KAJIAN PORTAL BETON BERTULANG UNTUK GEDUNG 3 DAN 4 LANTAI DI WILAYAH GEMPA I
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana-1 Teknik Sipil
diajukanoleh : NUR FITRI ROHIMA ARUM NIM : D 100 070 047 NIRM : 07 06 106 03010 5 0047
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012
LEMBAR PENGESAHAN
KAJIAN PORTAL BETON BERTULANG UNTUK GEDUNG 3 DAN 4 LANTAI DI WILAYAH GEMPA I Tugas Akhir Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji Pada tanggal 26 September 2012 diajukan oleh : NUR FITRI ROHIMA ARUM NIM : D 100 070 047 NIRM : 07 06 106 03010 5 0047 Susunan Dewan Penguji:
“Punggung pisaupun bila diasah akan menjadi tajam.” (Penulis) “Tak ada sesuatu yang turun dari langit dengan sendirinya. Segala sesuatu berawal dari kemauan, tekad, kerja keras dan do'a.” (Penulis) “Wisuda setelah 10 semester adalah kesuksesan yang tertunda.” (Penulis) “Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah.” (Lessing) “Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kali kita jatuh.” (Confusius) “Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras. Keberuntungan adalah sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan kesiapan.” (Thomas A. Edison) “Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah. “ (Thomas A. Edison) “Witing tresno jalaran soko kulino.” (Anonim)
Tugas akhir ini ku persembahkan kepada : 1. Allah SWT yang telah meridhoi tugas akhir ini hingga selesai. 2. Babe dan Mami, terima kasih atas do’a, semangat dan dukungan baik moril maupun materiil. 3. Beloved Choirul Listianto, just be my first and my endless. 4. DINAMIK (Divisi Pecinta Alam Mahasiswa Teknik) yang kelak akan melantikku sebagai Anggota Luar Biasa. 5. All Civil Engineering 2007. 6. Almamater.
PRAKATA Assalamu’alaikum Wr Wb. Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi Sarjana-1 pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1). Bapak Ir. H. Agus Riyanto, SR, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2). Bapak Ir. H. Suhendro Tri Nugroho, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3). Bapak Ir. H. Ali Asroni, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai Ketua Dewan Penguji yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan. 4). Bapak Basuki, S.T, M.T., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 5). Bapak Sugiyatno, S.T, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan. 6). Bapak Gurawan Djati W, S.T, M.T., selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan dan ilmu selama masa perkuliahan. 7). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 8). Bapak, Ibu dan keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terimakasih atas do’a dan kasih sayang yang
telah diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas. 9). Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amiin. Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta,
Oktober 2012
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman PRAKATA ......................................................................................................
iii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xviii ABSTRAKSI .................................................................................................. xxii BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ..........................................................................
1
A. Latar Belakang ...........................................................................
1
B. Rumusan Masalah......................................................................
2
C. Tujuan Penelitian .......................................................................
3
D. Manfaat Penelitian .....................................................................
3
E. Batasan Masalah ........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
6
A. Perencanaan Tahan Gempa .......................................................
6
B. Daktilitas ....................................................................................
6
C. Pembebanan Struktur .................................................................
7
1. Kekuatan komponen struktur...............................................
7
2. Faktor beban ........................................................................
8
3. Faktor reduksi kekuatan ( ) .................................................
9
D. Beban Gempa ............................................................................ 10 1. Faktor-faktor penentu beban gempa .................................... 10 a). Faktor respons gempa (C1) ........................................... 10 b). Faktor keutamaan gedung (I) ........................................ 11 c). Faktor reduksi gempa (R) .............................................. 14 d). Berat total bangunan (Wt) ............................................. 14 2. Gaya geser dasar horisontal akibat gempa (V) .................... 15 3. Distribusi beban geser dasar akibat gempa sepanjang tinggi gedung ................................................................................. 16 4. Kontrol waktu getar gedung ................................................ 16
BAB III LANDASAN TEORI ..................................................................... 18 A. Perencanaan Struktur Portal dengan Prinsip Elastik Penuh ...... 18 1. Perencanaan tulangan balok ................................................ 18 a). Perhitungan tulangan longitudinal balok...................... 19 b). Perhitungan tulangan geser (begel) balok .................... 21 c). Perhitungan tulangan torsi balok .................................. 25 2. Perencanaan kolom .............................................................. 29 a). Persyaratan dan jenis kolom ......................................... 29 b). Faktor panjang efektif kolom (k) ................................... 30 c). Perhitungan tulangan memanjang kolom dengan membuat diagram .......................................................... 31 d). Perencanaan tulangan longitudinal kolom ................... 33 e). Perencanaan tulangan geser (begel) kolom .................. 35 B. Perencanaan Fondasi ................................................................. 38 BAB IV METODE PENELITIAN ............................................................. 41 A. Materi Penelitian........................................................................ 41 B. Alat Bantu Penelitian ................................................................. 41 1. Program Gambar (Autocad 2010)........................................ 41 2. Program Microsoft Office Word 2007 ................................. 41 3. Program Microsoft Office Excel2007 .................................. 41 C. Tahapan Penelitian .................................................................... 41 BAB V
PERENCANAAN AWAL ............................................................. 44 A. Data Perencanaan ...................................................................... 44 B. Analisis Beban Portal ................................................................ 46 1. Beban mati ........................................................................... 46 a). Perhitungan beban ........................................................ 46 b). Perhitungan momen lentur ............................................ 51 c). Perhitungan gaya geser ................................................. 63 d). Perhitungan gaya aksial kolom ..................................... 63 2. Beban hidup ......................................................................... 68 a). Perhitungan beban ........................................................ 68
b). Perhitungan momen lentur ............................................ 70 c). Perhitungan gaya geser ................................................. 77 d). Perhitungan gaya aksial kolom ..................................... 79 3. Beban gempa ....................................................................... 81 a). Berat total bangunan ..................................................... 81 b). Perhitungan beban ........................................................ 83 c). Perhitungan momen lentur ............................................ 84 d). Perhitungan gaya geser ................................................. 94 e). Perhitungan gaya aksial kolom ..................................... 96 4. Kombinasi beban ................................................................. 98 5. Torsi balok ........................................................................... 99 C. Kontrol Kecukupan Dimensi Portal .......................................... 111 1. Kecukupan dimensi balok ................................................... 111 a). Kontrol terhadap tulangan momen lentur ..................... 111 b). Kontrol terhadap torsi ................................................... 114 c). Penetapan dimensi balok ............................................... 115 2. Kecukupan dimensi kolom .................................................. 115 a). Pembuatan diagram perancangan kolom...................... 115 b). Kontrol dimensi ............................................................. 121 c). Penetapan dimensi kolom .............................................. 124 BAB VI PERENCANAAN AKHIR ............................................................ 125 A. Analisis Beban ........................................................................... 125 1. Beban mati ........................................................................... 125 a). Perhitungan beban ........................................................ 125 b). Hitungan gaya dalam .................................................... 125 2. Beban hidup ......................................................................... 141 a). Perhitungan beban ........................................................ 141 b). Hitungan gaya dalam .................................................... 141 3. Beban gempa ....................................................................... 151 a). Berat total bangunan ..................................................... 151 b). Perhitungan beban ........................................................ 154
c). Hitungan gaya dalam .................................................... 154 d). Kombinasi beban ........................................................... 166 B. Kontrol Waktu Getar Alami Gedung......................................... 177 C. Penulangan Balok ...................................................................... 195 1. Tulangan longitudinal .......................................................... 195 a). Hitungan tulangan ......................................................... 195 b). Kontrol momen rencana ................................................ 208 c). Panjang penyaluran tulangan balok ............................. 212 2. Tulangan geser ..................................................................... 214 3. Tulangan torsi ...................................................................... 218 D. Penulangan Kolom .................................................................... 223 1. Tulangan longitudinal .......................................................... 223 a). Penentuan kolom panjang dan kolom pendek ............... 223 b). Penentuan faktor pembesar momen (δs) ........................ 226 c). Hitungan tulangan ......................................................... 231 2. Tulangan geser ..................................................................... 234 E. Perencanaan Fondasi dan Sloof ................................................. 240 1. Penentuan ukuran fondasi .................................................... 240 2. Kontrol tegangan geser 1 arah ............................................. 242 3. Kontrol tegangan geser 2 arah ............................................. 245 4. Penulangan fondasi .............................................................. 246 5. Kontrol kuat dukung fondasi ............................................... 249 6. Penulangan sloof .................................................................. 250 a). Hitungan gaya dalam .................................................... 250 b). Hitungan tulangan longitudinal .................................... 253 c). Kontrol momen rencana ................................................ 256 d). Hitungan tulangan geser ............................................... 259 F. Perencanaan Ulang Fondasi dan Sloof....................................... 261 1. Penentuan ukuran fondasi .................................................... 261 2. Kontrol tegangan geser 1 arah ............................................. 263 3. Kontrol tegangan geser 2 arah ............................................. 264
4. Penulangan fondasi .............................................................. 266 5. Kontrol kuat dukung fondasi ............................................... 269 6. Penulangan sloof .................................................................. 269 a). Hitungan gaya dalam .................................................... 270 b). Hitungan tulangan longitudinal .................................... 273 c). Kontrol momen rencana ................................................ 276 d). Hitungan tulangan geser ............................................... 279 G. Gambar Perencanaan ................................................................. 284 BAB VII KAJIAN PORTAL 3 LANTAI DAN 4 LANTAI ....................... 285 A. Dimensi Portal ........................................................................... 285 B. Penulangan Balok ...................................................................... 286 C. Penulangan Kolom .................................................................... 292 D. Penulangan Sloof ....................................................................... 293 E. Penulangan Fondasi ................................................................... 294 F. Penambahan Satu Lantai Tingkat pada Portal ........................... 294 BAB VIII KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 295 A. Kesimpulan ................................................................................ 295 B. Saran .......................................................................................... 295 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 296 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel II.1.
Koefisien ζ yang membatasi Ti ..............................................
Tabel II.2.
Faktor keutamaan (I) berbagai jenis gedung (SNI-1726-2002)
10
................................................................................................
11
Tabel II.3.
Faktor reduksi gempa (SNI-1726-2002) ................................
14
Tabel II.4.
Koefisien reduksi beban hidup ...............................................
14
Tabel V.1.
Proses hitungan gaya dalam akibat beban mati......................
56
Tabel V.2.
Momen lentur balok akibat beban mati ..................................
61
Tabel V.3.
Momen lentur kolom akibat beban mati ................................
62
Tabel V.4.
Gaya geser balok akibat beban mati ......................................
64
Tabel V.5.
Gaya geser kolom akibat beban mati .....................................
64
Tabel V.6.
Gaya aksial kolom akibat beban mati ....................................
67
Tabel V.7.
Proses hitungan gaya dalam akibat beban hidup....................
71
Tabel V.8.
Momen lentur balok akibat beban hidup ................................
76
Tabel V.9.
Momen lentur kolom akibat beban hidup ..............................
76
Tabel V.10.
Gaya geser balok akibat beban hidup ....................................
78
Tabel V.11.
Gaya geser kolom akibat beban hidup ...................................
78
Tabel V.12.
Gaya aksial kolom akibat beban hidup ..................................
79
Tabel V.13.
Proses hitungan beban gempa pada Portal B .........................
84
Tabel V.14.
Proses hitungan gaya dalam akibat beban gempa ..................
87
Tabel V.15.
Momen lentur balok akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
Tabel V.16.
Momen lentur kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
Tabel V.17.
92
Gaya geser balok akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) .......................................................................
Tabel V.18.
92
94
Gaya geser kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
94
Tabel V.19.
Gaya aksial kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
97
Tabel V.20.
Hasil hitungan momen perlu balok ........................................
100
Tabel V.21.
Hasil hitungan gaya geser perlu balok ...................................
102
Tabel V.22.
Hasil hitungan gaya aksial perlu kolom .................................
104
Tabel V.23.
Hasil hitungan momen perlu kolom .......................................
106
Tabel V.24.
Hasil hitungan gaya geser perlu kolom ..................................
108
Tabel V.25.
Hasil hitungan momen lentur pelat ........................................
110
Tabel V.26.
Hasil hitungan nilai Q dan R dengan ρ sebesar 1%, 2%, 3% dan 4% untuk perancangan kolom Lantai 1 dengan ukuran 400 x 400 mm2, fc’ = 20 MPa, fy = 350 MPa .........................
120
Tabel VI.1.
Proses hitungan gaya dalam akibat beban mati......................
131
Tabel VI.2.
Momen lentur balok akibat beban mati ..................................
136
Tabel VI.3.
Momen lentur kolom akibat beban mati ................................
136
Tabel VI.4.
Gaya geser balok akibat beban mati ......................................
137
Tabel VI.5.
Gaya geser kolom akibat beban mati .....................................
137
Tabel VI.6.
Gaya aksial kolom akibat beban mati ....................................
138
Tabel VI.7.
Proses hitungan gaya dalam akibat beban hidup....................
142
Tabel VI.8.
Momen lentur balok akibat beban hidup ................................
147
Tabel VI.9.
Momen lentur kolom akibat beban hidup ..............................
147
Tabel VI.10.
Gaya geser balok akibat beban hidup ....................................
148
Tabel VI.11.
Gaya geser kolom akibat beban hidup ...................................
148
Tabel VI.12.
Gaya aksial kolom akibat beban hidup ..................................
149
Tabel VI.13.
Proses hitungan beban gempa pada Portal B .........................
154
Tabel VI.14.
Proses hitungan gaya dalam akibat beban gempa ..................
156
Tabel VI.15.
Momen lentur balok akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
Tabel VI.16.
Momen lentur kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
Tabel VI.17.
161
161
Gaya geser balok akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) .......................................................................
162
Tabel VI.18.
Gaya geser kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
Tabel VI.19.
163
Gaya aksial kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ................................................................
163
Tabel VI.20.
Hasil hitungan momen perlu balok ........................................
167
Tabel VI.21.
Hasil hitungan gaya geser perlu balok ...................................
169
Tabel VI.22.
Hasil hitungan gaya aksial perlu kolom .................................
171
Tabel VI.23.
Hasil hitungan momen perlu kolom .......................................
173
Tabel VI.24.
Hasil hitungan gaya geser perlu kolom ..................................
175
Tabel VI.25.
Nilai
dan a untuk hitungan simpangan gedung ..................
178
Tabel VI.26a. Penentuan defleksi tiap lantai portal ......................................
182
Tabel VI.26b. Penentuan waktu getar alami portal gedung ..........................
182
Tabel VI.27.
Proses hitungan ulang beban gempa pada Portal B ...............
183
Tabel VI.28.
Tinjau ulang proses hitungan gaya dalam akibat beban gempa ............................................................................................
Tabel VI.29.
Tinjau ulang momen lentur balok akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ...........................................
Tabel VI.30.
191
Tinjau ulang gaya geser kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ..................................................
Tabel VI.33.
190
Tinjau ulang gaya geser balok akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ..................................................
Tabel VI.32.
190
Tinjau ulang momen lentur kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) .......................................
Tabel VI.31.
185
192
Tinjau ulang gaya aksial kolom akibat beban gempa ke kanan (positif) dan ke kiri (negatif) ...........................................
192
Tabel VI.34.
Hasil tinjau ulang hitungan momen perlu balok ....................
196
Tabel VI.35.
Hasil tinjau ulang hitungan gaya geser perlu balok ...............
198
Tabel VI.36.
Hasil tinjau ulang hitungan gaya aksial perlu kolom .............
200
Tabel VI.37.
Hasil tinjau ulang hitungan momen perlu kolom ...................
202
Tabel VI.38.
Hasil tinjau ulang hitungan gaya geser perlu kolom ..............
204
Tabel VI.39.
Hasil hitungan tulangan longitudinal balok ...........................
211
Tabel VI.40.
Hasil hitungan tulangan geser (begel) balok ..........................
222
Tabel VI.41.
Penentuan jenis kolom ...........................................................
226
Tabel VI.42a. Faktor pembesar momen kolom δs dengan kuat perlu U = 1,4.D ......................................................................................
228
Tabel VI.42b. Faktor pembesar momen kolom δs dengan kuat perlu U = 1,2.D + 1,6.L ..........................................................................
228
Tabel VI.42c. Faktor pembesar momen kolom δs dengan kuat perlu U = 1,2.D + L + E(+) ......................................................................
229
Tabel VI.42d. Faktor pembesar momen kolom δs dengan kuat perlu U = 0,9.D + E(+) .............................................................................
230
Tabel VI.43.
Hasil hitungan tulangan longitudinal kolom ..........................
235
Tabel VI.44.
Hasil hitungan tulangan geser kolom .....................................
239
Tabel VI.45.
Proses hitungan gaya dalam pada sloof ..................................
251
Tabel VI.46.
Momen dan gaya geser sloof ..................................................
252
Tabel VI.47.
Hasil hitungan tulangan longitudinal sloof ............................
259
Tabel VI.48.
Proses hitungan ulang gaya dalam pada sloof ........................
270
Tabel VI.49.
Momen dan gaya geser sloof ..................................................
272
Tabel VI.50.
Hasil hitungan tulangan longitudinal sloof ............................
278
Tabel VI.51.
Hasil hitungan tulangan geser (begel) sloof ...........................
284
Tabel VII.1.
Dimensi portal bertingkat empat dam tiga .............................
286
Tabel VII.2.
Penulangan longitudinal balok ...............................................
287
Tabel VII.3.
Penulangan geser (begel) balok .............................................
288
Tabel VII.4.
Penulangan kolom ..................................................................
292
Tabel VII.5.
Penulangan longitudinal sloof ................................................
293
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar I.1.
Denah dan bentuk portal 3 lantai .........................................
4
Gambar I.2.
Denah dan bentuk portal 4 lantai .........................................
4
Gambar II.1.
Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun .........................
12
Gambar II.2.
Respons Spektrum Gempa Rencana ....................................
13
Gambar III.1.
Penampang balok .................................................................
18
Gambar III.2.
Bagan alir perhitungan tulangan longitudinal balok ............
21
Gambar III.3.
Lokasi geser maksimal (Vud) untuk perencanaan ................
22
Gambar III.4.
Bagan alir perhitungan begel balok .....................................
24
Gambar III.5.
Contoh Acp dan pcp ...............................................................
25
Gambar III.6.
Definisi A0h dan ph ...............................................................
26
Gambar III.7.
Bagan alir hitungan tulangan torsi .......................................
28
Gambar III.8.
Penampang kolom ...............................................................
29
Gambar III.9.
Penentuan rasio tulangan ρt kolom dengan membuat diagram interaksi kuat rencana tanpa satuan ............................
32
Gambar III.10.
Skema hitungan tulangan longitudinal kolom .....................
36
Gambar III.11.
Skema hitungan begel kolom...............................................
39
Gambar III.12
Skema hitungan fondasi .......................................................
40
Gambar IV.1.
Bagan alir perencanaan gedung ...........................................
42
Gambar V.1.
Denah pembagian beban mati (dan beban hidup) pada balok portal ..............................................................................
44
Gambar V.2.
Dimensi komponen struktur pada Portal B ..........................
45
Gambar V.3.
Pola garis leleh untuk pelat persegi .....................................
46
Gambar V.4.
Pemberian nomor batang pada balok Portal B ....................
48
Gambar V.5.
Pembagian beban pelat pada balok-balok Portal B .............
48
Gambar V.6.
Beban mati pada Portal B ....................................................
51
Gambar V.7.
Diagram bidang momen akibat beban mati pada portal awal ......................................................................................
62
Gambar V.8.
Diagram gaya geser akibat beban mati pada portal awal ....
Gambar V.9.
Beban vertikal yang didukung kolom berdasarkan pemba-
65
gian daerah beban (tributary area system) ..........................
65
Gambar V.10.
Diagram gaya aksial akibat beban mati pada portal awal ....
68
Gambar V.11.
Beban hidup pada Portal B ..................................................
70
Gambar V.12.
Diagram bidang momen akibat beban hidup pada portal awal ......................................................................................
77
Gambar V.13.
Diagram gaya geser akibat beban hidup pada portal awal ..
79
Gambar V.14.
Diagram gaya aksial akibat beban hidup pada portal awal ..
80
Gambar V.15.
Beban gempa nominal (kN) pada portal awal .....................
85
Gambar V.16.
Diagram bidang momen akibat beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal awal ..............................................
Gambar V.17.
93
Diagram gaya geser akibat beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal awal .....................................................
95
Gambar V.18.
Perhitungan gaya aksial kolom ............................................
96
Gambar V.19.
Diagram gaya aksial kolom akibat beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal awal ..........................................
Gambar V.20.
98
Diagram interaksi kolom Lantai 1 dengan ukuran 400 x 400 mm2, untuk perancangan tulangan dengan fc’ = 20 MPa, fy = 350 MPa............................................................................
120
Gambar V.21.
Tulangan longitudinal pada Kolom K2 ...............................
124
Gambar VI.1.
Beban mati (kN/m’) pada portal akhir .................................
126
Gambar VI.2.
Diagram bidang momen akibat beban mati pada portal akhir ......................................................................................
139
Gambar VI.3.
Diagram gaya geser akibat beban mati pada portal akhir ....
140
Gambar VI.4.
Diagram gaya aksial akibat beban mati pada portal akhir ...
140
Gambar VI.5.
Beban hidup pada Portal B ..................................................
141
Gambar VI.6.
Diagram bidang momen akibat beban hidup pada portal akhir ......................................................................................
150
Gambar VI.7.
Diagram gaya geser akibat beban hidup pada portal akhir ..
150
Gambar VI.8.
Diagram gaya aksial akibat beban hidup pada portal akhir .
151
Gambar VI.9.
Beban gempa nominal (kN) pada portal akhir .....................
Gambar VI.10.
Diagram bidang momen akibat beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal akhir ....................................................
Gambar VI.11.
164
Diagram gaya geser akibat beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal akhir ....................................................
Gambar VI.12.
155
165
Diagram gaya aksial kolom akibat beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal akhir ..........................................
165
Gambar VI.13.
Beban gempa nominal (kN) pada portal akhir (tinjau ulang) 184
Gambar VI.14.
Diagram bidang momen akibat tinjau ulang beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal akhir .............................
Gambar VI.15.
Diagram gaya geser akibat tinjau ulang beban gempa ke kanan (positif) pada portal akhir ..........................................
Gambar VI.16.
193
194
Diagram gaya aksial kolom akibat tinjau ulang beban gempa ke kanan (positif) pada portal akhir ................................
194
Gambar VI.17.
Penulangan Balok B17 ujung kiri ........................................
207
Gambar VI.18.
Penulangan Balok B17 ........................................................
208
Gambar VI.19.
Selimut momen Balok B17 ..................................................
214
Gambar VI.20.
Gaya geser pada Balok B17 .................................................
215
Gambar VI.21.
Penampang kolom K2..........................................................
239
Gambar VI.22.
Bentuk penampang dan potongan fondasi telapak menerus
240
Gambar VI.23.
Penulangan fondasi ..............................................................
250
Gambar VI.24.
Beban pada sloof ..................................................................
250
Gambar VI.25.
Diagram bidang momen sloof ..............................................
253
Gambar VI.26.
Diagram gaya geser sloof.....................................................
253
Gambar VI.27.
Penulangan Sloof S1 bentang lapangan ...............................
256
Gambar VI.28.
Gaya geser pada Sloof S1 ....................................................
260
Gambar VI.29.
Bentuk penampang dan potongan fondasi telapak menerus (Sloof 400/900 mm) .............................................................
261
Gambar VI.30.
Penulangan fondasi (Sloof 400/900 mm) .............................
269
Gambar VI.31.
Beban pada sloof 400/900 ....................................................
270
Gambar VI.32.
Diagram bidang momen sloof 400/900................................
272
Gambar VI.33.
Diagram gaya geser sloof 400/900 ......................................
273
Gambar VI.34.
Penulangan Sloof S1 (400/900) bentang lapangan ..............
276
Gambar VI.35.
Gaya geser Sloof S1 (400/900) ............................................
279
Gambar VI.36.
Penulangan Sloof S1 ............................................................
284
DAFTAR NOTASI
Acp
= luasan yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm2
A0
= luasan yang dibatasi oleh garis pusat (centerline) dinding pipa, mm2
A0h
= luasan yang dibatasi garis begel terluar, mm2
As
= luas tulangan longitudinal tarik (pada balok), mm2 = luas tulangan pokok pada pelat, mm2
As’
= luas tulangan longitudinal tekan (pada balok), mm2
Asb
= luas tulangan bagi (pada pelat), mm2
Ast
= As + As’ = luas total tulangan longitudinal (pada balok), mm2
As,b
= luas tulangan tarik pada kondisi seimbang (balance), mm2
As,maks
= batas maksimal luas tulangan tarik pada perencanaan beton bertulang, mm2
As,min
= batas minimal luas tulangan tarik pada perencanaan beton bertulang, mm2
As,u
= luas tulangan yang diperlukan berdasarkan hasil hitungan, mm2
Av,u
= luas tulangan geser/begel yang diperlukan dari hasil hitungan, mm2
a
= tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen, mm
ab
= tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen pada kondisi balance, mm
amaks,leleh
= tinggi a maksimal agar tulangan tarik sudah leleh, mm
amin,leleh
= tinggi a minimal agar tulangan tekan sudah leleh, mm
b
= lebar penampang balok, mm
Cc
= gaya tekan beton, N
Ci
= koefisien momen pelat pada arah sumbu-i
Clx
= koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek)
Cly
= koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang)
Ctx
= koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang
pendek) Cty
= koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang panjang)
c
= jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan, mm
cb
= jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan pada kondisi penampang seimbang (balance), mm
D
= beban mati (dead load), N, N/mm atau Nmm = lambang batang tulangan deform (tulangan ulir)
d
= jarak antara pusat berat tulangan tulangan tarik dan tepi serat beton tekan, mm
db
= diameter batang tulangan, mm
dd
= jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi serat beton tekan, mm
dd’
= jarak antara pusat berat tulangan tekan pada baris paling dalam dan tepi serat beton tekan, mm
ds
= jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tarik, mm
ds1
= jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris pertama dan tepi serat beton tarik, mm
ds2
= jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan baris kedua, mm
ds’
= jarak antara pusat berat tulangan tekan dan tepi serat beton tekan, mm
E
= beban yang diakibatkan oleh gempa (earthquake load), N atau Nmm
Ec
= modulus elastisitas beton, MPa
Es
= modulus elastisitas baja tulangan, MPa
fct
= kuat tarik beton, MPa
fc’
= kuat tekan beton atau mutu beton yang disyaratkan pada saat beton berumur 28 hari, MPa
fy
= kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa
h
= tinggi penampang struktur, mm
I
= momen inersia, mm4
K
= faktor momen pikul, MPa
Kmaks
= faktor momen pikul maksimal, MPa
L
= beban hidup (life load), N, N/mm atau Nmm
Mi
= momen pelat pada arah sumbu-i, Nmm
Mn
= momen nominal aktual struktur, Nmm
Mn,maks
= momen nominal aktual maksimal struktur, Nmm
Mlx
= momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm
Mly
= momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm
Mtx
= momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm
Mty
= momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm
Mu
= momen perlu atau momen terfaktor, Nmm
Mr
= momen rencana yang struktur, Nmm
m
= jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok
n
= jumlah total batang tulangan ada hitungan balok = jumlah kaki begel pada hitungan begel
pcp
= keliling yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm
ph
= keliling yang dibatasi garis begel terluar, mm
qD
= beban mati terbagi rata, N/mm
qL
= beban hidup terbagi rata, N/mm
qu
= beban terfaktor terbagi rata, N/mm
r
= jari-jari inersia, mm
S
= jarak 1 m atau 1000 mm
s
= spasi begel balok atau spasi tulangan pelat, mm
Tn
= momen puntir (torsi) nominal, Nmm
Tu
= momen puntir (torsi) perlu atau torsi terfaktor, Nmm
U
= kuat perlu atau beban terfaktor, N, N/mm atau Nmm
Vc
= gaya geser dapat ditahan oleh beton, N
Vn
= gaya geser nominal pada struktur beton bertulang, N
Vs
= gaya geser yang dapat ditahan oleh tulangan sengkang/begel, N
Vu
= gaya geser perlu atau gaya geser terfaktor, N
Vu,d
= gaya geser terfaktor pada jarak d dari muka tumpuan, N
α
= faktor lokasi penulangan
β
= faktor pelapis tulangan
β1
= faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya bergantung pada mutu beton
γ
= faktor ukuran batang tulangan
γc
= berat beton, kN/m3
γt
= berat tanah di atas fondasi, kN/m3
λ
= faktor beton agregat ringan = panjang bentang, m
λd
= panjang penyaluran tegangan tulangan tarik atau tekan, mm
λdb
= panjang penyaluran tegangan dasar, mm
λdh
= panjang penyaluran tulangan kait, mm
λhb
= panjang penyaluran kait dasar, mm
λn
= panjang bersih kolom atau balok, mm = lambang dimensi batang tulangan polos, mm = faktor reduksi kekuatan
KAJIAN PORTAL BETON BERTULANG UNTUK GEDUNG 3 DAN 4 LANTAI DI WILAYAH GEMPA I
Nur Fitri Rohima Arum (D 100 070 047) Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
ABSTRAKSI Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan antara hasil perencanaan portal beton bertulang 3 dan 4 lantai, serta mengetahui kemungkinan penambahan satu lantai tingkat pada portal 3 lantai tersebut ditinjau dari segi keamanan gedung. Penelitian dilaksanakan dengan mengambil contoh dua buah portal gedung kantor 3 lantai yang direncanakan oleh Asroni (2010b), dan portal 4 lantai yang akan direncanakan. Kedua portal tersebut dari denah bangunan yang sama, dibangun di wilayah gempa satu, dan direncanakan dengan sistem elastik penuh. Kombinasi beban (beban mati, beban hidup, dan beban gempa) diberikan pada kedua portal untuk diteliti. Kombinasi beban tersebut mengikuti peraturan beton di Indonesia (Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002). Dimensi portal (balok, kolom, sloof, dan fondasi) serta penulangannya direncanakan dengan baik/cukup untuk mendukung bebanbeban yang bekerja. Berdasarkan dimensi dan penulangan yang diperoleh, dapat diketahui perbandingan jumlah tulangan dan jarak begel pada kedua portal, serta kemungkinan aman / tidaknya struktur portal 3 lantai bila ditambah satu lantai tingkat di atasnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dimensi struktur (balok, kolom, sloof, dan fondasi) pada portal 4 lantai lebih besar daripada portal 3 lantai, jumlah tulangan longitudinal lebih banyak, dan jarak begel pada balok tepi lebih rapat. Selain itu, penambahan satu lantai tingkat pada portal gedung 3 lantai akan berbahaya bagi keamanan gedung dan pengguna gedung. Kata kunci : penambahan lantai, portal, elastik penuh, wilayah gempa satu
