BAB I PENDAHULUAN 1..1 Latar Belakang Perencanaan struktur bertujuan untuk menghasilka an suatu struktur yang stabil, kuat, kokoh dan memenuhi tujuan-tujuaatas, kolom merupakan komponen struktur yang paling penting seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Pada strukturr bangunan untuk diperhatikan. Padaa dasarnya kolom merupakan komponen struktur yang memikul beban tekan aksial, momen lentur dan gaya geser. Efek pengekangann pada kolom merupakan suatu efek yang ditimbulkan akibat adanya tulangan sengkang yang dipasang sepanjang bentang kolom untuk menahan gaya geser. Tulangan sengkang tersebut bisa berupa tulangan spiral atau berbentuk persegi yang dapat menyebabkan meningkatnya kekuatan tekan beton pada kolom. Efek pengekangann tersebut mengakibatkan tegangan dan regangan beton meningkat atau lebih besar dibandingkan daripada beton yang tidak menggunakan pengekang. Diilustrasikan pada gambar 1.1 dibawah ini : Gambar 1.1 Hubungan tegangan regangan beton terkekang dan tidak terkekang (Park dan Paulay, 1975). I-1
Pada umumnya dalam prosedur desain beton bertulang kurang memperhatikan efek pengekangan. Selama ini dalam menganalisa elemen struktur terutama penampang kolom, efek pengekangan tidak diperhitungkan. Jika efek pengekangan diperhitungkan maka kekuatan dari penampang kolom itu akan lebih besar bila dibandingkan penampang kolom yang efek pengekangannya tidak diperhitungkan. Namun pengekangan hanya akan bekerja dengan efektif jika gaya yang diterima kekangan menjadi gaya tarik pada tulangan sengkang, bukan melalui mekanisme bending di tulangan. Gambar 1.2 Beton Terkekang dengan sengkang persegi dan sengkang spiral Hal ini dijelaskan pada gambar 1.2 diatas. Gaya tahanan kekangan akibat pengembangan kolom hanya efektif ditahan oleh ujung ujung kolom persegi (gambar 1.2 a), sementara sisi tengah ditahan melalui mekanisme bending di tulangan sengkang yang mana kurang efektif dalam menahan pengembangan horizontal kolom beton tersebut. Hal ini berbeda dengan kolom berbentuk melingkar (gambar 1.2 b) dimana gaya akibat pengembangan horizontal pada kolom ditahan efektif melalui mekanisme radial force pada tulangan sengkang spiral. Dengan memperhitungkan efek pengekangan, maka regangan ultimit akan meningkat sehingga akan menghasilkan struktur yang lebih daktail. Struktur yang daktail ini dibuat demi tujuan akhir yaitu meningkatkan ketahanan struktur terhadap gaya gempa. Selain itu, kekuatan beton akan mengalami peningkatan sehingga kapasitas I-2
momen yang mampu dipikulnya juga akan meningkat. Sehingga diharapkan dengan pemakaian ukuran penampang kolom yang lebih kecil, tetap menghasilkan kekuatan yang sama. Dan pada akhirnya, pengerjaan di lapangan akan lebih ekonomis dengan kualitas kekuatan yang sama. Dari penelitian-penelitian sebelumnya, Hamdan (Studi Memperhitungkan Efek Confinement Sengkang Kolom Terhadap Kekuatan Dan Kekakuan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak), untuk kasus gedung simetris dengan denah persegi panjang, didapat pertambahan kuat tekan kolom akibat pengekangan sengkang mencapai 81%, sehingga ukuran kolom mungkin bisa diperkecil karena ada penambahan kekuatan tekan betonnya. Fani Supriyanti (Analisis Pengaruh Perhitungan Kekangan Sengkang Terhadap Kekakuan Dan Kekuatan Struktur Beton Bertulang Berlantai Banyak) memanfaatkan pertambahan kekuatan tekan ini dengan menambahkan satu lantai gedung dari 10 lantai menjadi 11 lantai. Pada penelitian ini penambahan kuat tekan beton akibat kekangan sengkang dimanfaatkan untuk efisiensi desain ukuran penampang kolom, tentunya dengan tetap berpedoman pada syarat-syarat kekakuan gedung. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang maka didapat suatu rumusan masalah yaitu bagaimana pengaruh efek kekangan sengkang kolom terhadap rancangan ukuran penampang kolom pada bangunan beton bertulang berlantai banyak, yang mungkin ukuran penampang kolom bisa diperkecil karena adanya penambahan kekuatan tekan beton akibat efek kekangan. I-3
1.3 Tujuan Penelitian a. Merancang ukuran penampang kolom beton bertulang dengan efisiensi ukuran penampang kolom akibat memperhitungkan peningkatan kekuatan tekan kolom akibat kekangan sengkang. b. Mengetahui pengaruh efek kekangan sengkang kolom terhadap rancangan ukuran penampang kolom yang diperkecil pada struktur bangunan beton bertulang berlantai banyak. c. Mengetahui perbandingan efisiensi desain kolom dan mengetahui seberapa besar penyusutan dari segi volume material (volume penampang dan volume tulangan). 1.4 Manfaat Penelitian Penyusunan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam bidang teknik sipil, terutama dalam menambah pengetahuan tentang perhitungan desain penampang kolom dengan memperhitungkan efek kekangan sengkang kolom sehingga berpengaruh terhadap desain struktur bangunan beton bertulang untuk mencapai hasil desain yang lebih efisien dan dapat dijadikan bahan pertimbangan dalam desain struktur. 1.5 Batasan Masalah Agar tidak meluasnya pembahasan masalah, maka penulisan Tugas Akhir ini diberi batasan-batasan, yaitu: a. Penyusunan tugas akhir ini berpedoman pada peraturan-peraturan SNI-2847-2013 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung, SNI 1726-2012 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur I-4
Bangunan Gedung dan Non Gedung, dan SNI 1727:2013 tentang Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung. b. Struktur yang ditinjau adalah struktur beton bertulang yang berjumlah 11 lantai, yang kategorinya masuk pada kategori Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), dan pemilihannya telah sesuai dengan persyaratan yang diatur pada SNI 1726:2012. c. Analisis pembebanan dan gaya dalam yang diperoleh dengan menggunakan program analisis struktur ETABS 9.7.4. Beban-beban yang diinput meliputi beban mati/berat sendiri bangunan, beban hidup dan beban gempa, analisis gaya gempa yang digunakan adalah analisis statik ekivalen dengan menggunakan respon spketrum gempa berdasarkan SNI 1726: 2012. d. Pengaruh yang ditinjau adalah perilaku struktur bangunan tanpa memperhitungkan efek pengekang sengkang kolom (Model tipe 1) dengan struktur yang memperhitungkan efek pengekangan sengkang kolom (Model tipe 2). Pada modeling struktur tersebut tetap mengikuti peraturan yang berlaku pada SK SNI-2847-2013 tentang faktor reduksi gaya dalam, Mu = φmn (untuk kolom φ = 0.65 dan untuk balok φ = 0.85). e. Desain tulangan hanya dilakukan untuk elemen struktur kolom, untuk elemen struktur balok dilakukan perhitungan hanya untuk menentukan ukuran penampang balok, dan perhitungan pelat lantai untuk menentukan tebal pelat lantai saja (desain tulangan balok dan tulangan pelat lantai tidak dihitung secara detil). f. Perancangan desain tulangan utama dan penampang kolom persegi menggunakan program SPColumn, sedangkan perhitungan tulangan sengkang I-5
menggunakan program Microsoft Excel dan hanya untuk menentukan diameter tulangan sengkang dan jarak antar tulangan sengkang. Untuk perhitungan tulangan sengkang pengikat (cross tie) tidak ditinjau pada penelitian ini. g. Perbandingan efisiensi desain kolom hanya ditinjau dari segi volume material (ukuran luasan penampang kolom), dan tidak termasuk estimasi penyusutan perhitungan biaya. Pengurangan luas penampang pada bagian terkekang tidak diperhitungkan pada studi kasus ini. 1.6 Sistematika Penulisan Untuk dapat memperoleh penulisan yang sistematis dan terarah, maka alur penulisan tugas akhir ini akan dibagi dalam lima bab dengan perincian sebagai berikut : Bab I, Pendahuluan, berisikan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan dalam penulisan tugas akhir. Bab II, Tinjauan Pustaka, berisikan tentang teori-teori perencanaan bangunan tahan gempa, struktur beton bertulang, teori efek kekangan sengkang kolom. Bab III, Metodologi Penelitian, berisikan langkah-langkah dalam menganalisis pengaruh efek kekangan sengkang kolom pada struktur gedung beton bertulang. Bab IV, Permodelan dan Analisis Struktur, berisikan permodelan desain struktur bangunan ditinjau, dan perhitungan desain kolom pada modeling struktur tipe 1. Bab V, Perhitungan Efek Kekangan Sengkang Kolom, berisikan perhitungan efek pengekangan kolom, perhitungan desain kolom pada modeling struktur tipe 2, perbandingan desain sebelum memperhitungkan efek pengekang sengkang kolom dengan desain struktur yang memperhitungkan efek pengekang sengkang kolom. I-6
Bab VI, Penutup, pada bab ini akan berisikan simpulan dari bab IV sampai dengan bab V yang akan menjawab permasalahan dan tujuan yang telah diungkapkan pada bab I dan saran-saran yang diperlukan serta berkaitan dengan penyelesaian tugas akhir ini. I-7