BAB III METODE ANALISIS HASIL ANALISA DAN EVALUUASI. Penentuan Model/ Geometri Struktur. Analisa Struktur dengan ETABS/SAP 2000.

Transkripsi

1 BAB III METODE ANALISIS Langkah-langkah analisa yang dilakukan oleh penulis dapat dijelaskan secara singkat dengan diagram alir dibawah ini: START HASIL ANALISA DAN EVALUUASI Analisa Metoda Perbaikan Analisa Metoda Perkuatan Berdasarkan Kerusakan : Keretakan - Retak struktur - Retak non-struktur Spalling Dengan Metode : Memperpendek Bentang Memperbesar Dimensi Menambah plat baja Menggunakan FRP Perhitungan Beban Gempa Angin, Mati, Hidup Penentuan Model/ Geometri Struktur Penentuan Metode Perkuatan yang Dipakai Untuk Dianalisa Analisa Struktur dengan ETABS/SAP 2000 Output Data Cek Kekakuan, Kekuatan dan Kestabilan Tidak Kuat Kuat FINISH Gambar 3.1. Diagram Alir Metode Analisis III-1

2 3.1 Metode Analisis Dalam melakukan desain perkuatan serta analisisnya, data yang diperoleh adalah data hasil dari analisa dan evaluasi yang telah dilakukan oleh pihak konsultan struktur. Dengan hasil rekomendasi bahwa Gedung Cabang Pembantu BCA KCU Asia Afrika ini diperlukan perkuatan elemen balok akibat beban rencana gravitasi pada sebagian balok induk serta diperlukan pengaku tambahan berupa bracing atau dapat digunakan juga shear wall. Hasil analisa dan evaluasi yang penulis dapatkan, akan dilakukan analisa terhadap desain perkuatan yang cocok atau sesuai dengan rekomendasi dari pihak konsultan struktur. 3.2 Data Hasil Analisa dan Evaluasi Pada Gedung Cabang Pembantu BCA KCU Asia Afrika ini telah dilakukan analisis dan evaluasi dari hasil investigasi dan pendataan elemen-elemen struktur bangunan seperti pelat lantai, balok, kolom oleh pihak konsultan yang ditunjuk dari pihak PT. BCA Tbk yaitu PT. Ketira Engineering Consultants. Dengan hasil rekomendasi bahwa Gedung Cabang Pembantu BCA KCU Asia Afrika ini diperlukan perkuatan elemen balok akibat beban rencana gravitasi pada sebagian balok induk serta diperlukan pengaku tambahan berupa bracing atau dapat digunakan juga shear wall. Dari hasil ini penulis mulai menganalisa hasil yang didapat, baik berupa data-data lapangan, data-data pengujian, maupun data hasil analisa dan evaluasi. Yang kemudian dilakukan analisa terhadap desain perbaikan dan perkuatan yang sesuai dengan yang hasil analisa dan evaluasi dari pihak konsultan struktur. III-2

3 3.3 Analisa Metode Perbaikan dan Perkuatan Struktur Didalam melakukan analisa metode perbaikan dan perkuatan struktur harus memperhatikan perrtimbangan-pertimbangan antara lain : Pemakaian bahan dan material yang mudah didapat/ diperoleh Biaya untuk perbaikan/perkuatan struktur seminimal mungkin Mudah dalam pelaksanaan dan mungkin dilaksanakan oleh kontraktor local Jangka waktu pelaksanaan tidak terlalu lama Didalam pelaksanaanya tidak menimbulkan permasalahan pada struktur yang sudah ada Penentuan Metode dan Material Perbaikan Penentuan metode dan material perbaikan berdasarkan dari hasil investigasi dan evaluasi dari pihak konsultan struktur, adapun metode perbaikan tergantung dari tingkat kerusakannya: Adapun tingkatan kerusakannya yaitu : a) Keretakan Keretakan dibedakan retak struktur dan non-struktur. Retak struktur umumnya terjadi pada elemen struktur beton bertulang, sedang retak nonstruktur terjadi dinding bata atau dinding non-beton lainnya. Untuk retak non-struktur, dapat digunakan metode injeksi dengan material pasta semen yang dicampur dengan expanding agent serta latex atau hanya melakukan sealing saja dengan material polymer mortar atau polyurethane sealant. III-3

4 Sedang pada retak struktur, digunakan metode injeksi dengan material epoxy yang mempunyai viskositas yang rendah, sehingga dapat mengisi dan sekaligus melekatkan kembali bagian beton yang terpisah. Proses injeksi dapat dilakukan secara manual maupun dengan mesin yang bertekanan, tergantung pada lebar dan dalamnya keretakan. b) Spalling Spalling adalah kerusakan berupa terlepasnya suatu bagian beton. Ini biasanya terjadi akibat tumbukan antar elemen struktur akibat goncangan gempa bumi. Metode perbaikan pada kerusakan spalling, tergantung pada besar dan dalamnya spalling yang terjadi. Patching Untuk spalling yang tidak terlalu dalam (kurang dari selimut beton) dan area yang tidak luas, dapat digunakan metode patching. Metode perbaikan ini adalah metode perbaikan manual, dengan melakukan penempelan mortar secara manual. Pada saat pelaksanaan yang harus diperhatikan adalah penekanan pada saat mortar ditempelkan; sehingga benar-benar didapatkan hasil yang padat. Material yang digunakan harus memiliki sifat mudah dikerjakan, tidak susut dan tidak jatuh setelah terpasang (lihat maksimum ketebalan yang dapat dipasang tiap lapis), terutama untuk pekerjaan perbaikan overhead. Umumnya yang dipakai adalah monomer mortar, polymer mortar dan epoxy mortar. III-4

5 Grouting Sedang pada spalling yang melebihi selimut beton, dapat digunakan metode grouting, yaitu metode perbaikan dengan melakukan pengecoran memakai bahan non-shrink mortar. Metode ini dapat dilakukan secara manual (gravitasi) atau menggunakan pompa. Pada metode perbaikan ini yang perlu diperhatikan adalah bekisting yang terpasang harus benar-benar kedap, agar tidak ada kebocoran spesi yang mengakibatkan terjadinya keropos dan harus kuat agar mampu menahan tekanan dari bahan grouting. Material yang digunakan harus memiliki sifat mengalir dan tidak susut. Umumnya digunakan bahan dasar semen atau epoxy. Shotcrete (Beton Tembak) Apabila spalling yang terjadi pada area yang sangat luas, maka sebaiknya digunakan metode Shot-crete. Pada metode ini tidak diperlukan bekisting lagi seperti halnya pengecoran pada umumnya. Metode shotcrete ada dua sistim yaitu dry-mix dan wet-mix. Pada sistim dry-mix, campuran yang dimasukkan dalam mesin berupa campuran kering, dan akan tercampur dengan air di ujung selang. Sehingga mutu dari beton yang ditembakkan sangat tergantung pada keahlian tenaga yang memegang selang, yang mengatur jumlah air. Tapi sistim ini sangat mudah dalam perawatan mesin shotcretenya, karena tidak pernah terjadi blocking. III-5

6 Pada sistim wet-mix, campuran yang dimasukkan dalam mesin berupa campuran basah, sehingga mutu beton yang ditembakkan lebih seragam. Tapi sistim ini memerlukan perawatan mesin yang tinggi, apalagi bila sampai terjadi blocking. Pada metode shotcrete, umumnya digunakan additive untuk mempercepat pengeringan (accelerator), dengan tujuan mempercepat pengerasan dan mengurangi terjadinya banyaknya bahan yang terpantul dan jatuh (rebound). Grout Preplaced Aggregat (Beton Prepack) Metode perbaikan lainnya untuk memperbaiki kerusakan berupa spalling yang cukup dalam adalah dengan metode Grout Preplaced Aggregat. Pada metode ini beton yang dihasilkan adalah dengan cara menempatkan sejumlah agregat (umumnya 40% dari volume kerusakan) kedalam bekisting, setelah itu dilakukan pemompaan bahan grout, kedalam bekisting. Material grout yang umumnya digunakan adalah polymer grout, yang memiliki flow cukup tinggi dan tidak susut Penentuan Metode dan Material Perkuatan Metode perkuatan yang umumnya dilakukan adalah : a) Memperpendek bentang dari struktur Dapat dipakai dengan konstruksi beton ataupun dengan konstruksi baja. Tujuannya adalah memperkecil gaya-gaya dalam yang terjadi, tetapi harus dianalisa ulang akibat dari perpendekan bentang ini yang menyebabkan III-6

7 perubahan dari gaya-gaya dalam tersebut. Umumnya dilakukan dengan menambah balok atau kolom baik dari beton maupun dari baja. b) Memperbesar dimensi daripada konstruksi beton. Umumnya digunakan beton sebagai material untuk memperbesar dimensi struktur; dengan adanya admixture beton generasi baru, dimungkinkan untuk menghasilkan beton yang dapat memadat sendiri (self compacting concrete). Self Compacting Concrete atau yang umum disingkat dengan istilah SCC adalah beton segar yang sangat plastis dan mudah mengalir karena berat sendirinya mengisi keseluruh cetakan yang dikarenakan beton tersebut memiliki sifat-sifat untuk memadatkan sendiri, tanpa adanya bantuan alat penggetar. Beton SCC yang baik harus tetap homogen, kohesif, tidak segregasi, tidak terjadi blocking, dan tidak bleeding. Pemakaian beton SCC sebagai material repair dapat meningkatkan kualitas beton repair oleh karena dapat menghindari sebagian dari potensi kesalahan manusia akibat manual compaction. Pemadatan yang kurang sempurna pada saat proses pengecoran dapat mengakibatkan berkurangnya durabilitas beton. Sebaliknya dengan beton SCC struktur beton repair menjadi lebih padat terutama pada daerah pembesian yang sangat rapat, dan waktu pelaksanaan pengecoran juga lebih cepat. III-7

8 Akibat dari penambahan dimensi tersebut, maka harus diperhatikan bahwa secara keseluruhan beban dari Bangunan tersebut bertambah, sehingga harus dilakukan analisa secara menyeluruh dari struktur atas sampai pondasi. c) Menambah plat baja / external prestressing. Tujuan dari penambahan ini adalah untuk menambah kekuatan pada bagian tarik dari struktur Bangunan. Didalam penambahan plat baja tersebut, harus dijamin bahwa plat baja menjadi satu kesatuan dengan struktur yang ada, umumnya untuk menjamin lekatan antara plat baja dengan struktur beton digunakan epoxy adhesive. Ataupun dengan cara melakukan external prestressing dengan metode ini, kapasitas struktur ditingkatkan dengan melakukan prestress di luar struktur, bukan didalam seperti pada struktur baru. Yang perlu diperhatikan adalah penempatan anchor head, sehingga tidak menyebabkan perlemahan pada struktur yang ada. Material yang umumnya digunakan adalah baja prestress, tetapi pada saat ini sudah mulai digunakan bahan dari FRP (Fibre Reinforced Polymer). d) Menggunakan FRP (Fibre Reinforced Polymer) Prinsip daripada penambahan FRP sama seperti penambahan plat baja, yaitu menambah kekuatan di bagian tarik dari struktur. Tipe FRP yang sering dipakai pada perkuatan struktur adalah dari bahan carbon, aramid dan glass. Bentuk FRP yang sering digunakan pada perkuatan struktur adalah Plate / Composite dan Fabric / Wrap. Bentuk plat lebih efektif dan efisien untuk perkuatan lentur baik pada balok maupun plat serta pada dinding; sedang III-8

9 bentuk wrap lebih efektif dan efisien untuk perkuatan geser pada balok serta untuk meningkatkan kapasitas beban axial dan geser pada kolom. Dari beberapa metode dan material dalam melakukan perbaikan dan perkuatan struktur diatas, dipilih berdasarkan tingkat kerusakan dan berdasarkan tingkat kegagalan struktur didalam menahan beban gravitasi yang tercantum dalam hasil analisa dan evaluasi yang telah dilakukan oleh pihak konsultan struktur. 3.4 Penentuan Metode/ Desain Perkuatan Struktur Setelah dilakukan analisa terhadap data lapangan, data pengujian serta hasil analisa dan evaluasi dari pihak konsultan struktur maka dipilih metode atau desain yang dipakai. Adapun bentuk desain perkuatan ini akan mempengaruhi dalam melakukan analisa struktur yang dibantu dengan program ETABS atau SAP 2000, yang berupa bentuk geometri bangunan setelah didesain atau ditambah perkuatan. 3.5 Peraturan-Peraturan Yang Dipakai Untuk melakukan perhitungan suatu struktur diperlukan adanyan acuan peraturan yang dipakai, antara lain: Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI F). Standart Perencanaan Katahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI ) III-9

10 3.6 Pembebanan Untuk pembebanan yang diperhitungkan dalam perancangan adalah : Beban Mati Mencakup semua baban yang disebabkan oleh beban sendiri struktur yang bersifat tetap dan bagian lain yang tak terpisahkan dari gedung. Beban mati untuk gedung diatur dalam RSNI Beban Hidup Mencakup semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan gedung sesuai dengan RSNI , termasuk barang-barang ruangan yang tidak permanen. Beban Gempa Mencakup semua beban static ekivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa (SNI ). 3.7 Material Propertis (Mutu Beton) Matrial propertis (mutu beton) yang digunakan dalam perhitungan kekuatan berdasarkan pads hasil pengujian dilapangan. 3.8 Analisa Struktur Struktur dianalisa kembali dengan data yang sudah berubah sesuai dengan metode perkuatan yang dipilih sebagai (preliminary design) perkuatan. Sistem struktur yang direncanakan pada lantai 1 sampai lantai atap adalah sistem open frame (portal terbuka) dengan dinding shear wall hanya pada pada core lift serta III-10

11 perubahan pada balok atau kolom yang dilakukan perkuatan. Struktur dianalisa dengan model 3 dimensi menggunakan program ETABS secara keseluruhan dari struktur atas sampai struktur bawah yang dibantu oleh program-progam lainnya yaitu PCACOL untuk perhitungan sebagian diagram interaksi dan EXCEL untuk perhitungan-perhitungan yang lebih umum. Tabel 3.1 Kombinasi Pembebanan SNI U = 1,4 D Beban Kombinasi U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W + 0,5 (A atau R) U = 0,9 D + 1,6 W U = 1,2 D + 1 L 1,0 E U = 0,9 D 1,0 E 3.9 Pemeriksaan Kekuatan, Kekakuan dan Stabilitas Dari hasil analisa yang ditelah dilakukan menggunakan bantuan program ETABS / SAP 2000 yang berupa output maka Tahap selanjutnya adalah Check Kekakuan Tiap Elemen Struktur, maksudnva adalah peneliti melakukan check kekakuan batang hasil analisa, struktur dari program ETABS, meliputi kekakuan struktur yang ditunjukkan dengan nilai UX, UY, UZ dengan diambil nilai terekstrim tiap elemen bangunan. Analisa dilakukan dengan menggunakan metode R/360 untuk tiap elemen struktur untuk menentukan kaku atau tidaknya elemen pada struktur bangunan. Tahap selanjutnya adalah Cek Kekuatan Tiap Elemen Struktur, maksudnya adalah peneliti melakukan check kekuatan elemen hasil analisa struktur dari program ETABS, meliputi momen, dimensi perencanaan, penulangan dan lain-lain. III-11

12 Analisa dilakukan dengan cara melihat melalui komputer hasil dari output data program ETABS, untuk kolom dianalisis dengan diagram interaksi kolom, untuk balok dianalisis dengan momen yang terjadi harus lebih kecil dari momen tejadi, untuk plat dianalisis dengan mengecek tulangan terjadi dengan tulangan eksisting. Tahap selanjutnya adalah Check Stahilitas Kolom Struktur, maksudnya adalah peneliti melakukan check stabilitas kolom hasil analisa struktur dari program ETABS, meliputi Beban Pu, Inersia kolom, Modulus elastisitas bahan dan lainlain. Analisa dilakukan dengan cara melihat melalui komputer hasil dari output data program ETABS, kemudian dengan cara Pc = 2. Ec. I / 1k2 > Pu (yang didapat dari hasil ETABS) Hasil Analisis Setelah dilakukan cek terhadap kekuatan, kekakuan dan stabilitas setiap elemn struktur, maka akan dapat diketahui secara langsung apakah elemen struktur yang diperkuat tadi sudah kuat atau tidak. Bila hasil cek kekuatan, kekakuan dan stabilitas menyataan bahwa elemen yang diperkuat tadi kuat, kaku dan stabil berarti desain perkuatan kita sudah mampu melakukan fungsinya sebagai perkuatan, dan bila hasilnya masih tidak kuat, atau tidak kaku, atau tidak stabil maka diperlukan desain perkuatan lagi serta dilakukan analisa dan cek kekuatan, kekakuan dan stabilitas sampai elemen yang diperkuat tersebut kuat, kaku dan stabil. III-12