DESAIN STRUKTUR BETON BANGUNAN RUKO TIPIKAL UNTUK DAERAH SULAWESI SELATAN SESUAI SNI DAN SNI

Transkripsi

1 PRO S ID IN G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK DESAIN STRUKTUR BETON BANGUNAN RUKO TIPIKAL UNTUK DAERAH SULAWESI SELATAN SESUAI SNI DAN SNI Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea - Makassar, Telp./Fax: (0411) /(0411) m.asad_sipil@yahoo.co.id Abstract From year to year the development of ruko is mushrooming in the city of Makassar. A thing that need to be concern is the planning of technical feasibility, therefore it need a guidelines of the planning of simple ruko. Dealing with the planning guidelines to the position of Indonesia in the anxious earthquake areas for loading on the planning of shop building with reinforced concrete materials need to review the earthquake forces. The aims of this study is to determine the general form of the ruko as well as regarding their use which can be applied qualification loads and get a decent cross-sectional dimensions in accordance with its location in the city of Makassar. Research carried out by direct measurement on the ruko and the study parameters in this regard include landscapes, soil types, loads corresponding to the actual designation of ruko. Result of research shows that there was still inconsistency dimension that was used with the number of load acting on the building. Damage generally occurs in the column where the column dimensions were not able to support the load design. Keywords: guidelines, earthquake forces, loads, dimensions PENDAHULUAN Bangunan yang direncanakan sebagai bangunan ruko dan strukturnya didesain dengan sistem konstruksi beton bertulang biasa. Struktur terdiri atas 3 lantai yang direncanakan untuk menahan beban mati (dead load), beban hidup (live load), dan beban gempa (earthquake). Analisa struktur dihitung dengan menggunakan software SAP 2000 versi Struktur terdiri dari balok dan kolom yang membentuk rangka portal (Portal Frame) sedang pelat secara umum didesain sebagai two way slab. Tahap awal analisa adalah mempelajari sistem struktur yang dapat dipakai dengan mengikuti persyaratan-persyaratan yang ditentukan/ditetapkan dan menentuan pembebanan berdasarkan fungsi ruangan ruangannya. Analisa pembesian balok dan kolom dilakukan dengan software SAP 2000 versi dimana faktor reduksi kekuatan (Re = 3.5 untuk wilayah gempa zona II) diambil sesuai dengan SNI Struktur bangunan dianalisa secara 3 dimensi dengan menggunakan SAP 2000 versi dan didesain sebagai Struktur Rangka Pemikul Momen Biasa (Ordinary Resisting Moment Frame). Perencanaan dalam perhitungan bangunan ruko ini, dalam segala hal memenuhi semua peraturan dan ketentuan yang berlaku di Indonesia. Adapun peraturan-peraturan itu sebagai berikut : - Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI Adapun program/ software yang digunakan adalah SAP 2000 v.9.0.3, Computer and Structure Inc. Untuk menyelesaikan masalah tersebut maka penelitian ini dibatasi sebagai berikut: 1. Bentang tipikal yang dipakai dalam pembangunan. 2. Kondisi tanah tempat akan didirikannya bangunan. Volume 5 : Desember 2011 Group Teknik Sipil ISBN : T S3-1

2 Desain Struktur Beton Bangunan 3. Kekuatan beton yang diperkirakan umum dapat dicapai oleh pengerjaan sederhana. 4. Kekuatan baja tulangan yang umum didapatkan dipasaran dan dipakai pada bangunan sederhana. 5. Perkiraan kualifikasi beban aktual sesuai pemakaian ruko. 6. Penentuan wilayah gempa guna menentukan pengaruh gaya gempa. ANALISA STRUKTUR Analisa Pembebanan Tetap Analisa beban vertikal (dead load + live load) dilakukan dengan membuat input untuk untuk dua jenis kasus pembebanan. Distribusi beban pada balok dan kolom dilakukan secara langsung oleh SAP 2000 versi Analisa Pelat Lantai Analisa pelat lantai didesain menggunakan metode two way slab dimana dari hasil perhitungan momen tumpuan dan lapangan diambil nialai terbesar setiap arah pembebanan. Tebal pelat direncanakan = 12 cm. Analisa Gempa Beban gempa dianalisa dengan metode analisa dinamis. Dari hasil penganalisaannya akan dilakukan perbandingan yang kemudian diambil pembebanan yang paling maksimum. Penentuan grafik Respon Spectrum berdasarkan SNI , untuk tanah Keras dan Lunak wilayah Gempa Zona II berdasarkan Percepatan Puncak Dasar Batuan = 0.1 g dan periode ulang 50 tahun. Kombinasi beban gempa rencana yang dipakai adalah 100% di satu arah dan 30% di arah tegak lurusnya. Hal ini dilakukan dengan tujuan agar bangunan mampu memikul beban yang datangnya dari arah manapun. Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung dalam segala hal, simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung menurut SNI pasal tidak boleh melampaui. kali tingkat yang bersangkuatan atau 30 mm bergantung yang mana yang nilainya terkecil. Dimana R adalah faktor reduksi gempa representatif dari struktur yang bersangkutan (R = 3.5, sistem rangka pemikul momen biasa untuk beton bertulang). ANALISA PORTAL GEDUNG (PERHITUNGAN STRUKTUR BALOK KOLOM DENGAN MENGGUNAKAN SAP 2000 V.9.0.3) Struktur bangunan dianalisa dengan pemodelan 3 dimensi. Pemodelan dan Pendefenisian material dan penampang Pemodelan digambar dengan fasilitas 3D frame yang disediakan oleh SAP 2000 v sesuai dengan ukuran gambar terlampir Gambar 1. Tampilan 3D Selanjutnya material beton didefenisikan sesuai spesifikasi berikut ini : Mutu Beton (f c) = 250 kg/m 2 (dikali faktor = 0.83) Mutu tulangan (fy) = 400 MPa ISBN : Group Teknik Sipil Volume 5 : Desember 2011 TS 3-2

3 PRO S ID IN G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Modulus elastisitas beton= 4700 ¹ ¹ = MPa Berat jenis beton = 2.4 t/m 3 Massa jenis beton = (2.4/9.81) = t/m 3 Poisson ratio = Karena satuan Mpa setara dengan Nmm, maka terlebih dahulu satuannya diganti menjadi Nmm kemudian menginput data ke Define Material CONC - Modify/Show Material Untuk Mutu Beton Untuk Berat Jenis Beton Selanjutnya mendefenisikan penampang sebagai berikut : Memasukkan parameter penampang dengan cara Define Frame Section Add Rectangular Volume 5 : Desember 2011 Group Teknik Sipil ISBN : T S3-3

4 Desain Struktur Beton Bangunan Data mengenai Reinforcement Overrides for Ductile Beams adalah Perencanaan Struktur balok Pemikul Momen Khusus, karena balok yang direncanakan adalah balok biasa maka nilainya dapat dibiarkan = 0 Susunan Data Pembebanan Beban yang dimasukkan dalam bentuk beban terfaktor dengan berat sendiri penampang diperhitungkan. Perhitungan berat sendiri akan secara otomatis (default) dilakukan oleh SAP 2000 dengan memastikan parameter Self Weight Multiplier = 1. Beban mati balok 250 kg/m 2 dan beban hidup 100 kg/m 2. Beban dinding diambil 250 kg/m. Beban mati pada pelat atap diambil 100 kg/m 2 dan pada pelat lantai 150 kg/m 2. Beban hidup untuk bangunan gedung Toko menurut PPIG 1989 sebesar 250 kg/m 2. Beban gempa diambil dari perhitungan respon spectrum berdasarkan grafik gempa wilayah II tanah keras SNI Respon Spectrum Zona II Tanah Keras. ISBN : Group Teknik Sipil Volume 5 : Desember TS 3-4

5 PRO S ID IN G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Scale Factor = =. = 2,8029. Dimana : G = Gravitasi (9,81 m/s 2 ) I = faktor keutamaan untuk gedung perniagaan = 1 R = faktor redusi gempa = 3,5 (beton bertulang pemikul momen biasa) Arah U1 = 100 % x 2,8092 = 2,8092 Arah U2 = 30 % x 2,8092 = 0,8409 Selanjutnya mendefenisikan jenis beban Define Load Case Define Load Tahap akhir pembebanan adalah dengan mengatur kombinasi pembebanan sesuai SNI pasal 11.2 mengenai kuat perlu dan 11.3 mengenai kuat rencana, maka direncanakan dengan memperhitungkan pengaruh gempa rencana dua arah dan didapatkan kombinasi berikut: Volume 5 : Desember 2011 Group Teknik Sipil ISBN : T S3-5

6 Desain Struktur Beton Bangunan a. 1.4 D b. 1.2 D L c. 1.2 L + L ± E d. 0.9 D ± 0.9 E Dimana: D = Beban mati L = Beban hidup E = Beban gempa Selanjutnya beban-beban dimasukkan ke dalam frame atau titik yang telah ditentukan dengan terlebih dahulu menyeleksi area, frame atau titik yang akan diberi beban. Setelah geometri, material, penampang, dan pembebanan telah selesai didefenisikan, maka analisa struktur sudah dapat dilakukan. Desain Penampang Pastikan tidak ada pesan warning yang tampil Mendesain penampang dan jumlah tulangan yang dibutuhkan : Design Concrete Frame Design Start Desing/Check of structure Karena mengacu pada peraturan perencanaan di Indonesia (SK SNI ), maka kita menggunakan peraturan ACI yang menjadi acuan peraturan beton bertulang Indonesia. Desain struktur beton bertulang dengan menganggapnya struktur tahan gempa, dengan kategori ordinary (sway Ordinary). ISBN : Group Teknik Sipil Volume 5 : Desember 2011 TS 3-6

7 PRO S ID IN G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK HASIL DAN BAHASAN Hasil dari proses desain struktur pada layer akan ditampilkan luas tulangan lentur (kondisi default), dan melalui menu Design - Display Design Info maka informasi luas tulangan dapat dipilih. Gambar 2 memperlihatkan luas tulangan lentur pada elemen balok. Hasil analisa memperlihatkan luas tulangan pada lantai 2. Gambar 2. Luas Tulangan Untuk memudahkan identifikasi luas tulangan maksimum tiap section, maka hasil perhitungan dapat di eksport ke format excel. Volume 5 : Desember 2011 Group Teknik Sipil ISBN : T S3-7

8 Desain Struktur Beton Bangunan Selanjutnya dari tabel tabulasi tersebut kemudian dipilih luas tulangan maksimum berdasarkan dimensi balok dan kolom yang kemudian dibuat rekapitulasi untuk perhitungan jumlah tulangan yang dibutuhkan berdasarkan diameter tulangan yang digunakan. Selain dapat memperlihatkan luas tulangan lentur pada elemen, SAP 2000 v juga dapat memperlihatkan grafik momen, grafik gaya lintang, dan grafik gaya normal yang bekerja pada ruko sesuai dengan kombinasi pembebanan beban hidup, beban mati, dan beban gempa yang dipilih. Gambar 3. Grafik Momen 3-3 Gambar 4. Grafik Shear 2-2 Gambar 5. Grafik Axial Force ISBN : Group Teknik Sipil Volume 5 : Desember 2011 TS 3-8

9 PRO S ID IN G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Hasil analisa juga memperlihatkan bahwa dimensi penampang minimum yang digunakan untuk balok adalah 40x30 mm 2 dan untuk kolom 30x30 mm 2. Apabila dimensi yang digunakan dalam merencanakan ruko 3 lantai dalam menahan beban mati, beban hidup, dan beban gempa lebih kecil, maka bangunan yang direncanakan akan mengalami kegagalan struktur. Hal ini disebabkan kolom tidak mampu menahan beban yang bekerja pada ruko. Gambar 6 memperlihatkan kegagalan akibat dimensi kolom yang lebih kecil dari hasil analisa yang telah didapatkan. Keterangan: = kekuatan kolom tidak memenuhi O/S = kekuatan tulangan tidak memenuhi Gambar 6. Penampang dengan dimensi kolom yang diperkecil SIMPULAN Setelah menganalisis struktur dengan menggunakan software SAP 2000 versi maka didapatkan kesimpulan berikut: 1. Hal yang harus diperhatikan membangun sebuah ruko antara lain kondisi tanah tempat akan didirikannya bangunan, kekuatan beton, kekuatan baja tulangan, perkiraan kualifikasi beban actual sesuai pemakaian ruko, dan penentuan wilayah gempa guna menentukan pengaruh gaya genmpa. 2. Dimensi penampang yang layak bagi komponen struktur bangunan ruko dengan beban yang sesuai dengan letaknya di Kota Makassar adalah untuk balok 40x30 mm 2 dan untuk kolom 30x30 mm 2. DAFTAR PUSTAKA BSN Tata Cara Perhitungan Struktur Bangunan Gedung (SNI ) Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Stensil. Bandung. Nawy, E.G Reinforced Concrete a fundamental approach, 6 th ed. Prentice Hall. New Jersey. Puslitbang Dept. Pemukiman dan Prasarana Standar perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ) Rahmat Purwono, Tavio Evaluasi Cepat Sistem Rangka Pemikul momen Tahan Gempa. ITSPRESS. Surabaya. Rahmat Purwono et.al Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ) Dilengkapi Penjelasan. ITSPRESS. Surabaya. Sunggono KH Buku Teknik Sipil. NOVA. Bandung. Suyono NT Rangkuman Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Volume 5 : Desember 2011 Group Teknik Sipil ISBN : T S3-9

10 Desain Struktur Beton Bangunan ISBN : Group Teknik Sipil Volume 5 : Desember 2011 TS 3-10