JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1 Modifikasi Perencanaan Struktur Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Kota Probolinggo Dengan Metode Sistem Rangka Gedung Jefri Adi Gunawan, Data Iranata, dan Endah Wahyuni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: data@ce.its.ac.id Abstrak Struktur gedung Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Kota Probolinggo direncanakan dengan menggunakan metode daktilitas terbatas di daerah gempa sedang, kota Probolinggo dan sekitarnya. Struktur gedung ini dimodifikasi dan dirancang kembali menggunakan Sistem Rangka Gedung (SRG). Modifikasi yang dilakukan pada gedung ini adalah jumlah lantai dari 4 lantai menjadi 20 lantai. Perancangan gedung ini berdasarkan Tata Cara Perencanaan Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002) dan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010). Hasil perancangan struktur Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Kota Probolinggo terdiri dari portal beton non SPBL dengan tulangan diameter D22, D19, D13, dan 10, untuk struktur beton SPBL dengan diameter D16, dan D13, dinding geser dengan tebal 40cm, atap menggunakan pelat beton bertulang, dan pondasi menggunakan tiang pancang beton pracetak berdiameter 50cm. Kata Kunci Perancangan, Sistem Rangka Gedung (SRG), Dinding Struktural. L I. PENDAHULUAN ingkungan permukiman kumuh yang dihuni oleh masyarakat miskin dan berpenghasilan rendah di Kota Probolinggo menjadi masalah serius bagi pemerintah Kota. Tiga daerah yang menjadi lokasi permukiman kumuh antara lain: (1) Kawasan Kelurahan Sukabumi, timur Tempat Pembuangan Akhir (tanah Pemerintah Daerah); (2) Kawasan Kelurahan Mangunharjo, bekas rel kereta api (tanah PT. KAI); dan (3) Kawasan Kali Banger (bagi tanah yang belum bersertifikat). Bahkan mereka membangun tempat tinggal di lahan pemerintah dengan bangunan semi-permanen atau permanen. Semakin meluasnya lingkungan permukiman kumuh di Kota Probolinggo juga akan mengakibatkan penurunan kualitas lingkungan. Berdasarkan gambar wilayah gempa di Indonesia pada SNI- 1726-2010, Kota Probolinggo merupakan bagian dari provinsi Jawa Timur yang masuk dalam wilayah gempa sedang. Hal ini disebabkan karena 2 hal, yang pertama karena provinsi Jawa Timur sangat dekat dengan pertemuan 2 lempeng (lempeng Eurasia dan lempeng Australia) yang dapat menyababkan gempa tektonik. Yang kedua disebabkan karena di Jawa Timur terdapat gunung-gunung berapi yang masih aktif seperti gunung Bromo, gunung Arjuna, dan gunung Semeru yang dapat mengakibatkan terjadinya gempa vulkanik. Dengan permasalahan yang ada, diperlukan perencanaan yang dapat menahan gempa dan memenuhi segala persyaratan keamanan konstruksi, salah satu metode yang sesuai adalah menggunakan metode Sistem Rangka Gedung. Pemilihan Sistem Rangka Gedung dikarenakan beberapa macam alasan. Sistem Rangka Gedung sangat tepat untuk diaplikasikan pada gedung tingkat tinggi dan wilayah gempa kuat, sehingga dengan sistem ini dimensi rangka utama dapat diperkecil. Dibandingkan dengan menggunakan sistem beton bertulang konvensional ataupun sistem rangka pemikul momen, semakin tinggi struktur akan semakin besar dimensi yang diperlukan sehingga kemampuan struktur lebih banyak terbuang untuk menahan berat sendiri yang sangat besar. Pada Sistem Rangka Gedung, gaya lateral direncanakan untuk terdistribusi sepenuhnya pada dinding-dinding penahan gempa (shear-wall) sehingga rangka utama hanya menerima beban gravitasi saja. Terdapat beberapa modifikasi pada perencanaan rumah susun sederhana sewa (Rusunawa) ini. Diantaranya, jumlah lantai ditingkatkan dari 4 lantai menjadi 20 lantai, dan pada atap direncanakan menggunakan pelat beton. Dan untuk metode perencanaan, gedung ini pada awalnya didesain dengan menggunakan sistem beton bertulang konvensional, namun akan dimodifikasi menggunakan metode Sistem Rangka Gedung (Building Frame System). A. Umum II. TINJAUAN PUSTAKA Secara umum, gempa bumi merupakan getaran permukaan tanah yang dapat disebabkan oleh : a. Aktifitas tektonik. b. Vulkanisme. c. Longsoran termasuk batu. d. Bahan peledak. Dari semua penyebab tersebut di atas, goncangan yang disebabkan oleh peristiwa tektonik merupakan penyebab utama kerusakan struktur dan perhatian utama dalam kajian tentang bahaya gempa. Dari beberapa sumber diatas maka suatu bangunan paling tidak harus dapat memikul beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut. Baik beban lateral seperti beban gempa dan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 2 beban angin yang dapat menimbulkan defleksi lateral serta beban gravitasi yang meliputi beban mati dan beban hidup. B. Sistem Struktur Ada 4 jenis sistem struktur dasar yang ditetapkan dalam peraturan perencanaan gempa Indonesia, yaitu: 1. Sistem dinding penumpu, yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. 2. Sistem rangka gedung, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 3. Sistem rangka pemikul momen, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. 4. Sistem ganda, yaitu sistem yang terdiri dari rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi, pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral, dan kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda. C. Sistem Rangka Gedung Pada sistem ini terdapat rangka ruang lengkap yang memikul beban-beban gravitasi, sedangkan beban lateral dipikul oleh dinding struktural. Di wilayah gempa 5 dan 6, dinding struktural ini haru didetail sesuai SNI 2847 pasal 23.6 (6), yaitu sebagai Dinding Struktural Beton Khusus (DSBK) di samping yang masih berlaku di pasal 3 sampai 20. Dinding struktural di wilayah yang lebih rendah, tidak perlu didetail khusus. Walau dinding struktural direncanakan memikul seluruh beban gempa, namun rangka balok-kolom di atas harus diperhitungkan terhadap efek simpangan lateral dinding struktural oleh beban gempa rencana, mengingat rangka tersebut di tiap lantai masih menyatu dengan dinding struktur melalui lantai-lantai. D. Elemen Struktur Dinding Geser Dalam perencanaan struktur tahan gempa, tiap elemen struktur didesain dengan berbagai ketentuan tertentu. Sama halnya terhadap dinding struktural yang merupakan sistem struktur atau bagian dari sistem yang memikul beban gempa seperti dinding geser. Dinding geser dari beton bertulang adalah elemen struktur vertikal yang biasa digunakan pada gedung bertingkat tinggi yang berfungsi untuk menahan gaya lateral dari beban gempa dan angin. Struktur bangunan dengan dinding geser merupakan salah satu konsep solusi masalah gempa dalam bidang Teknik Sipil yaitu sebagai substruktur yang menahan gaya geser akibat gempa.. A. Umum III. METODOLOGI Langkah-langkah dalam perencanaan Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) di Kota Probolinggo adalah sebagai berikut : Gambar. 1. Diagram alir penyelesaian tugas akhir. B. Pemilihan Kriteria Desain Proyek pembangunan Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) di Kota Probolinggo, akan dimodifikasi dengan metode Sistem Rangka Gedung (SRG). Perubahan berupa penambahan lantai dari 4 menjadi 20 lantai. Untuk menunjang dalam perancangan, ada beberapa hal yang perlu diketahui, Type bangunan : Rumah Susun Letak bangunan : Dekat pantai Jumlah lantai : 20 lantai Struktur bangunan: Pelat beton bertulang Struktur pondasi : Pondasi Tiang Pancang Mutu beton (f c) : 40 MPa Mutu baja (fy) : 400 MPa (tulangan ulir) Mutu baja (fy) : 240 MPa (tulangan polos)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 3 A. Preliminary Design IV. ANALISA DAN HASIL 1. Dimensi Balok : Balok Induk memanjang (B1) : 30/40 Balok Induk memanjang (B2) : 30/40 Balok Induk melintang (B3) : 30/50 Balok Induk melintang (B4) : 30/50 Balok Induk melintang (B5) : 30/50 Balok Anak memanjang (B1 ) : 20/30 Balok Anak melintang (B2 ) : 20/30 2. Dimensi Pelat : Tebal pelat lantai : 120 mm Tebal pelat atap : 100 mm 3. Dimensi Tangga : Tebal pelat tangga : 22 cm Tebal pelat bordes : 15 cm 4. Dimensi Kolom : Kolom lantai 1-10 : 70 70 cm Kolom lantai 11-20 : 60 60 cm 5. Dimensi Shearwall : Tebal shearwall : 40 cm B. Struktur Sekunder 1. Perencanaan tangga :. Gambar. 3. Potongan A-A tangga Penulangan pelat tangga Tulangan Lentur :Ø12-120 Tulangan Susut :Ø8-120 Penulangan pelat bordes Tulangan Lentur :Ø12-90 Tulangan Susut :Ø8-180 2. Perencanaan pelat : Gambar. 4. Detail Penulangan Pelat lantai Gambar. 2. Penulangan tangga Gambar. 5. Detail Penulangan Pelat atap
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 4 Penulangan pelat lantai : Tulangan Lentur :Ø12-150 Tulangan Susut :Ø8-200 Penulangan pelat atap : Tulangan Lentur :Ø10-150 Tulangan Susut :Ø8-200 Analisa Beban Gempa Pada perencanaan struktur gedung ini menggunakan peraturan SNI-1726-2010, didapatkan respon spectrum sebagai berikut: 3. Perncanaan balok anak : Gambar. 8. Respon spektrum rencana Gambar. 6. Detail Penulangan balok anak C. Analisa Struktur Perencanaan struktur gedung Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) dianalisa dengan menggunakan program bantu SAP2000 v 14 dengan pemodelan Sistem Rangka Gedung. Elemen kolom dan balok sebagai struktur yang bukan merupakan SPBL (Struktur Pemikul Beban Lateral) akan memikul beban gravitasi akibat beban sendiri, beban hidup dan direncanakan terhadap simpangan sistem struktur gedung akibat pengaruh gempa. Kontrol sistem struktur Yaitu dengan pemeriksaan antara base shear yang dihasilkan oleh SRPM dan shearwall dari masing-masing pembebanan gempa, kemudian dibandingkan presentasenya. Tabel. 1. Nilai perbandingan presentase base shear Presentase Dalam Menahan Gempa (%) Kombinasi FX FY Shearwall SRPM Shearwall SRPM 1.2D+1L ± 1RSPX 91.29% 8.71% 90.70% 9.30% 1.2D+1L ± 1RSPY 92.84% 7.16% 90.56% 9.44% 0,9D ± 1RSPX 90.08% 9.92% 91.07% 8.93% 0,9D ± 1RSPY 92.33% 7.67% 91.89% 8.11% D. Struktur Primer 1. Balok Induk Gambar. 9. Detail Penulangan Balok Induk 2. Kolom Gambar. 7. Rangka Portal 3D Analisa Beban Angin Pada perencanaan struktur gedung ini menggunakan peraturan RSNI 03-1727-1989/Mod SEI/ASCE 7-02, didapatkan besar beban angin rencana pada tiap permukaan sebagai berikut : Dinding di muka angin : 31,39 Kg/m 2 Dinding di belakang angin : 22,02 Kg/m 2 Dinding samping : 28,22 Kg/m 2 Gambar. 10. Detail Penulangan Kolom
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 5 Gambar. 11. Detail Penulangan Kolom pada sendi plastis Gambar. 14. Detail Penulangan pondasi kolom Didapatkan Tulangan Poer pondasi kolom: Tulangan arah x : D22-80 Tulangan arah y : D22-80 Gambar. 12. Detail Penulangan Kolom 70 70 3. Shearwall Gambar. 13. Penulangan Shearwall E. Struktur Pondasi Data-data dalam perencanaan pondasi adalah : 1. Kedalaman tiang pancang = 18 m 2. Diameter tiang pancang = 50 cm Dari data tanah (sondir), diperoleh kekuatan tanah sebesar 135.056,08 Kg. Sedangkan kekuatan bahan untuk diameter 50 cm (tipe A3) sebesar 178.200 Kg. Gambar. 15. Detail Penulangan pondasi shearwall Didapatkan Tulangan Poer pondasi shearwall: Tulangan arah x : D25-150 Tulangan arah y : D25-150
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 6 Tie Beam Gambar. 16. Detail Penulangan tie beam V. KESIMPULAN/RINGKASAN Berdasarkan seluruh hasil analisa yang telah dilakukan dalam dan sesuai dengan tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Perancangan Struktur Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Kota Probolinggo dengan Sistem Rangka Gedung (SRG), bertujuan untuk melakukan pendetailan pada struktur SPBL yaitu dinding struktural akibat gempa lateral serta struktur non SPBL yaitu balok dan kolom. Dari hasil perancangan didapatkan data-data perencanaan sebagai berikut: Mutu Beton : 40 Mpa Mutu Baja : 400 Mpa Struktur Pelat : Tebal Pelat Atap : 10 cm (tulangan utama Ø10 dan tulangan susut Ø8) Tebal Pelat Lantai : 12 cm (tulangan utama Ø12 dan tulangan susut Ø8) Struktur Tangga : Tebal Pelat Tangga : 23 cm (tulangan utama Ø12 dan tulangan susut Ø8) Tebal Pelat Bordes : 15 cm (tulangan utama Ø12 dan tulangan susut Ø8) Struktur Balok Anak Dimensi Balok : 20 x 30 cm (tulangan utama D16, dan tulangan geser Ø 8) Struktur Kolom : Dimensi Kolom 1 : 70 x 70 cm (tulangan utama D22 mm dan sengkang D 13 mm) Dimensi Kolom 2 : 60 x 60 cm (tulangan utama D22 mm dan sengkang D 13 mm) Struktur Balok Induk : Dimensi Balok 1 : 30 x 40 cm Dimensi Balok 2 : 30 x 40 cm Dimensi Balok 3 : 30 x 50 cm Dimensi Balok 2 : 30 x 50 cm Dimensi Balok 3 : 30 x 50 cm (tulangan utama D19,tulangan torsi D13, dan tulangan geser Ø 10) Dimensi Dinding Struktural : Tebal 40 cm (tulangan geser tegak lurus 2D13-100, tulangan vertikal 2D16-100) 2. Struktur bawah bangunan terdiri dari 1 jenis pilecap untuk pondasi kolom. Dan 2 jenis pilecap untuk pondasi dinding struktural yang menggunakan tiang pancang pracetak dengan diameter 50 cm dengan kedalaman 18m. UCAPAN TERIMA KASIH Dalam pengerjaan tugas akhir ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepasa : 1. Kedua orang tua, dan kakak atas segala motivasi, dukungan, dan doa yang diberikan. 2. Bapak Data Iranata, ST. MT. PhD selaku dosen pembimbing I, yang telah membimbing, memberi masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 3. Ibu Endah Wahyuni, ST. MSc. PhD selaku dosen pembimbing II, yang telah membimbing, memberi masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 4. Pihak Dinas PU Kota Probolinggo, yang telah membantu memberi data gambar. DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002). Jakarta : Standar Nasional Indonesia [2] Badan Standarisasi Nasional. 2005. Tata Cara Perhitungan Pembebanan untuk Bangunan Rumah dan Gedung (Revisi SNI 03-1727-1989). Bandung : Standar Nasional Indonesia [3] Badan Standarisasi Nasional. 2010. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 03-1726-2010). Jakarta : Standar Nasional Indonesia [4] Mc Cormac, J.C. 2002. Desain Beton Bertulang Jilid 2. Jakarta : Erlangga [5] Purwono, Rahmat. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: ITS Press [6] Schodek, Daniel L. 1999. Struktur Edisi kedua. Jakarta: Erlangga.