Prategang

13

Tabel 2.3

Sistem Hollow Core

24

Tabel 2.4

Nilai Kre dan J untuk Tiap Jenis Tendon

30

Tabel 2.5

Nilai C

30

Tabel 2. 6

Faktor Pengali Lawan Lendut dan Lendutan

32

Tabel 2.7.

Batas lendutan maksimum

33

Tabel 2.8

Nilai K Berdasarkan Tumpuan Pelat

34

Tabel 2. 9

Nilai αxf, αyf, αxs, dan αxs pada berbagai kondisi perletakan

41

Tabel 2.10

Koefisien lendutan metode Stiglat/Wippel

42

Tabel 4. 1

Perhitungan momen dan lendutan pelat konvensional dan pracetak

61

Tabel 4. 2

Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 125 Kg/m2

69

Tabel 4. 3

Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 250 Kg/m2

71

Tabel 4. 4

Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 400 Kg/m2

73

Tabel 4. 5

Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 500 Kg/m2

75

Tabel 4. 6

Perhitungan volume pelat konvensional dan pracetak hollow core slab

100

Tabel 4. 7

Daftar harga satuan bahan

105

Tabel 4. 8

Analisa harga bahan pelat konvensional dan pracetak hollow core slab

105

Tabel 4. 9

Perhitungan momen tumpuan pelat dengan berbagai kombinasi pembebanan papan catur

Tabel 4. 10

109

Momen lapangan yang terjadi dihitung dengan sistem pembebanan papan catur

132

Universitas Sumatera Utara