PERENCANAAN GEDUNG PAVILIUN GARUDA II RUMAH SAKIT DOKTER KARIADI SEMARANG. Bernard Bayu Baskoro, Daniel Erlanda Nuroji, Purwanto

Transkripsi

1 PERENCANAAN GEDUNG PAVILIUN GARUDA II RUMAH SAKIT DOKTER KARIADI SEMARANG Bernard Bau Baskoro, Daniel Erlanda Nuroji, Purwanto Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, SH., Tembalang, Semarang 5039 Telp.: (04) , Fax.: (04) ABSTRAK Perencanaan Gedung Paviliun Garuda II Rumah Sakit Dokter Kariadi Semarang didesain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Dengan pemilihan sistem ini diharapkan struktur gedung dapat berperilaku daktail, karena struktur ang bersifat daktail memiliki kapasitas energi ang besar dan mempunai kemampuan daa dukung ang baik di dalam menahan beban gempa. Dalam perencanaan dengan SRPMK kita harus menggunakan konsep kolom kuat balok lemah dimana elemen-elemen vertikal dari struktur (kolom) harus dibuat lebih kuat dari elemen-elemen horisontal dari struktur (balok), agar sendi plastis terbentuk terlebih dahulu pada balok-balok. Disamping itu join-join pada pertemuan balok-kolom juga harus didesain dengan baik agar tidak terjadi keruntuhan terlebih dahulu. Teknik analisa struktur dan perencanaan, dengan menggunakan program SAP 000v14, sehingga didapatkan gaa-gaa dalam ang digunakan untuk menghitung jumlah tulangan ang dibutuhkan oleh struktur. SNI digunakan sebagai pedoman utama dalam perencanaan gedung Paviliun Garuda II Rumah Sakit Dokter Kariadi Semarang. Kata kunci : Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), kolom kuat balok lemah, hubungan balok-kolom. ABSTRACT Design of Paviliun Garuda II dr. Kariadi Hospital Building, Semarang is designed using the Special Moment Frame Sstem (SMFS). With the election of SMFS sstem expected to behave ductile structure, because ductile structure not onl has large energ but also has a large caapacit in the resist earthquake loads. 1

2 In sstem of SMFS, we have to use the concept of strong column weak beam in which the vertical elements of the structure (column) must be made stronger than the horizontal elements of the structure (beam), so that the plastic joints formed first on the beam. In addiction, beam-column joint must also be properl designed to prevent the collapse first. The technique of design and analsis structure, b using the SAP 000v14 program, will obtain internal forces used to calculate the number of the reinforcements needed b the structure. It is in accordance with Indonesian National Standard or SNI as the main guidance in design of Paviliun Garuda II Semarang. dr. Kariadi Hospital Building, Kewords : Special Moment Frame Sstems, Strong column weak beam, beam-column connection joint. PENDAHULUAN Meningkatna laju pertumbuhan penduduk menebabkan permintaan masarakat akan pelaanan kesehatan ikut meningkat. Oleh sebab itu, diperlukan fasilitas pelaanan kesehatan ang memadai untuk memenuhi kebutuhan semua lapisan masarakat. Hal ini melatarbelakangi proek pembangunan Gedung Paviliun Garuda Rumah Sakit dr. Kariadi Semarang. Pengembangan gedung ini direncanakan dibangun secara vertikal. Hal ini dikarenakan terbatasna lahan di area Rumah Sakit dr. Kariadi Semarang. Dalam perancanaan gedung Paviliun Garuda II Rumah Sakit Dokter Karadi Semarang ang memiliki 9 lantai, direncanakan menggunakan konsep desain kapasitas (capacit design) sesuai dengan pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung pada peraturan SNI Di dalam konsep kapasitas ini, struktur direncanakan agar mampu memencarkan energi ang diterimana, dengan terbentukna sendi plastis pada lokasi-lokasi ang ditentukan lebih dahulu sehingga tidak sampai mengalami keruntuhan total pada saat terjadi gempa kuat. PEMBAHASAN 1. Pembebanan 1.1. Beban Mati (Dead Load) Berat sendiri elemen struktur terdiri dari berat sendiri elemen balok, kolom, pelat lantai dan tangga. Berat sendiri elemen struktural tersebut akan dihitung otomatis sebagai

3 self weight oleh software SAP000. Dimensi rencana penampang rencana elemen struktur dapat dilihat pada tabel 1.1. Tabel 1.1. Dimensi Rencana Penampang Elemen Struktur Elemen Struktur Lantai Dimensi (cm) Tipe Kolom K1 Dasar, 1 80 x 80 K, 3 70 x 70 K3 4, 5, 6, 7 60 x 60 Tipe Balok Balok Induk Dasar,1, 80 x 40 Balok Induk 3, 4 65 x 35 Balok Induk 5,6 60 x 30 Balok Induk 7 ( atap ) 40 x 5 Balok Anak seluruh lantai 40 x 5 Tipe Pelat Lantai Tebal (mm) Pelat A1 Dasar,1,,3,4, 5, 6 10 Pelat A 7 ( atap ) 100 Selain berat sendiri elemen struktural, pada beban mati juga terdapat beban lain ang berasal dari elemen arsitektural bangunan atau disebut super dead load, aitu: 1. Beban penutup lantai = 4 kg/m. Beban spesi (t = 3 cm) = 63 kg/m 3. Beban penggantung dan plafond = 18 kg/m 4. Beban dinding (bata ringan) = 150 kg/m 1.. Beban Hidup (Live Load) Sesuai dengan Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987, beban hidup ang direncanakan pada bangunan, aitu: 1. Lantai rumah sakit = 50 kg/m. Lantai atap = 100 kg/m 3. Lantai tangga dan bordes = 300 kg/m 1.3. Beban Gempa (Quake Load) Untuk menentukan besaran beban gempa terlebih dahulu ditentukan grafik respon spektrum : Faktor Keutamaan Struktur (I) = 1,50 Nilai spektral percepatan S s = 0,85g Nilai spektral percepatan S 1 = 0,3g 3

4 Kelas situs = Situs SD atau tanah sedang Koefisien Situs F a = 1,16 Koefisien Situs F v = 1,8 S DS = /3 S MS = /3 F a x S S = /3 x 1,16 x 0,85 = 0,657g S D1 = /3 S M1 = /3 F v x S 1 = /3 x 1,8 x 0,3 = 0,36g S D1 0,36 S D1 0,36 T0 0, 0, 0,1095 T S 0, 5479 S 0,657 S 0,657 DS DS S a S DS 0,4 0,6 T T 0 0,6570,4 0,6 0 0,68 0,1095 Gambar 1.ResponSpektrumGempa Tabel 1..Berat Lantai dan Lokasi Titik Berat Lantai Gedung Momen (kn.m) Berat Tiap Pusat Massa (m) Lantai Lantai Momen xx Momen (kn) arah x arah GEDUNG KIRI Gaa Gempa (kn) Dasar , , ,898 6,937 16, , , 56871, ,918 7,136 15, , , , ,875 6,176 16, , , , ,740 7,09 16, ,178 4,5, , , ,04 6,909 16, ,9 atap 54040,98 766, ,093 7,079 16,803 38,173 dak lift 7075, , ,789 3,737 5,607 18,754 GEDUNG TENGAH Dasar 10118, , ,476 15,10 11, , , , ,07 15,08 8, , , ,000 91,787 15,183 9, , , , ,378 15,168 8,97 835,141 4,5, , , ,318 15,137 7,760 71,686 atap 6736, , ,61 14,900 8,451 3,818 4

5 GEDUNG KANAN Dasar , , ,898-6,937 16, , , 56871, ,918-7,136 15, , , , ,875-6,176 16, , , , ,740-7,09 16, ,178 4,5, , , ,04-6,909 16, ,9 atap 54040,98 766, ,093-7,079 16,803 38,173 dak lift 7075, , ,789-3,737 5,607 18,754 Kombinasi pembebanan ang digunakan : 1. 1,4D. 1,D + 1,6L 3. 1,D + 0.5L + 1(I/R)Ex + 0,3(I/R)E 4. 1,D + 0.5L + 0,3(I/R)Ex + 1(I/R)E Dari hasil analisis menggunakan program SAP 000v14 diperoleh hasil waktu getar fundamental struktur Gedung kanan dan kiri 1,166 detik dan gedung tengah 1,64 detik.. Perhitungan Struktur.1. Pelat Lantai Penentuan tebal pelat lantai minimum : ln(0,8 f /1500) 4150(0,8 40 /1500) hmin 88, 53mm (4 / 4) Sarat h min untuk pelat lantai adalah 10 mm dan pelat atap sebesar 100 mm. Perhitungan rasio tulangan pelat lantai menggunakan persamaan : Mu f 0,8 f 1 0,588 b d f ' c Dari persamaan di atas, didapat hasil penulangan pelat seperti pada tabel.1. TIPE Tipe 1 (10mm) Tipe (100mm) L (m) Tabel 1.. Penulangan pelat lantai Lx (m) Mu (knm) Momen ρ Penulangan 4 4 3,486 Mlx 0,0003 Ø ,486 Ml 0,0054 Ø ,11 Mtx 0,00419 Ø ,11 Mt 0,0056 Ø ,437 Mlx 0,008 Ø ,437 Ml 0,00305 Ø ,971 Mtx 0,00471 Ø ,971 Mt 0,0063 Ø

6 .. Tangga Tipe Tangga Tinggi lantai ke lantai Tinggi bordes Tabel.. Data Tangga Optrede (tangga naik) Jumlah optrede Jumlah antrede Lebar antrede Lebar tangga Lebar bordes (cm) (cm) (cm) (buah) (buah) (cm) (cm) (cm) Tipe , Tipe , Tipe ,5 17, Tipe ,5 17, Tipe ,5 17, Tipe 1D , Tipe D ,5 17, Tipe 3D 55 6,5 17, Tabel.3. Penulangan Tangga Tipe Tangga Mu max Mn ρ terpakai Ast pokok Ast bagi Tulangan Pokok Tulangan Bagi Tipe 1 Bordes , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Pelat Tangga , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Tipe Bordes , ,9 144,584 Ø1 15mm Ø8 50mm Pelat Tangga , , ,3957 Ø1 15mm Ø8 50mm Tipe 3 Bordes , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Pelat Tangga , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Tipe 4 Bordes , ,9 144,584 Ø1 100mm Ø8 50mm Pelat Tangga , ,069 07,6138 Ø1 100mm Ø8 5mm Tipe 5 Bordes , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Pelat Tangga , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Tipe 1D Bordes , ,9 144,584 Ø1 15mm Ø8 50mm Pelat Tangga , , ,005 Ø1 15mm Ø8 50mm Tipe D Bordes , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Pelat Tangga , ,9 144,584 Ø1 150mm Ø8 50mm Tipe 3D Bordes , ,9 144,584 Ø1 100mm Ø8 50mm Pelat Tangga , ,688 18,8538 Ø1 100mm Ø8 50mm 6

7 .3. Balok Contoh perhitungan balok induk tipe B1 lantai 1, dengan data-data balok sebagai berikut : M(-) Tumpuan maksimum = 550,649 knm M(+) Lapangan maksimum = 365,1934 knm M(+) Tumpuan maksimum = 96,0397 knm 1. Tulangan Lentur pada Tumpuan Dicoba menggunakan tulangan 7D, dimana As = 659,58 mm. As f 659,58 a 104,3 0,85 f ' b 0,85 30 c a 104,3 Mn As f def 0,8 659, Mn 556,4704KNm Mu 550,649kNm OK Cek As minimum As f ' 30 c min 1 bwd ef , 73 4 f 4. mm As 1,4 min , 4 Cek Rasio Tulangan As b w d ef 659, ,009 mm OK, sarat As minimum terpenuhi 0,85 f b f ' f 0, , c maks 0, b 0,035 0, 75 b OK Cek penampang a d 0, ,3 0,148 0, OK, tulangan under reinforce Sehingga, tulangan ang dipakai aitu 7D dipasang dalam dua laer. Penulangan tumpuan positif digunakan Mu minimal setengah Mn negatif tumpuan. Sehingga di dapat tulangan tumpuan bawah 4D. Sedangkan pada lapangan bawah 5D dan untuk tulangan lapangan atas 3D. 7

8 . Tulangan geser Reaksi geser di ujung-ujung balok akibat beban gravitasi berdasarkan analisa program SAP 000 diperoleh 380,373 kn. a. Rangka goang kanan V M M 85, ,465 pr _1 pr _ 3 swa_ ka 3, 451 ln 6, Reaksi geser diujung kiri balok : V total = 380,373 3,45 = 156,99 kn Reaksi geser diujung kanan balok : V total = 380, ,45 = 603,84 kn b. Rangka goang kiri V M M 85, ,465 pr _ pr _ 4 swa_ ka 3, 451 ln 6, Reaksi geser diujung kiri balok : V total = 380, ,45 = 603,84 kn Reaksi geser diujung kanan balok : V total = 380,373 3,45 = 156,99 kn Dicoba digunakan sengkang D10 dengan jumlah 3 kaki dan jarak 15 mm. Vu 603,84 Vs Vc 9,119kN 51, 98kN 0,75 A s f d 35, Vs_terpasang = 60, 88kN s 15 Vs Vs_terpasang OK 3. Tulangan Torsi A l A f t ph s f v t cot Luas minimum tulangan torsi memanjang : 1, ,704mm kn kn A l _ min 5 f ' c 1 f A t cp A _ 576, 604mm At s l min A l f ph f v t 5 Sehingga dipakai Al = 149,704 mm Dipakai tulangan D As = 379,94 mm n = 149,704/379,94 = 3,89 4 buah Al terpasang = 1519,76 mm ,

9 .4. Kolom.4.1. Sarat Penampang Kolom SRPMK : 1. Gaa aksial terfaktor maksimum ang bekerja pada kolom melebihi Agfc /10.. Sisi terpendek kolom tidak kurang dari 300 mm. 3. Rasio dimensi penampang tidak kurang dari 0, Tulangan Memanjang : 1. Rasio tulangan memanjang ρg dibatasi tidak kurang dari 0,01 dan tidak lebih dari 0,06. Dicoba dengan 4 baja tulangan D9 mm (As = 15844,44 mm ) g 15844,44 0, Kuat lentur kolom harus memenuhi persamaan : ΣMc 1, ΣMg dimana ΣMc adalah jumlah Mn kolom ang bertemu di joint balok-kolom ΣMg adalah jumlah Mn balok ang bertemu di joint balok-kolom Tabel 4.3 Tabel Gaa Aksial dan Gaa Geser Kolom K1 Kolom Gaa Aksial Maks. (kn) Gaa Geser Maks. (kn) Kolom lantai atas 5460,138 Kolom lantai desain 647,786 83,895 Kolom lantai bawah 751,99 Perhitungan kapasitas penampang kolom menggunakan program PCACOL. Diagram interaksi P-M kolom K1 dapat dilihat pada gambar. Gambar. Diagram Interaksi P-M Kolom K1 (800x800) Tulangan 4D9 9

10 a. Σmomen Balok 1, ΣMg = 1, (556,4704 x 4) = 671,0579 knm b. Kolom lantai atas øp n above = gaa aksial terfaktor di kolom atas = 5460,138 kn dari diagram interaksi kolom, øm n above = 080 knm c. Kolom ang didesain øp n desain = gaa aksial terfaktor kolom desain = 647,786 kn dari diagram interaksi kolom, øm n desain = 1980 knm ΣMc = øm n above + øm n desain = = 4060 knm > 1, ΣMg (OK) d. Kolom lantai bawah øp n desain = gaa aksial terfaktor di kolom bawah = 751,99 kn dari diagram interaksi kolom, øm n bawah = 1875 knm ΣMc = øm n desain + øm n bottom = = 3855 knm > 1, ΣMg (OK).4.3. Tulangan Sengkang : M Vswa prob_ ats DF ats M l ef prob_ bwh DF bwh 5,88 0,5 5,8 0,5 Vswa 54,897kN 4,1 Vu V c 1 b 3 w d 1 73,863kN 584, , 571kN 3 Sehingga ang diperlukan adalah tulangan geser minimum A b s w v _ min 66, f 3 mm (OK) Digunakan tulangan 4leg D13 = 530,66 mm sesuai penulangan transversal kolom..5. Hubungan Balok Kolom.5.1. Shear di Joint dan Cek Shear Strength Balok ang memasuki joint memiliki probable moment : Arah x = 556,4704 knm dan 556,4704 knm Arah = 556,4704 knm dan 556,4704 knm 10

11 Pada joint, kekakuan kolom atas dan kekakuan kolom bawah tidak sama, sehingga DFtop = 0,563 dan DFbot = 0,437. Geser pada kolom atas arah x : Me_top = 0,563 x (556, ,4704) = 66,5857 knm Me_bot = 0,437 x (556, ,4704) = 486,355 knm Vswa = (66, ,355)/4,1 = 71,449 kn Vu (kolom) C = T T1 = 1,5 As f T = 1,5 As f C1 = T1 Vu (kolom) Gambar 3. Gaa Geser pada Joint Balok Kolom Di bagian tulangan tarik atau laer atas balok baja tulangan ang dipakai adalah 7D (As = 659,58 mm ) T1 = C1 = 1,5 As f = 1,5 x 659,58 x = 139,79 kn Di bagian tulangan tekan atau laer bawah balok baja tulangan ang dipakai adalah 4D (As = 1519,76 mm ) T = C = 1,5 As f = 1,5 x 1519,76 x = 759,88 kn Gaa geser kolom pada joint : Vu = Vswa - T1 - C = 71, ,79 759,88 = 1818,1 kn Kuat geser nominal joint ang dikekang ke empat sisina adalah : (SNI pasal ) V 1,7 f ' c n A j Vn 5959,kN Vn 0,8 5959, 4767, 38kN Dengan demikian, joint mempunai kuat geser ang memadai (ØVn > Vu) Dipasang baja tulangan D13 mm 4 leg (As = 530,66 mm ).6. Pondasi Pondasi menggunakan bore pile diameter 600 mm, dengan tulangan 13D3. 11

12 KESIMPULAN 1. Perencanaan bangunan gedung dengan metode desain kapasitas (capacit design) berdasarkan RSNI (Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung) dan SNI (Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung) membutuhkan perhitungan cukup rumit, akan tetapi lebih memberi keamanan pada bangunan itu sendiri terhadap gaa gempa dominan (Earthquake Dominant) ang bekerja, terutama pada daerah rawan gempa atau daerah ang termasuk dalam zona wilaah gempa sedang dan kuat, dibandingkan dengan metode konvensional.. Dalam perencanaan dan perhitungan kolom struktur direncanakan harus lebih kuat dari balok (strong column weak beam), sehingga perhitungan tulangan lentur kolom struktur dianalisa berdasarkan momen kapasitas balok dan tulangan geser kolom berdasarkan momen nominal kolom. DAFTAR REFERENSI Anonim Standar Nasional Indonesia Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum. Anonim. 00. Standar Nasional Indonesia Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum. Anonim Standar Nasional Indonesia Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum. Anonim Rekaasa Fundasi II (Fundasi Dangkal dan Fundasi Dalam). Gunadarma. Vis, W.C. dan Gideon H. Kusuma Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang. Jakarta : Erlangga. 1