PERENCANAAN DINDING GESER (SHEAR WALL) PADA PORTAL GEDUNG UTAMA RUMAH SAKIT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun oleh :
SYAFRIZAL HAMDANY 05520013
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2010
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb Bismillahirrahmannirrahim. Puji syukur penyusun sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Perencanaan Dinding Geser (Shear Wall) Pada Portal Gedung Utama Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang’ ini dengan baik. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat mencapai derajat kesarjanaan. Selama mengerjakan tugas akhir ini, penyusun banyak mendapat bantuan, petunjuk, dan arahan sehingga penyusun dapat mengerjakan tugas akhir dengan lancar, oleh karena itu dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada yang terhormat : 1. Bapak, Ibu dan keluarga tercinta yang selalu memberikan do’a dan dukungan baik moril maupun materiil sehingga penyusun dapat meyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. Selaku pembimbing I dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Zamzami, ST, MT. Selaku pembimbing II dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Teman-teman Sipil 2005 yang telah banyak memberikan masukan, motivasi dan saran. 6. Keluarga kost 58’b yang telah mengorbankan waktu, tenaga dan pikiran. 7. Belahan hati yang tiada henti-hentinya memberikan semangat.dan 8. Semua pihak yang telah membantu penyusun untuk menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata penyusun berharap agar laporan Tugas Akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua. Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Malang, Desember 2010
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................................i SURAT PERNYATAAN .........................................................................................ii KATA PENGANTAR ..............................................................................................iii ABSTRAK ................................................................................................................v DAFTAR ISI .............................................................................................................vi DAFTAR TABEL ....................................................................................................x DAFTAR GAMBAR ................................................................................................xii BAB I
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ..........................................................................1 1.2. Rumusan Masalah .....................................................................2 1.3. Maksud dan Tujuan ...................................................................3 1.4. Batasan Masalah .......................................................................3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Dinding Geser ...........................................................................5 2.1.1. Deformasi Pada Dinding Geser .....................................6 2.1.2. Jenis Dinding Geser ......................................................7 2.1.3. Bentuk dan Susunan Dinding Geser..............................8
2.2
Perinsip Dasar Bangunan Tahan Gempa ..................................9 2.2.1. Jenis-jenis Struktur Penahan Gempa .............................10
2.3
Pembebanan Struktur ................................................................11 2.3.1. Beban Mati ....................................................................12 2.3.2. Beban Hidup ..................................................................12 2.3.3. Beban Gempa ................................................................12
2.4
Perencanaan Terhadap Struktur Gedung...................................13 2.4.1. Struktur penahan beban gempa .....................................13 2.4.2. Kekakuan Struktur.........................................................13 2.4.3. Wilayah Gempa .............................................................14 2.4.4. Pembatas Waktu Getar Alami Fundamental .................18 2.4.5. Faktor Keutamaan (I) Untuk Berbagai Kategori Gedung Dan Bagunan ...................................................18 2.4.6. Faktor Reduksi ..............................................................20 2.4.7. Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen......................22
2.5
Momen Puntir ...........................................................................23 2.5.1. Pusat Massa ...................................................................24 2.5.2. Pusat Kekakuan .............................................................24 2.5.3. Eksentrisitas ..................................................................25 2.5.4. Menentukan Momen Puntir dan Gaya geser pada kolom ....................................................................................26
2.6
Desain Dinding Geser ...............................................................26
2.7
Desain balok ..............................................................................29
2.7.1. Perencanaan
Balok
Persegi
Bertulang Tunggal
Terhadap Lentur ............................................................29 2.7.2. Perencanaan balok T .....................................................31 2.8 BAB III
BAB IV
Desain Kolom Pendek ...............................................................32
METODOLOGI PERENCANAAN 3.1
Data Umum Bangunan ..............................................................35
3.2
Data Teknis Bangunan ..............................................................35
3.3
Mutu Bahan ...............................................................................36
3.4
Data Pembebanan ......................................................................36
3.5
Diagram Alir Perencanaan ........................................................38
PERENCANAAN STRUKTUR 4.1
Pendimensian ............................................................................39 4.1.1. Dimensi Balok ...............................................................39 4.1.2. Dimensi Plat ..................................................................40 4.1.3. Dimensi Kolom .............................................................41 4.1.4. Dimensi Dinding Geser .................................................42
4.2
Pembebanan Plat .......................................................................43 4.2.1. Pembebanan Plat Atap ..................................................43 4.2.2. Pembebanan Plat Lantai ................................................44
4.3
Perataan Beban Untuk Beban Mati ...........................................45
4.4
Perhitungan Beban Merata Pada Balok ....................................55 4.4.1. Perhitungan Beban Merata Pada Balok Induk ..............55 4.4.2. Perhitungan Beban Merata Pada Balok Anak ...............56
4.5
Perhitungan Beban Gempa........................................................57 4.5.1. Perhitungan Berat Banguna ...........................................57 4.5.2. Perhitungan Gaya Geser Dasar Horizontal Pada Tiap Lantai .............................................................................61
4.6
Analisa Momen Puntir ..............................................................63 4.6.1. Perhitungan Pusat Kekakuan .........................................63 4.6.2. Perhitungan Pusat Massa Bangunan .............................65 4.6.3. Eksentrisitas Struktur ....................................................67 4.6.4. Momen Puntir dan Gaya Geser .....................................68
4.7
Perencanaan Balok ....................................................................73 4.7.1. Perencanaan Tulangan Tumpuan Pada Balok Induk.....73 4.7.2. Perencanaan Tulangan Lapangan Pada Balok Induk ....76 4.7.3. Perhitungan Tulangan Geser Balok...............................81
4.8
Perencanaan Kolom ..................................................................84
4.9
Perencanaan Dinding Geser ......................................................92 4.9.1. Perencanaan Dinding Geser Arah X .............................92 4.9.2. Perencanaan Dinding Geser Arah Y .............................102
BAB V
PENUTUP 5.1
Kesimpulan ...............................................................................112
5.2
Saran..........................................................................................113
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................114 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Halaman Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah untuk masing-masing wilayah gempa indonesia ................................15
2.2.
Ketentuan Resiko Gempa ACI/UBC dan SNI 2847 ....................................15
2.3.
Koefisien
yang
membatasi
waktu
getar
alami
fundamental struktur gedung ......................................................................18 2.4.
Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan ......................................................................................................
2.5.
Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, faktor tahanan lebihstruktur dan factor tahanan lebih total beberapa jenis sistem dan subsistem struktur gedung ............................................................................................20
4.1.
Distribusi gaya geser dasar horizontal total akibat gempa...........................62
4.2.
Pusat kekakuan.............................................................................................65
4.3.
Tabel Pusat Massa Lantai Basement............................................................65
4.4.
Tabel Pusat Massa Lantai 1 – Lantai 5 ........................................................66
4.5.
Tabel Pusat Massa Lantai Atap....................................................................66
19
4.6.
Tabel Pusat Massa........................................................................................67
4.7.
Tabel Eksentrisitas Struktur .........................................................................67
4.8.
Gaya geser yang bekerja pada kolom/penahan gempa akibat momen puntir (V) arah x dan y pada tiap lantai................................69
4.9.
Gaya geser yang bekerja pada kolom/penahan gempa akibat momen puntir (V) pada lantai 5 ........................................................70
4.10.
Tabel Penulangan Balok Induk ....................................................................80
4.11.
Tabel Penulangan Kolom .............................................................................91
4.12.
Tabel Jenis Baja Tulangan D 20 Dipasang Dua Tulangan ..........................95
4.13.
Tabel Jenis Baja Tulangan D13 4 Sengkang ...............................................99
4.14.
Tabel Jenis Baja Tulangan D13 ..................................................................100
4.15.
Tabel jenis baja tulangan D13......................................................................100
4.16.
Tabel Penulangan Dinding Geser Arah X ...................................................101
4.17.
Tabel Jenis Baja Tulangan D18 Dipasang Dua Pasang Tulangan ...............105
4.18.
Tabel Jenis Baja Tulangan D13 4 Sengkang ...............................................109
4.19.
Tabel Jenis Baja Tulangan D13 ...................................................................110
4.20.
Tabel Jenis Baja Tulangan D13 ...................................................................110
4.21.
Tabel Penulangan Dinding Geser Arah Y ...................................................111
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Deformasi Portal Terbuka dan Dinding geser ................................................ 6
2.2
Bentuk dan Susunan Dinding Geser ............................................................... 8
2.3
Deformasi yang Terjadi Pada Dinding Geser.................................................10
2.4
Sistem Struktur Tahan Gempa .......................................................................11
2.5
Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahuh17 ...................................................16
2.6
Wilayah Gempa dan Jenis Tanah ...................................................................17
2.7
Jenis-Jenis Kolom ..........................................................................................33
4.1
Luasan Plat .....................................................................................................40
4.2
Dinding Geser ................................................................................................42
4.3
Potongan Penampang Penumpuan Balok .......................................................76
4.4
Sketsa Penampang Balok T ............................................................................76
4.5
Potongan Penampang Penumpuan Balok T ...................................................78
4.6
Gambar Diagram Geser ..................................................................................81
4.7
Diagram Geser Setengah Bentang Balok .......................................................82
4.8
Potongan Penampang Kolom .........................................................................90
4.9
Gaya Yang Bekerja Pada Dinding Geser Arah X ..........................................92
4.10
Penampang Dinding Geser .............................................................................94
4.11
Gaya Yang Bekerja Pada Dinding Geser Arah Y ..........................................102
4.12
Penampang Dinding Geser .............................................................................104
DAFTAR PUSTAKA
Dipohusodo, Istimawan. 1999. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SKSNI T-15- 1991-03. Jakarta : Gramedia Pustaka. Muto, Kiyoshi. 1993. Analisis Perancangan Gedung Tahan Gempa. Jakarta : Erlangga. Purwono, Rachmad. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa sesuai SNI-1726 dan SNI 2847 Terbaru, Surabaya : Itspress. Rommel,
Erwin.
Puntiran
Gedung
Akibat
Beban
Gempa.
http://erwinrommel.staff.umm.ac.id/files/2010/02/GEMPA-13-puntirangedung.pdf Schueller, Wolfgang. 1989. Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi. Bandung : Eresco. SNI-1726-2002, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-2847-2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional. Yayasan
Lembaga
Penyelidikan
Masalah
Bangunan,
1987,
Peraturan
Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1987. Bandung : Direktorat Jenderal Cipta Karya, Departemen Pekerjaan Umum.
