PENGARUH KONFIGURASI PENEMPATAN BALOK ANAK TERHADAP PERILAKU STRUKTUR BETON BERTULANG

Transkripsi

1 Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4) Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010 PENGARUH KONFIGURASI PENEMPATAN BAL ANAK TERHADAP PERILAKU STRUKTUR BETON BERTULANG Anis Rosyidah 1 dan I Ketut Sucita 1 1 Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta, Kampus UI Depok anis.rosyidah@gmail.com ABSTRAK Tujuan penulisan ini adalah untuk mengetahui perilaku struktur beton bertulangan ketika dilakukan variasi konfigurasi penempatan balok anak. Perilaku struktur yang ditinjau terdiri dari periode getar dan simpangan yang terjadi pada tiap lantai. Variasi konfigurasi balok anak yang dikaji antara lain (1) model 1: konfigurasi balok anak searah sumbu X, (2) model 2: konfigurasi balok anak searah sumbu Y, (3) model 3: konfigurasi balok anak tiap lantai berbeda arah sumbu serta (4) model 4: konfigurasi balok anak bersilangan. Objek yang dijadikan bahan kajian adalah struktur Rumah Sakit MH. Thamrin Bogor yang akan dibangun pada tahun Tinjauan beban gempa, bangunan berada di wilayah gempa 4 dengan kondisi tanah lunak. Struktur dimodelkan secara 3 dimensi menggunakan software SAP Material struktur menggunakan beton bertulang, mutu beton yang digunakan f c 25 MPa dengan tulangan fy 400 MPa. Hasil yang diperoleh untuk periode getar terkecil didapat dari model 2 yaitu konfigurasi balok anak searah sumbu Y sedangkan periode getar terbesar terjadi pada model 4 dengan konfigurasi balok anak bersilangan. Hasil kajian simpangan struktur akibat variasi konfigurasi balok anak dari terkecil berturut-turut sampai terbesar adalah: model 3, selanjutnya model 2, lalu model 1 dan terbesar ialah model 4. Dengan demikian dalam perancangan struktur pola konfigurasi penempatan balok anak sangat berpengaruh terhadap perilaku struktur dan berpengaruh terhadap penulangan struktur. Kata kunci: konfigurasi, balok anak, struktur beton bertulang 1. PENDAHULUAN Balok adalah salah satu bagian struktural penting yang bertujuan untuk memikul beban transversal yang menyebabkan momen lentur dan gaya geser. Berdasarkan jenisnya terdapat dua tipe balok yaitu, balok anak dan balok utama. Balok utama adalah balok yang menghubungkan antara kolom dengan kolom, sedangkan balok anak adalah balok yang bertumpuan pada balok utama, sehingga menyumbangkan kekakuan pada balok utama dan struktur pada umumnya. Dengan demikian konfigurasi balok anak dapat memberikan pengaruh pada perilaku struktur ketika menerima beban luar, perilaku struktur ini meliputi periode getar dan simpangan struktur. Kekakuan struktur dapat memberikan kontribusi pada nilai periode getar yang terjadi pada bangunan, makin kaku suatu bangunan maka nilai periode getar alami makin kecil. Dalam SNI , terdapat pembatasan nilai periode getar alami yaitu: T1 < ζ n (1) Dimana T 1 merupakan periode getar alami, ζ adalah koefisien berdasarkan wilayah gempa dan n yaitu jumlah tingkat. Simpangan struktur pada SNI dibatasi dengan simpangan batas layan dan simpangan batas ultimit. Simpangan batas layan ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat beban horisontal/gempa. Nilai simpangan ini ditentukan dengan rumus: 0.03 tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm R (2) Simpangan batas ultimit ditentukan merupakan simpangan antar tingkat maksimum akibat gaya horisontal/gempa pada kondisi struktur gedung diambang keruntuhan, hal ini untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar gedung atau antar bagian struktrur gedung yang dipisah dengan sela pemisah. Nilai kinerja batas ultimit adalah: 0,02 tinggi tingkat yang bersangkutan (3) Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 257

2 Anis Rosyidah dan I Ketut Sucita 2. METODOLOGI Bangunan yang ditinjau adalah Rumah Sakit MH. Thamrin Bogor dengan struktur utama dari beton bertulang, f c 25 MPa dan tulangan menggunakan fy 400 MPa. Bangunan ini berlokasi di Bogor dengan wilayah gempa 4 (WG 4). Perhitungan gempa yang digunakan adalah menggunakan analisis respons spektra sebab bangunan yang tidak simetris dan adanya loncatan bidang muka pada struktur. Struktur dianalisis menggunakan program software SAP 2000 v Gambar 1 sampai 4 merupakan konfigurasi balok anak yang dikaji. Pada keempat model struktur ini menggunakan elemen struktur dengan ukuran sama, untuk dimensi penampang balok anak adalah 350/200 mm. 1. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan searah sumbu X (model 1) Gambar 1. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan searah sumbu X (model 1) 2. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan searah sumbu Y (model 2) Gambar 2. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan searah sumbu Y (model 2) S Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta

3 Pengaruh Konfigurasi Penempatan Balok Anak Terhadap Perilaku Struktur Beton Bertulang 3. Konfigurasi balok anak tiap lantai berbeda arah sumbu (dalam satu lantai ada balok anak yang ditempatkan searah sumbu X dan searah sumbu Y/model 3) Gambar 3. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan dengan posisi berbeda pada satu lantai (model 3) 4. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan secara bersilangan (sumbu X dan sumbu Y letaknya bersilangan / model 4) Gambar 4. Konfigurasi balok anak yang ditempatkan secara bersilangan (model 4) 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dan pembahasan mengenai perbandingan periode getar dan simpangan struktur disajikan pada paragraph berikut. Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 259

4 Anis Rosyidah dan I Ketut Sucita Periode Getar Dari analisis struktur diperoleh nilai periode getar yang disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Nilai Periode Getar dengan Variasi Konfigurasi Balok Anak No Bangunan Periode Getar (detik) 1 Konfigurasi Balok Anak Searah Sumbu X (model 1) 1,624 2 Konfigurasi Balok Anak Searah Sumbu Y (model 2) 1,608 3 Konfigurasi Balok Anak berbeda tiap lantai (model 3) 1, Konfigurasi Balok Anak Bersilangan (model 4) 1,6408 Periode getar yang diijinkan menurut SNI adalah T = 1,02 detik. Dari nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa periode getar yang terjadi pada tiap model bangunan lebih besar. Itu menandakan bahwa bangunan tersebut berada dalam keadaan fleksibel. Keadaan fleksibel tersebut akan membuat elemen-elemen non-struktural akan mengalami retak-retak jika terjadi beban gempa, dan sebagai solusinya maka adanya penambahan dimensi penampang kolom. Simpangan Tabel 2-9 berikut merupakan nilai simpangan yang terjadi pada tiap lantai dari masing-masing model struktur. Tabel 2. Tabel Simpangan Konfigurasi Balok Anak Searah Sumbu X Akibat Gempa Searah Sumbu X (Ex) Ex Searah Sumbu X Ex Searah Sumbu Y Simp. Selisih KBL KBU Ket Simp Selisih KBL KBU Ket 5 11,09 1,15 4,8 0,62 4 9,94 1,98 4,18 0,9 3 7,96 2,49 3,28 1,07 2 5,47 3,1 2,21 1,25 1 2,37 2,37 0,96 0, Tabel 3. Tabel Simpangan Konfigurasi Balok Anak Searah Sumbu X Akibat Gempa Searah Sumbu Y (Ey) Ey Searah Sumbu X Ey Searah Sumbu Y Simp. Selisih KBL KBU Ket Simp Selisih KBL KBU Ket 5 3,44 1,15 15,07 0,62 4 3,08 1,98 13,11 0,9 3 2,47 2,49 10,29 1,07 2 1,7 3,1 6,93 1,25 1 0,74 2,37 2,98 0, S Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta

5 Pengaruh Konfigurasi Penempatan Balok Anak Terhadap Perilaku Struktur Beton Bertulang Tabel 4. Tabel Simpangan Konfigurasi Balok Anak Searah Sumbu Y Akibat Gempa Searah Sumbu X(Ex) Ex Searah Sumbu X Ex Searah Sumbu Y 5 11,11 1,15 4,79 0,62 4 9,94 1,98 4,18 0,9 3 7,96 2,49 3,29 1,07 2 5,46 3,1 2,22 1,25 1 2,37 2,37 0,96 0, Tabel 5. Tabel Simpangan Konfigurasi Balok Anak Searah Sumbu Y Akibat Gempa Searah Sumbu Y (Ey) Ey Searah Sumbu X Ey Searah Sumbu Y 5 3,46 1,15 14,78 0,62 4 3,09 1,98 12,87 0,9 3 2,47 2,49 10,11 1,07 2 1,7 3,1 6,82 1,25 1 0,74 2,37 2,95 0, Tabel 6. Tabel Simpangan Konfgurasi Kombinasi Balok Anak Akibat Gempa Searah Sumbu X(Ex) Ex Searah Sumbu X Ex Searah Sumbu Y 5 11,11 1,15 1,64 0,62 4 9,95 1,98 1,42 0,9 3 7,67 2,49 1,13 1,07 2 5,47 3,1 0,76 1,25 1 2,38 2,37 0,34 0, Tabel 7. Tabel Simpangan Konfgurasi Kombinasi Balok Anak Akibat Gempa Searah Sumbu Y(Ey) Ey Searah Sumbu X Ey Searah Sumbu Y 5 3,44 1,15 14,96 0,62 4 3,08 1,98 13,04 0,9 3 2,47 2,49 10,23 1,07 2 1,7 3,1 6,9 1,25 1 0,74 2,37 2,98 0,96 Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 261

6 Anis Rosyidah dan I Ketut Sucita 0 0 Tabel 8. Tabel Simpangan Konfigurasi Balok Anak Bersilangan Akibat Gempa Searah Sumbu X(Ex) Ex Searah Sumbu X Ex Searah Sumbu Y 5 11,24 1,15 4,85 0, ,09 1,98 4,23 0,9 3 8,08 2,49 3,33 1,07 2 5,55 3,1 2,24 1,25 1 2,42 2,37 0,97 0, Tabel 9. Tabel Simpangan Konfigurasi Balok Anak Bersilangan Akibat Gempa Searah Sumbu Y(Ey) Ey Searah Sumbu X Ey Searah Sumbu Y 5 3,49 1,15 15,18 0,62 4 3,13 1,98 13,24 0,9 3 2,51 2,49 10,39 1,07 2 1,72 3,1 7,01 1,25 1 0,75 2,37 3,03 0, Nilai simpangan tiap bangunan yang terjadi akibat beban gempa arah X dan arah Y seperti yang ditampilkan pada Tabel 2-9, semua nilai selisih simpangan masih di bawah nilai dari simpangan batas layan dan simpangan batas ultimit. Itu menandakan bahwa bangunan tersebut masih aman dari tinjauan simpangan. 4. KESIMPULAN Setelah melakukan kajian perilaku struktur meliputi periode getar dan simpangan yang terjadi maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Periode getar dari nilai terkecil ke besar adalah model 2 dengan periode getar 1,608 detik, model 3 didapat periode getar 1,618 detik, model 1 diperoleh periode getar 1,622 detik dan model 4 periode getar 1,640 detik. 2. Untuk perbandingan simpangan yang terjadi pada tiap struktur bangunan dari nilai terkecil hingga terbesar berturut-turut adalah model 3, model 2, model 1, dan yang terakhir adalah model 4. DAFTAR PUSTAKA Chu Kiawang dan Charles G.Salmon, Binsar Hariandja (penterjemah), 1987, Desain Beton Bertulang Jilid I, Erlangga, Jakarta. Chu Kiawang dan Charles G.Salmon, Binsar Hariandja (penterjemah), 1987, Desain Beton Bertulang Jilid II, Erlangga, Jakarta. Sunggono, 1995, Buku Teknik Sipil, NOVA, Bandung. Nawy, Edward G., 1983, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar, PT Eresco, Bandung. Pramono Handi dan Rekan, 2007, Desain Konstruksi Plat dan Ragam Beton Bertulang dengan SAP versi 9, CV Andi Offset, Yogyakarta. S Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta

7 Pengaruh Konfigurasi Penempatan Balok Anak Terhadap Perilaku Struktur Beton Bertulang Rusad. Putera, 2006, Mekanika Teknik Statika Jilid I, Lembaga Pendidikan dan Pelatihan BINA MAJU BANGSA, Jakarta. SNI , Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan dan Gedung, Badan Standardisasi Nasional. SNI , Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Struktur Gedung (Beta Version), Bandung. WC.Vis dan Gideon Kusuma, 1993, Dasar Dasar Perencanaan Beton Bertulang Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta. Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 263

8 Anis Rosyidah dan I Ketut Sucita S Universitas Udayana Universitas Pelita Harapan Jakarta Universitas Atma Jaya Yogyakarta