PERANCANGAN BALOK BETON PROFIL RINGAN UNTUK PEMASANGAN LANTAI BANGUNAN BERTINGKAT YANG EFEKTIF

Transkripsi

1 PERANCANGAN BALOK BETON PROFIL RINGAN UNTUK PEMASANGAN LANTAI BANGUNAN BERTINGKAT YANG EFEKTIF Jamiatul Akmal 1, a *, Ofik Taufik Purwadi 2,, Joko Pransytio 3, c 1,3) Jurusan Teknik Mesin, UNILA, Bandar Lampung, Indonesia 2) Jurusan Teknik Sipil, UNILA, Bandar Lampung, Indonesia a jamiatulakmal@gmail.com ofik.t.p@gmail.com c pransytio1127@gmail.com Astrak Penelitian ini dilatarelakangi oleh keprihatinan terhadap laju kehilangan hutan (deforestasi), yang salah satu penyeanya adalah penggunaan kayu untuk ekisting pengecoran eton pada lantai angunan ertingkat. Beragai upaya pun telah dilakukan peneliti seelumnya dan menawarkan eragai produk, misalnya keramik komposit eton (cheiling rick) dan alok dari eton erpori. Produk-produk yang telah ada masih saja menyisakan eerapa kekurangan, diantaranya teknologi dan harga yang relatif tinggi. Penelitian ini akan mengupayakan metode aru untuk pengecoran dak eton yang efektif. Metode ini menawarkan alok-alok profil ringan yang dirancang sedemikian rupa supaya susunan alok-alok terpasang saling mengunci. Analisis kekuatan dilakukan dengan metode numerik dan eksperimen. Material model dan ean yang dierikan mengacu kepada peraturan pemeanan Indonesia untuk gedung (SNI ). Di ujung alok, faktor keamanan untuk tulangan seesar 31,616 (240 Mpa/7,591 Mpa) dan untuk eton seesar 5,874 (40 Mpa/6,81 MPa). Di tengah alok, faktor keamanan untuk tulangan seesar 39,702 (240 Mpa/6,045Mpa) dan untuk eton seesar 1,547 (5 Mpa/3,233 MPa). Jika analisis dilakukan terhadap alok yang sudah dirakit maka faktor keamanan akan meningkat. Seagai contoh, di agian tengah alok faktor keamanan untuk eton ertamah menjadi 2,126 untuk 7 alok. Balok profil ini relatif ringan (kurang leih 25 kg/m) sehingga efektif dalam pemasangan dan minimal dalam penggunaan kayu ekisting. Kata kunci: Mengurangi laju kehilangan hutan, perancangan, alok eton, lantai angunan ertingkat, analisis tegangan PENDAHULUAN Dewasa ini hutan Indonesia mengalami pengurangan deforestasi) dengan laju 1,13 ha pertahun [1]. Salah satu cara untuk mengatasi deforestasi adalah dengan mengendalikan pemanfaatan kayu. Kayu iasa digunakan seagai alat antu dalam angunan yang diseut kayu ekisting. Kayu ekising setelah selesai digunakan akan teruang sia-sia. Untuk meminimalkan kayu ekisting dalam proses pengecoran, telah anyak ditemukan produk teknologi. Teknologi terseut diantaranya mengemangkan metode pengecoran dengan menawarkan alok-alok siap pasang. Contohnya adalah keramik komposit eton yang dikenal dengan istilah keraton (cheilling rick) [2]. Contoh lainnya adalah teknologi yang menawarkan alokalok eton dengan oot ringan (eton erpori) [3]. Gamar 1(a) memperlihatkan alok keraton dan () alok dari eton erpori. Permasalahan yang dihadapi adalah produk ini tidak umum, memutuhkan teknologi dan harga yang reltif tinggi. a Gamar 1. a. Balok Material Keramik Komposit. Balok Berpori

2 Padahal masyarakat memutuhkan teknologi pengecoran lantai angunan ertingkat dengan metode yang mudah dan murah. Pada penelitian ini dikemangkan metode aru dalam pemasangan lantai eton yang mudah diaplikasikan. Material yang digunakan adalah eton iasa dengan penguat tulangan esi. PROFIL BALOK RINGAN YANG DIUSULKAN Produk ini merupkan pengemangan dari produk-produk yang telah ada (alok keraton dan alok eton erpori). Profil alok dirancang sedemikian rupa agar ketika terpasang saling mengunci (interlocking), seperti yang terlihat pada Gamar 2 (a), () dan (c). Keramik (a) () Spesi Balok Beton Gamar 2. (a) Penampang Model Balok Beton () Pemasangan Besi Tulangan dan (c) Balok Beton Terpasang KONSTRUKSI BETON Beton adalah konstruksi angunan sipil yang paling anyak digunakan. Beton ertulang adalah eton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum dan direncanakan erdasarkan asumsi ahwa kedua material ekerja ersama-sama dalam menahan gaya yang ekerja. Beton ertulang dirancang dengan memperhatikan standar SNI [4]. Tael 1 memperlihatkan sifat material eton dengan komposisi semen dan pasir. Tael 2 menunjukkan sifat material esi aja untuk tulangan [5] Tael 1. Propertis Material Beton (Concrete) Parameter Nilai Modulus elastisitas 4100 MPa Poisson's ratio 0,21 Shear modulus 17 MPa Mass density 2200 kg/m 3 Tensile strength 5 MPa Compressive strength 40 MPa Tael 2. Propertis Material Besi Beton Parameter Nilai Modulus elastisitas 120 GPa Poisson's ratio 0,26 Shear modulus 6500 MPa Mass density 7250 kg/m 3 Tensile strength 450 MPa Yield strength 240 MPa KETENTUAN PEMBEBANAN Dalam perencanaan pemeanan digunakan eerapa acuan standar, yaitu seagai erikut: 1) Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ). 2) Standar Perencanaan Ketahan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). 3) Pedoman Perencanaan Pemeanan untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1987). Berdasarkan peraturan-peraturan di atas, struktur seuah gedung harus direncanakan

3 kekuatannya terhadap ean-ean erikut: a. Bean Mati (Dead Load). Bean Hidup (Live Load) c. Bean Gempa (Earthquake Load) d. Bean Angin (Wind Load) Bean-ean yang ekerja pada struktur angunan ini adalah seagai erikut: a. Bean Mati Bean mati yang diperhitungkan dalam struktur gedung ertingkat ini merupakan erat sendiri elemen struktur angunan yang memiliki fungsi struktural menahan ean. Bean terseut harus disesuikan dengan volume elemen struktur yang akan digunakan. Bean dari erat sendiri elemen-elemen terseut diantaranya seagai erikut[4]: Beton = 2200 kg/m 3 Tegel (keramik) teal per cm = 24 kg/m 3 Spesi teal per cm = 21 kg/m 3. Bean Hidup Bean hidup yang digunakan untuk lantai angunan gedung/rumah ertingkat mengacu pada standar pedoman pemeanan yang ada, yaitu seesar 250 kg/m 2 [4]. ANALISIS UNTUK TEGANGAN Model alok eton dianggap tumpuan penjepit (fix end) karena esi yang ada pada alok eton ekerja pada dinding (lihat Gamar 3) Panjang alok eton diasumsikan 4 m, lear 0,2 m, teal kramik 1 cm, teal spesi 3 cm dan ean yang ekarja adalah ean hidup dan ean mati. Bean mati yaitu erat eton 170 kg, erat dan ean hidup 200 kg (250 kg/m 2 x 4 m x 0,2 m). Jadi total ean (ql) adalah 370 kg atau 3700N. M = ql 2 /12 M = 3700 N. 4 m /12 M = 1233,33 Nm = 1,233x10 6 Nmm a. Titik Centroid Gamar 4. Penampang Balok Beton Untuk mempermudah dalam melakukan perhitungan maka penampang alok eton diagi menjadi 9 angun ditunjukkan pada Gamar 4 dan diteelkan pada Tael 1 seperti di awah ini. Tael 1. Luas dan titik centroid pada penampang alok eton. Bangun Titik Luas(A), mm 2 centroid (y), mm , , , ,67 Jumlah y = Gamar 3. Model Balok Tegangan teresar yang dihasilkan dari alok eton seagai erikut : y= y = 52,28 mm (jarak dihitung dari awah). Momen Inersia Untuk menghitung momen inersia dapat dihitung dengan persamaan ini.

4 I = I o + A (d) 2...(2) Keterangan ; I o = momen Inersia, mm 4 A = Luas penampang, mm 2 d = Jarak centroid angun dengan titik centroid penampang, mm ζ = 6,316 Mpa Selain analisis teoritik, dilakukan juga analisis numerik dengan software elemen hingga. Distriusi tegangannya ditampilkan pada Gamar 5. 6,468 MPa. h Pada Tael 2 menunjukkan esar momen inersia pada alok yang telah diagi menjadi 9 agian untuk mempermudah perhitungan. Momen inersia total untuk penampang alok adalah ,75 mm 4. Tael 2. Besar Momen Inersia pada Balok Beton. Bangun Momen Inersia ,76 mm ,64 mm ,64 mm ,10 mm ,10 mm ,22 mm ,22 mm ,035 mm ,035 mm 4 Jumlah ,75 mm 4 Besar tegangan yang terjadi pada alok eton yang dihitung secara teoritik adalah : ζ = ζ = 1,233x Nmm 52,28 mm ,75 mm 4 I = h 3 /12 I = h 3 /36 Gamar 5. Tegangan yang terjadi pada alok eton Secara numerik, tegangan maksimum yang terjadi pada alok adalah 6,468 MPa, sedangkan secara teoritik tegangan diketahui seesar 6,316 MPa. Hasil ini menunjukkan konsistensi dalam analisis dengan tingkat kesalahan 2,35%. ANALISIS KEKUATAN DAN DISKUSI Berikut ditampilkan Faktor Keamanan (Safety Factor/SF), yang dihitung terpisah antara eton dan esi tulangan. Hasil dari tegangan yang terjadi menunjukkan penurunan tegangan jika alok eton disusun erdampingan dianding hanya satu alok eton seagaimana yang ditunjukkan pada Gamar 6, 7, 8, dan SF Besi pada Ujung Balok Gamar 6. Grafik SF esi tulangan pada agian ujung alok eton

5 Gamar 7. Grafik SF esi tulangan pada agian tengah alok eton SF Besi Tulangan pada Tengah Balok Safety Faktor (SF) Beton pada Ujung Balok Beton Gamar 8. Grafik SF eton pada agian ujung alok eton Safety Faktor (SF) Beton pada Tengah Balok Beton prospek untuk dilanjutkan dan diaplikasikan untuk angunan ertingkat. Saran Dari analisis numerik dan spesimen yang dihasilkan maka dapat dierikan eerapa saran (1) Material yang digunakan dapat di kominasikan selain semen dan pasir namun teknologinya yang mudah didapatkan agar seluruh masyarakat dapat memuatnya. (2) Balok eton yang telah di analisis secara numerik dapat dilanjutkan penilitian ekperimental. DAFTAR PUSTAKA [1] Commmitte on foresty (FAO) Gloal Forest Resources Assessment Food and Agriculture [2] Mursodo, Bamang Modifikasi Dak Keraton. Bandung: Cipta Karya PU [3] Informasi pada [4] Badan Standarisasi Nasional SNI Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. Bandung: ICS Gamar 9. Grafik SF eton pada agian tengah alok eton SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Dari hasil penelitian yang dilakukan, maka dapat diamil eerapa kesimpulan ahwa Safety factor (SF) seluruh material yaitu eton dan esi tulangan aman karena nilainya leih dari 1. Dengan demikian model ini layak dan