TINJAUAN ULANG PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BATAM CENTER PARK PROPINSI KEPULAUAN RIAU

Transkripsi

1 TINJAUAN ULANG PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BATAM CENTER PARK PROPINSI KEPULAUAN RIAU Yoka Sumar, Nasfryzal Carlo, Khadavi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Abstrak Secara umum struktur bagian atas bangunan meliputi balok, kolom, lantai dan atap yang berfungsi untuk mendukung beban-beban yang bekerja pada suatu bangunan. Perhitungan yang akan dilakukan pada gedung Batam Center Park yaitu pada struktur atas meliputi pelat atap dan pelat lantai, balok, kolom dan sloof. Beban struktur (beban mati, beban hidup) berpedoman pada SNI dan beban gempa berpedoman pada SNI , dimana portal dihitung secara 2D dengan metoda statik ekivalen. Tujuan dari perhitungan ini yaitu untuk mendapatkan gambaran tentang prinsip dasar perencanaan dan meninjau ulang struktur gedung, membandingkan hasil perhitungan penulis dengan hasil perhitungan konsultan perencanana. Dari hasil perhitungan diperoleh tebal pelat 120 mm, tulangan ø mm (sama dengan perencana). Untuk kolom, balok dan sloof, terdapat perbedaan tulangan, yaitu : kolom K1 (40x40) :, perencana :12 D 16, Kolom K2 (30x30): 8 D 13, perencana :, Balok B1(30x40) : 6 D 13, perencana : 6 D 16, sloof (20x40) : 4 D 16, perencana : 4 D 16. Kata kunci : Tinjauan, perencanaan, gedung Pembimbing I Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Nasfryzal Carlo, MSc Khadavi, ST, MT

2 REVIEW DESIGN OF THE UPPER STRUCTURE OF BUILDING ON BATAM CENTER PARK RIAU ISLAND PROVINCE Yoka Sumar, Nasfryzal Carlo, Khadavi Department of Civil Engineering, Faculity of Civil Engineering and Planing, University of Bung Hatta, Padang Abstrack In general, the upper structure of building covers beam, column, floor plate, and roof which function to support the loads that carry out in building. The calculation will be done in Batam Center Park Building is to top structure covers roof and floor plate, beam, column, and sloof. Structure load (dead load, live load) oriented on SNI and earth-quake oriented on SNI where portal calculated by 2D with equivalent static method. The purpose of this calculation is to get the description of basic principle of planning to Reobserve building structure, comparating writer's calculation with consultant planning result. From the calculation result found the plate thick is 120 mm, reinforcement bar mm (same with planner). For column, beam, and sloof, there are differences of reinforcement bar, that are, column K1 (40x40):, planner :12 D 16, column K2 (30x30): 8 D 13, planner 8 D 16, beam B1 (30x40) 6 D 13, planner : 6 D 16, sloof (20x40): 4 D 16, planner: 4D 16 Keywords : review, planing, building

3 PENDAHULUAN Dalam merencanakan gedung bertingkat, erat hubungannya dengan ilmuilmu kontruksi terutama dalam bidang mekanika teknik, struktur gedung, gempa dan pengetahuan lapangan. Untuk memperdalam pengetahuan tentang perencanaan gedung, maka penulis melakukan tinjauan ulang perencanaan pada gedung Batam Center Park yang terletak di Propinsi Kepulauan Riau yang terdiri dari enam lantai Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mendapatkan gambaran tentang prinsip dasar perencanaan dan mengetahui faktor apa saja yang menjadi pertimbangan dalam perhitungan suatu konstruksi. 2. Meninjau ulang struktur gedung Batam Center Park secara teoritis dan membandingkan hasil perhitungan penulis dengan hasil perhitungan konsultan perencana. BATASAN MASALAH Penulis memberikan batasan masalah pada Tugas Akhir ini, yaitu sebagai berikut : 1. Perhitungan dilakukan pada struktur atas balok, kolom, pelat dan sloof. 2. Asumsi yang digunakan adalah Portal 3 dimensi dengan pembebanan vertikal dengan gaya geser horizontal. 3. Dalam menghitung gaya-gaya yang bekerja pada struktur digunakan bantuan program komputer (ETABS 2D). 4. Beban sementara yang diperhitungkan adalah beban gempa. METODOLOGI PENULISAN Metodologi penulisan tugas akhir ini, yaitu dengan menggunakan studi literatur, dimana perhitungan yang dilakukan dengan berpedoman kepada buku-buku dan peraturan atau standarstandar yang ada. Sedangkan data-data yang digunakan didapat dari Kontraktor pada Proyek Gedung Batam Center Propinsi Kepulauan Riau tersebut. HASIL Dalam menganalisa struktur gedung bertingkat pada prinsipnya adalah meninjau respon struktur terhadap bebanbeban yang bekerja, kriteria desain serta menentukan tegangan dan gaya-gaya yang terjadi pada elemen struktur. Secara garis besar struktur bangunan harus memenuhi kriteria sebagai berikut : 1. Kuat (aman), berarti mampu menahan beban maksimal selama usia bangunan.

4 2. Kaku dan stabil, berarti tidak mempunyai defleksi dan deformasi yang besar. 3. Ekonomis, berarti di-disain seminimal mungkin tetapi mampu menahan beban terbesar yang diterimanya. 4. Mempunyai nilai keindahan (estetika). (L. Wahyudi 1997). Dalam perencanaan suatu gedung, perhitungan beban struktur merupakan hal yang mutlak dilakukan. Besar beban yang bekerja pada konstruksi ditentukan berdasarkan jenis dan fungsi bangunan yang akan dikerjakan. Dalam perhitungan beban akibat beban tetap (beban vertikal) yang ditijau hanya beban mati dan beban hidup saja guna untuk mengetahui besarnya gaya dalam yang bekerja pada struktur tersebut. Dalam perhitungan struktur beton bertulang akibat beban sementara, pada umumnya yang diperhitungkan adalah beban gempa. Pada saat gempa terjadi, bangunan menerima getaran akibat gempa dari dalam tanah secara acak dari berbagai arah (arah vertikal dan arah horizontal). Perhitungan beban gempa pada tulisan ini berdasarkan pada SNI Adapun langkah langkahnya adalah dengan menentukan parameter parameter sebagai berikut : Berat per lantai (Wi) Berat lantai meliputi beban pelat, balok, kolom, dan lain lain, serta ditambah dengan beban hidup. Berikut ini adalah hasil dari perhitungan berat lantai pada gedung yang ditinjau: Tabel 1. Berat Struktur Tiap Tinggi Berat hx Wx Wx. Hx (m) (kn) kn-m Dak Waktu Getar Alami Fundamental (T) Untuk struktur gedung berupa portal beton tanpa unsur-unsur pengaku yang membatasi simpangan: T = 0,0466 H 3/ 4 Dimana: H = tinggi bangunan, diukur dari tingkat penjepitan lateral (m). Hasil perhitungan : T = detik Nilai Faktor Respon Gempa (C 1 ) Dari peta gempa, diketahui bahwa Kota Batam terletak dalam wilayah I, maka nilai faktor respon gempa dapat dilihat pada grafik berikut :

5 Gambar 1. Grafik faktor respon gempa wilayah 1 Dari grafik di atas diperoleh C = 0,13. Faktor Keutamaan (I) Faktor keutamaan ditentukan berdasarkan Tabel 1( SNI ). Dari tabel tersebut diperoleh nilai faktor keutamaan (I) pada gedung yang ditinjau untuk kategori Rumah susun didapat nilai I = 1.0 Faktor Reduksi Gempa Berdasarkan Tabel 2 SNI , untuk kategori Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) beton bertulang. Didapat nilai R = 3,5 Beban Geser Dasar Nominal (V) Dalam SNI , beban geser dasar nominal statik ekuivalen (V) yang terjadi ditingkat dasar dapat dihitung dengan rumus : C Ι V = R W T Dimana: C1 = Nilai faktor response Gempa I = Faktor Keutamaan R = Faktor Reduksi Gempa Wt = Berat Total Gedung, termasuk beban hidup yang sesuai Dari hasil perhitungan, diperoleh V = N. Distribusi Gaya Geser Horizontal Beban geser dasar akibat gempa (V) harus dibagikan sepanjang tinggi gedung menjadi beban horizontal terpusat yang bekerja pada masingmasing tingkat lantai menurut rumus : Fi = Dimana: Wi. Zi V n Wi. Zi i= 1 Wi = berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai Zi = ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral n = nomor lantai tingkat paling atas Hasil perhitungan adalah sebagai berikut : Tabel 2. Berat Struktur Tiap Tinggi Berat F V Wx. Hx Lateral Strory Lt hx Wx Fx Vx (m) (kn) kn-m (kn) (kn) Dak

6 Pelat Tabel 3. Penulangan Pelat Dalam PBI 1971 diberikan tabel koefisien momen lentur yang memungkinkan penentuan nilai momenmomen dari masing-masing arah. Setiap panel pelat dianalisis tersendiri, berdasarkan kondisi tumpuan bagian tepinya. Untuk menghitung penulangan pada pelat, digunakan metode koefisien momen yang menganalisis nilai momen dari arah X dan arah Y pada setiap panel. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Bertulang Untuk Bangunan Gedung SNI Ada beberapa syarat yang harus diperhatikan dalam menghitung penulangan pelat, yaitu : atap Tulangan ρ b = β 1 x f ' f y c x f y ρ maks = 0,65 ρ b ρ min = 1,4 / fy Gambar 2. Denah Penulangan Pelat Data struktur yang digunakan pada tinjauan ulang pelat adalah sebagai berikut: - Mutu beton (fc ) = 30 Mpa - Mutu baja (fy) = Mpa - Tulangan = d 10 mm Setelah dilakukan perhitungan, diperoleh penulangan pelat dengan tebal 120 mm sebagai berikut : Balok Balok diasumsikan sebagai balok T. Penulangan balok direncanakan terhadap momen maksimum yang terjadi pada masing masing lantai. Tahapan perhitungan penulangan balok induk adalah sebagai dengan menentukan : Lebar efektif balok T be 16 hf + bw be ln + bw be ¼

7 Tinggi efektif tulangan (d) d = h p Øtul.sengkang ½ Øtul.utama Tinggi blok tekan (a) Untuk tulangan rangkap : a = = ρ. b. d. fy 0,5ρ. b. d. fy ' 0,85 fc. b 0,5ρ. b. d. fy ' 0,85 fc. b fy fc = 0,5882ρ. d ' Momen kapasitas (Mn) Untuk tulangan rangkap : a Mn = φ 0,5 ρ b d fy d + d' 2 Batas rasio tulangan 1, 4 ρ min = fy f ' c ρ b = β 1 x f ρ maks = 0,75 ρ b Luas tulangan (As) As = ρ x b x d y ( d ) 600 x f y Gambar 4. Detail Penulangan Balok Kolom Perencanaan Kolom berdasarkan pada kekakuan antara balok dan kolom, yaitu: Dimana I b L b I k L k = Inersia balok T =Panjang bentang balok = Inersia kolom = Panjang kolom Untuk menghitung Inersia balok T, pertama perlu ditentukan letak garis netral dari balok T tersebut. Formulanya adalah sebagai berikut : Tabel 4. Penulangan balok Tulangan Pokok Sengkang Tump. Lap. Tump. Lap. Lt. Atap Ø be hf 4 3 Ø Ø h hw 2 1 b1 bw b2 Gambar 5. Penampang Balok T

8 Maka, inersia balok adalah : yaitu: Ib= 1/12. b 1. h b 1. h 1 (Y - Y 1 ) 2 + 1/12. b 2. h b 2. h 2 (Y - Y 2 ) 2 Penulangan struktur kolom dihitung berdasarkan gaya aksial maksimum dan momen lentur yang terjadi padaportal yang ditinjau. Parameter parameter yang diperlukan yaitu : Tinggi efektif tulangan (d) d = h tc Øs 1/2 Øt Luas penampang bruto kolom A gr = b x h Gaya normal reduksi Syarat : Vu < φvc Dari perhitungan yang dilakukan, diperoleh hasil sebagai berikut : Tabel 5. Penulangan Kolom K1(40X40) Tulangan Sengkang Utama Tumpuan Lapangan Ø Ø Ø16 8Ø16 Eksentrisitas momen lentur TUMPUAN LAPANGAN Rasio tulangan (ρ) Luas tulangan yang diperlukan As = ρ x b x d Pemeriksaan kapasitas penampang kolom terhadap gaya aksial dan lentur dilakukan dengan rumusan sebagai beriukut: Syarat yang harus dipenuhi : φmn Mu Adapun penulangan geser kolom, dihitung berdasarkan kapasitas geser, Gambar 6. Detail Kolom K Tabel 6. Penulangan Kolom K2(30X30) Tulangan Sengkang Utama Tumpuan Lapangan L. Atap 4 8 D 13 8 D 13 Gambar 7. Detail Kolom K2

9 Sloof Perhitungan kapasitas penampang sloof dan penulangan sloof tidak jauh berbeda dengan perhitungan pada balok induk. Hanya saja, pada sloof dilakukan perhitungan tegangan tanah dibawah sloof. Tegangan tanah maksimal dihitung dengan rumusan : a. Pelat (tebal 120 mm) Tabel 8. Perbandingan perencanaan pelat antara penulis dengan perencana Penulis Perencana atap Dari perhitungan yang dilakukan, diperoleh hasil sebagai berikut : Tabel 7. Penulangan Sloof Tulangan Sengkang Utama Tumpuan Lapangan dasar 4 D 16 Ø Ø b. Balok (30/40 cm) Tabel 9. Perbandingan tulangan utama balok antara penulis dengan perencana Lt. atap Penulis Perencana 6 D 13 6 D 13 4 D 16 4 D 16 6 D 13 6 D 13 4 D 16 4 D 16 6 D 13 6 D 13 4 D 16 4 D 16 6 D 13 6 D 13 4 D 16 4 D 16 6 D 13 6 D 13 4 D 16 4 D D 16 2 D Ø D 16 2 D TUMPUAN LAPANGAN Gambar 8. Detail Sloof Ø Tabel 10. Perbandingan tulangan sengkang balok antara penulis dengan perencana Penulis Perencana Lt. atap Ø Ø Ø KESIMPULAN Dari hasil perhitungan Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan berupa perbandingan hasil perhitungan penulis dengan perhitungan perencana seperti berikut : c. Kolom K1(40/40 cm) Tabel 11. Perbandingan tulangan utama kolom K1antara penulis dengan perencana Penulis Perencana D D D 16

10 Tabel 12. Perbandingan tulangan sengkang kolom K1 antara penulis dengan perencana Penulis Perencana Ø Ø Ø d. Kolom K2 (30/30 cm) Tabel 13. Perbandingan tulangan utama kolom K2 antara penulis dengan perencana Penulis Perencana Atap 4 8 D 13 8 D 13 Tabel 14. Perbandingan tulangan sengkang kolom K2 antara penulis dengan perencana Penulis Perencana Lt. Atap 4 Ø Ø Tabel 15. Perbandingan tulangan utama sloof antara penulis dengan perencana Penulis Perencana Lt. dasar 4 D 16 4 D 16 6 D 16 6 D 16 Tabel 16. Perbandingan tulangan sengkang sloof antara penulis dengan perencana Penulis Perencana LT. dasar Ø Ø Ø Ø Dari hasil perhitungan diatas, terdapat beberapa perbedaan antara hasil perhitungan penulis dengan perencana. Faktor utama yang menyebabkan terjadinya perbedaan adalah dalam metoda perhitungan momen yaitu perencana menganalisa momen disain yang terjadi pada kolom tengah sementara penulis menganalisa momen disain terjadi pada ujung bentang bersih balok dan perhitungan pembebanan yaitu pada perhitungan beban hidup perencana menggunakan faktor reduksi 0.3 sedangkan penulis menggunakan beban hidup dengan metoda papan catur. KESIMPULAN Departemen Pekerjaan Umum Tata Cara perencanan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI , Yayasan Badan Penerbit : PU. Departemen Pekerjaan Umum Tata Cara perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI , Yayasan Badan Penerbit : PU. Direktorat Penerbit Penyelidikan Masalah Bangunan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung. Direktorat Jendral Cipta Karya departemen Pekerjaan umum, Bandung. Dipohusodo Istimawan. 1994, Struktur Beton Bertulang, Penerbit : Gramedia Pustaka Utama. Jakarta

11 Gideon H. Kusuma, Ir. M.Eng.AndrianoTakim, Dr, Ir Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa Seri Beton 3. Penerbit : Erlangga. Jakarta. McCormac Jack C. 2003, Desain Beton Bertulang Edisi Kelima Jilid 1, Penerbit : Erlangga. Jakarta McCormac Jack C. 2003, Desain Beton Bertulang Edisi Kelima Jilid 2, Penerbit : Erlangga. Jakarta Muto Kiyoshi. 1993, Analisis Perancangan Gedung Tahan Gempa. Penerbit : Erlangga. Jakarta