EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN TERHADAP PLAT KONVENSIONAL PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS. Thesis by Publication

Transkripsi

1 EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN TERHADAP PLAT KONVENSIONAL PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS Thesis by Publication Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Magister dalam Ilmu Teknik Sipil (Struktur Gedung) Oleh: VINCA ROSEA AGIA NIM : S PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK SIPIL SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i

2 ii

3 iii

4 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr.Wb Syukur Alhamdulillah penyusunan Tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun guna melengkapi persyaratan mencapai derajat Magister Teknik Sipil pada Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1. Keluarga tercinta, teman berbagi segala hal. Mama, Papa, Fuzna Nuhasana Agia, dan Zahra Assyafa Agia. 2. Ibu Dr. Nurul Hidayati, ST. MT., selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil, Sekolah Pascasarjana, Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Dr. Mochamad Solikhin, ST. MT., selaku Pembimbing I sekaligus sebagai Ketua Dewan Penguji yang telah memberikan bimbingan, dan arahan. 4. Bapak Ir. H. Ali Asroni, MT., selaku Pembimbing II sekaligus sebagai Sekretaris Dewan Penguji yang telah memberikan bimbingan, arahan dan dorongan dengan sepenuh hati. 5. Bapak Dr. Senot Sangadji, ST., MT., selaku Anggota Dewan Penguji. 6. Segenap Bapak dan Ibu Dosen, TU dan Karyawan Program Studi Magister Teknik Sipil, Sekolah Pascasarjana, Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penyusun menyadari bahwa laporan Tesis masih jauh dari sempurna. Untuk itu, penyusun mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat. Wassalamu alaikum Wr. Wb Surakarta, Maret 2016 Penyusun iv

5 v

6 1 EFFICIENCY OF USING FLAT SLABS TOWARD CONVENTIONAL SLAB ON PASCASARJANA UMS BUILDING Vinca Rosea Agia Student of Post-Graduate School Master of Civil Engineering UMS A. Yani Street,Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, Phone: Mochamad Solikin Lecturer, Post-Graduate School Master of Civil Engineering UMS A. Yani Street,Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, Phone: Ali Asroni Lecturer, Post-Graduate School Master of Civil Engineering UMS A. Yani Street,Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, Phone: ABSTRACT Redesign of Pascasarjana UMS Building by using flat slab aims to obtain the efficiency need of concrete material and steel reinforcement. The calculations was based on SNI code and the material properties was remained (i.e.) f c = 18,675 MPa, f yl = 400 MPa, and f yv = 240 MPa. The structure analyses were carried out using ETABS 2015, Microsoft Excel 2007, and AutoCAD 2016 was used to draw the detail results of redesign. The results are edge beam having dimension of 300x500 mm with longitudinal reinforcement of D12 and shear reinforcement of 2ϕ Column is redesign having dimension of 400x400 mm with longitudinal reinforcement of D16 and shear reinforcement of 2ϕ Flat slab is redesign having dimension of 150 mm and reinforcement of D10. Last, drop panel is redesign having dimension of 1500x1500x100 mm and reinforcement of D12. The volume of concrete after redesign is 109,17 m 3 for the first floor. Comparing to volume of existing building of 154,05 m 3, the redesign obtains efficiency value of 0,71. Meanwhile the volume after redesign of steel reinforcement is 5.187,80 kg for the first floor. Comparing the existing building of ,64 kg, the redesign obtains efficiency value of 0,19. Key words: beam, drop panel, efficiency, flat slab, slab.

7 2 EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN TERHADAP PLAT KONVENSIONAL PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS Vinca Rosea Agia Mahasiswa Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana UMS Jalan A. Yani, Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, Telp: Mochamad Solikin Staff Pengajar, Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana UMS Jalan A. Yani, Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, Telp: Ali Asroni Staff Pengajar, Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana UMS Jalan A. Yani, Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, Telp: ABSTRAK Perencanaan ulang Gedung Pascasarjana UMS menggunakan plat cendawan ini bertujuan untuk memperoleh nilai efisiensi kebutuhan material beton dan baja tulangan. Perhitungan perencanaan ulang ini menggunakan peraturan SNI dengan mutu bahan yang sama, yaitu f c = 18,675 MPa, f yl = 400 MPa, dan f yv = 240 MPa. Analisis perhitungan struktur gedung menggunakan bantuan program ETABS 2015, Microsoft Excel 2007, dan AutoCAD 2016 digunakan untuk menggambar detail hasil perencanaan ulang. Hasil yang diperoleh, digunakan dimensi balok tepi berukuran 300x500 mm. Tulangan memanjang balok mengggunakan D12, dan untuk tulangan geser menggunakan 2ϕ Dimensi kolom yang digunakan berukuran 400x400 mm. Tulangan memanjang kolom menggunakan D16 dan untuk tulangan geser menggunakan 2ϕ Dimensi plat cendawan = 150 mm menggunakan tulangan D10, sedangkan dimensi drop panel = 1500x1500x100 mm menggunakan tulangan D12. Diperoleh kebutuhan volume beton Lantai 1 hasil redesign = 109,17 m 3 dan volume beton terpasang= 154,05 m 3. Dengan demikian nilai efisiensi kebutuhan volume beton pada Lantai 1 adalah 0,71. Sedangkan kebutuhan berat tulangan hasil redesign pada Lantai 1 = 5.187,80 kg dan berat tulangan terpasang = ,64 kg. Dengan demikian nilai efisiensi kebutuhan berat tulangan pada Lantai 1 sebesar 0,19. Kata kunci: balok, drop panel, efisiensi, plat, plat cendawan.

8 PENDAHULUAN Plat konvensional umumnya tersusun atas komponen plat lantai, balok dan kolom sedang menurut SNI 2847:2013 ada plat jenis lain selain plat konvensional yaitu plat yang langsung didukung oleh kolom dengan atau tanpa penebalan plat di atas kolom (drop panel) yang dikenal dengan plat cendawan (flat slab). Dan selain 2 jenis plat yang telah disebutkan juga dikenal beberapa sistem yang umum digunakan dalam perencanaan. Sistem tersebut adalah rib slab dan waffle slab (Ervianto dkk, 2012). Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta merupakan gedung 5 lantai +1 semi basement dibangun dengan beton bertulang biasa dengan sistem cor di tempat dan menggunakan plat konvensional yang mulai dikerjakan pada Oktober 2001 dan selesai pada Mei Pada penelitian ini akan dilakukan modifikasi perencanaan struktur pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan menggunakan plat cendawan, dan membandingkan kebutuhan materialnya (volume beton dan berat tulangan) dengan plat konvensional terpasang. Perlu diketahui bahwa plat cendawan tidak dianjurkan digunakan pada gedung di daerah gempa tinggi (Tambusay dkk., 2014) dan dalam penelitian ini struktur tidak ditinjau terhadap beban gempa. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh nilai dimensi flat slab, dan drop panel dari hasil modifikasi perencanaan. Lalu menghitung nilai efisiensi kebutuhan material antara data perencanaan plat konvensional dan hasil modifikasi plat cendawan. TINJAUAN PUSTAKA Ada 4 jenis tumpuan plat yang telah dikenal (Asroni, 2014), yaitu: 1). Plat monolit, yaitu plat dan balok yang dicor bersamaan dan umumnya digunakan untuk bangunan gedung. 2). Plat yang ditumpu oleh dinding bangunan. 3). Plat komposit, yaitu plat yang ditumpu oleh balok-balok baja dengan sistem komposit. 4). Plat cendawan (flat slab) yaitu plat yang didukung langsung oleh kolom.

9 Gambar 1 Penumpu plat Batasan dalam perencanaan plat cendawan dengan Metode Desain Langsung (SNI 2847:2013 Pasal 13.6) sebagai berikut: 1). Harus ada minimal tiga bentang plat menerus pada masing-masing arah. 2). Panel harus berbentuk persegi, dengan rasio antara bentang yang panjang dengan yang pendek dari pusat ke pusat tumpuan dalam panel tersebut tidak lebih besar dari 2. 3). Panjang bentang pendek yang berurutan dari pusat ke pusat tumpuan boleh berbeda kurang dari sepertiga bentang panjang pada masing-masing arah. 4). Pergeseran (offset) kolom dibolehkan tidak lebih dari 10 persen dari garis pusatnya. 5). Semua beban diakibatkan oleh beban gravitasi saja dan didistribusikan merata pada panel keseluruhan, sedangkan beban hidup kurang dari dua kali beban mati. METODE PENELITIAN Adapun metode modifikasi perencanaan dilaksanakan dengan merencanakan ulang plat lantai pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta menggunakan plat cendawan, kemudian menghitung efisiensinya terhadap kebutuhan material beton dan baja tulangan. Tahapan ini dilakukan dalam 5 tahap, yaitu: 1). Tahap I : Pengumpulan data dan peraturan SNI 2). Tahap II : Perencanaan plat cendawan

10 3). Tahap III : Pengerjaan gambar detail 4). Tahap IV : Perhitungan volume hasil perencanaan 5). Tahap V : Nilai efisiensi antara plat cendawan dan plat konvensional terhadap kebutuhan material beton dan baja tulangan. Langkah-langkah pengerjaan penelitian ini akan dilaksanakan seperti pada bagan alir Gambar 2. Mulai Mengumpulkan data (data hasil perencanaan, denah dan bentuk portal) dan peraturan SNI Tahap I Trial and Error Tidak Cukup Mengasumsi tebal plat cendawan, drop panel Mengontrol tegangan geser Cukup Menentukan momen lentur statis total Tahap II Menghitung dan mengontrol tulangan dari momen-momen yang diperoleh Menggambar detail penulangan Menghitung hasil modifikasi perencanaan Tahap III Tahap IV Membandingkan efisiensi kebutuhan material plat cendawan dan plat konvensional Selesai Gambar 2 Bagan alir jalannya pelaksanaan penelitian Tahap V HASIL DAN PEMBAHASAN Perencanaan balok tepi lantai 1 sampai dengan lantai 4, plat cendawan dan drop panel Hasil perhitungan penulangan balok tepi pada lantai 1 sampai dengan lantai 4 berdimensi 300 mm x 500 mm, sedangakan dimensi plat cendawan adalah 150 mm dengan penebalan di atas kolom (drop panel) sebesar 1500 mm x 1500 mm x 100 mm.

11 Bentang dalam Bentang luar Bentang dalam Bentang luar Bentang dalam Bentang luar Tabel 1 Hasil hitungan tulangan balok dan plat Portal 1, 6, D, J luar negatif Dimensi Balok 300/500 positif 300/500 dalam negatif Portal 1, 6, D, J 300/500 Dimensi Balok negatif 300/500 positif 300/500 Portal 2, 5, E, F, G, H, I Dimensi Balok Tulangan balok Tulangan pokok/bagi plat Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah 5D12 2D12 2D12 5D12 5D12 2D12 Tulangan balok ϕ8-220 D D ϕ8-220 D D ϕ8-220 D D Tulangan pokok/bagi plat Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah 5D12 2D12 2D12 5D12 Tulangan balok ϕ8-220 D D ϕ8-220 D D Tulangan pokok/bagi plat Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah luar negatif D D positif D D dalam negatif D10-70 D negatif D10-75 D positif D D Portal 3,4 Dimensi Tulangan balok Tulangan pokok/bagi plat Balok Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah luar negatif D D positif D D dalam negatif D10-85 D negatif D10-90 D positif D D Perencanaan kolom lantai basement sampai dengan lantai 4 Ada perubahan letak dan jumlah kolom dari kondisi eksisting gedung, pada perencanaan ulang dengan plat cendawan digunakan kolom berdimensi 400 mm x 400 mm dengan tulangan longitudinal 12D16 dan tulangan geser ϕ

12 Jumlah kebutuhan material beton, baja tulangan dan nilai efisiensinya pada Lantai 1 Gedung Pascasarjana UMS hasil redesign dengan plat cendawan dan plat konvensional dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2. Tabel 1 Rekapitulasi hasil hitungan volume beton pada perencanaan ulang dan terpasang di lapangan No. Jenis komponen Volume beton (m 3 ) Perbandingan Hasil Redesign Terpasang (n) (1) (3) (4) (5)=(3)/(4) 1 Balok 14,40 70,56 0,20 2 Plat dan drop panel 74,61 54,09 1,38 3 Kolom 20,16 29,4 0,69 Jumlah 109,17 154,05 0,71 Tabel 2 Rekapitulasi hasil hitungan berat tulangan pada perencanaan ulang dan terpasang di lapangan No. Jenis komponen Berat tulangan (kg) Perbandingan Hasil Redesign Terpasang (n) (1) (3) (4) (5)=(3)/(4) 1 Tulangan memanjang balok 596, ,82 0,05 2 Begel balok 495, ,38 0,09 3 Tulangan plat dan drop panel 1033,18 589,90 1,75 4 Tulangan memanjang kolom 2386, ,37 0,31 5 Begel kolom 676, ,17 0,34 Jumlah 5187, ,64 0,19 Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa efisiensi kebutuhan material beton hasil redesign pada Lantai 1 Gedung Pascasarjana UMS menggunakan plat cendawan lebih hemat sebesar 29%. Sedangkan kebutuhan baja tulangannya berdasarkan Tabel 2 adalah lebih hemat sebesar 81%.

13 KESIMPULAN Kesimpulan pada penelitian ini meliputi: 1). Hasil modifikasi perencanaan struktur didapat tebal flat slab = 150 mm. 2). Hasil modifikasi perencanaan struktur drop panel = 1,5 m x 1,5 m tebal 100 mm dan dengan balok tepi dimensi 300 mm x 500 mm. 3). Kebutuhan volume beton hasil perencanaan ulang plat cendawan lebih hemat bila dibandingkan dengan plat konvensional, dengan nilai banding = 0,71. 4). Kebutuhan berat tulangan hasil perencanaan ulang plat cendawan lebih hemat dan cukup signifikan bila dibandingkan dengan dengan plat konvensional, dengan nilai banding = 0,19. 5). Kebutuhan bahan material secara keseluruhan (volume beton dan berat tulangan) hasil perencanaan ulang plat cendawan lebih hemat bila dibandingkan dengan plat konvensional. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Pembimbing dan Staff Pengajar pada Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulisan makalah ini sehingga dapat diselesaikan. DAFTAR PUSTAKA Asroni, A., Teori dan Desain Balok Plat Beton Bertulang Berdasarkan SNI , Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Asroni, A., Teori dan Desain Kolom Fondasi Balok T Beton Bertulang Berdasarkan SNI , Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Auramauliddia, Piscesa, B., Subekti, A Perencanaan Modifikasi Struktur Gedung Rumah Susun dengan Menggunakan Sistem Flat Slab dan Dinding Geser. Jurnal Teknik POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-5 Badan Standarisasi Nasional., Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain, SNI 1727:2013, BSN, Jakarta. Badan Standardisasi Nasional., Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung, SNI 2847:2013, BSN, Jakarta.

14 Deshpande, H., Joshi, R., & Bangar, P.,2014. Design Considerations for Reinforced Concrete Flat Slab Floor System. Inkternational Journal of Scientific & Engineering Research Vol. 5 Issue 12, December ISSN: Ervianto, D., Indryani, R., & Wahyuni, E Studi Perbandingan Pelat Konvensional, Ribslab dan Flatslab Berdasarkan Biaya Konstruksi. Jurnal Teknik POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5. Flat Slabs for Efficient Concrete Construction 2001, British Cement Association, London. Pallett, P., Strikung of flat slabs. ProQuest Journals Vol. 37(5), 30. Pallett, P., The CONSTRUCT guide to flat slab formwork and falsework. Concrete, ProQuest Journals Vol. 35(5), 36. Prasetyo, D., Proyek Pembangunan Gedung Ruang Kuliah Fakultas Psikologi Universitas Muhammadiyah Surakarta. Laporan Kerja Praktek, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Patil, S.S., Sigi, R., Analysis and Design of Flat Slabs Using Various Codes. International Journal of Research in Engineering and Technology Vol. 03 Issue: 04, April eissn: pissn: Patil, S.S., Sigi, R., Flat slab Construction in India. International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT) Volume 3, Issue 10, April ISSN: Tambusay, A., Suprobo, P., & Faimun Studi Eksperimental Perilaku Hubungan Pelat-Kolom Menggunakan Drop Panel dengan Serat PVA- ECC Terhadap Beban Siklik Lateral. Prosiding Konferensi Nasional Pascasarjana Teknik Sipil (KNPTS) 2014, 6 November ISSN Zulkarnain, D., Tarigan J Perencanaan Lantai Flat Slab Berdasarkan Tata Cara SNI Jurnal Universitas Sumatera Utara Vol. 3, No. 1 (2014). LAMPIRAN 1. Dokumen data 2. Dokumen pengolahan data 3. Dokumen hasil redesign

15 L-1 DOKUMEN DATA Data awal perencanaan yang diperoleh merupakan data hasil perencanan terpasang pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta, yaitu sebagai berikut (lihat Gambar 2 sampai dengan Gambar 6): 1). Gedung perkuliahan 5 lantai +1 semi basement, dengan plat lantai beton bertulang tebal = 12 cm. 2). Tulangan plat digunakan: Tulangan tumpuan : Tulangan pokok A s = D Tulangan bagi A s,u = D Tulangan lapangan : Tulangan pokok A s = D Tulangan bagi A s,u = D ). Beton yang digunakan merupakan beton ready mix dengan mutu K225. 4). Mutu baja tulangan : ϕ < 10 mm = 240 MPa (U24). ϕ > 10 mm = 400 MPa (U40). DOKUMEN PENGOLAHAN DATA Data yang digunakan pada perencanaan plat cendawan pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai berikut: 1). Mutu beton K225, f c = 0,083 x 225 = 18,675 MPa 2). Mutu baja tulangan : ϕ < 10 mm = 240 MPa (U24). ϕ > 10 mm = 400 MPa (U40). 3). Dimensi kolom : 500/700. 4). Tinggi kolom : Lantai Basement = 3 m. Lantai 1 = 5 m. Lantai 2, 3, 4 = 4 m. 5). Berat jenis beton bertulang = 2400 kg/m 3 (PPIUG 1983) 6). Berat beban hidup (q L ) = 250 kg/m 2 (PPIUG 1983)

16 L-2

17 L-3

18 L-4

19 L-5

20 Perencanaan plat cendawan pada panel (1) (4) (4) (4) (4) (4) (3) (1) D E F G H I J Gambar 6 Nomor panel plat cendawan Batasan metode perencanaan langsung: 1). Plat kontinyu pada semua arah > 3 (Ok). Arah horizontal = 6. Arah vertikal = 3. 2). Rasio bentang panjang dan pendek harus < 2. Panel 1 = 9000/4500 = 2. Panel 2 = 9000/4500 = 2. Panel 3 = 4500/3000 = 1,5. Panel 4 = 4500/3000 = 1,5. 3). Selisih panjang bentang semua arah < 1/ Arah horizontal = = 0. Arah vertikal = = Karena selisih panjang bentang arah vertikal > 1/ maka letak kolom direncanakan ulang seperti Gambar 7. Selisih semua arah setelah letak kolom direncanakan ulang = = 1500 < 1/ (ok).

21 (4) (6) (4) (4) (6) (4) (4) (6) (4) (1) (4) (4) (3) (6) (6) (5) (4) (4) (3) (1) D E F G H I J Gambar 7 Perencanaan ulang letak kolom 4). Syarat rasio bentang panjang dan pendek harus < 2 (diulang):panel 1 = 4500/4500 = 1,00. Panel 2 = 4500/4500 = 1,00. Panel 3 = 4500/4500 = 1,00. Panel 4 = 4500/4500 = 1,00. Panel 5 = 4500/3000 = 1,50. Panel 6 = 4500/3000 = 1,50. 5). Semua pusat kolom tidak ada yang menyimpang dari garis pusat kolom (Ok). 6). Beban hidup harus < 3x beban mati (dipenuhi setelah perencanaan tebal plat). DOKUMEN HASIL REDESIGN Hasil perencanaan ulang Gedung Pascasarjana UMS dengan plat cendawan dapat dilihat pada Gambar 8 sampai dengan Gambar 12.

22 L-8

23 L-9

24 L-10

25 L-11

26 L-12