Jurnal Karya Teknik Sipil
ANALISIS EFEKTIVITAS DESAIN GEDUNG SHOWROOM DAN WORKSHOP DSO YOGYAKARTA DENGAN STRUKTUR BETON BERTULANG DAN STRUKTUR BAJA Eddy Pangudi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jl. Kranggan No.6, Jatisampurna, Jatiraden, Kota Bekasi, Jawa Barat 17433 Telp : 021-8449635 E-mail :
[email protected],
[email protected]
ABSTRAK Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan efektivitas desain struktur gedung showroom dengan menggunakan struktur beton bertulang dan struktur baja. Metode analisis struktur gedung showroom ini menggunakan program ETABS. Perencanaan struktur gedung berdasarkan SNI 03-2847-2002 untuk struktur beton bertulang, SNI 031729-2002 untuk struktur baja sedangkan untuk perencanaan struktur tahan gempa berdasarkan SNI 1726:2012 untuk perencanaan beban gempa. Beban gempa yang direncanakan pada analisis struktur dengan metode gempa statik ekuivalen yaitu memperhitungkan gempa pada masing-masing taraf lantai. Permodelan pembebanan yang dilakukan menentukan struktur gedung yang akan digunakan. Penelitian ini bertujuan menentukan efektivitas dari segi kinerja struktur dan biaya yang dihasilkan dari pemilihan struktur gedung yang akan digunakan yaitu struktur beton bertulang dan struktur baja. Struktur beton bertulang direncanakan menggunakan mutu beton elemen struktur f’c = 25 MPa sedangkan pelat lantai diasumsikan sebagai beban. Struktur baja direncanakan menggunakan mutu baja BJ41 dengan profil IWF yang digunakan dalam perencanaan. Dalam menentukan efektivitas desain struktur ditentukan pada Mu (momen rencana) dibandingkan dengan Mn (momen nominal) dari masing-masing profil. Kata Kunci : Stuktur beton bertulang, Struktur baja, Dimensi profil, Mutu beton, Mutu baja, IWF LATAR BELAKANG Indonesia merupakan salah satu negara berkembang sehingga kebutuhan akan mobilitas semakin meningkat. Halini mengakibatkan meningkatnya kebutuhan alat transportasi dalam keseharian dan kita ketahui kota Yogyakarta merupakan salah satu kota yang menggunakan kendaraan pribadi dalam memenuhi kebutuhan untuk berpergian, membantu produktivitas perusahaan maupun perorangan dan memiliki kendaraan pribadi adalah suatu hal yang utama. Dalam perencanaan pembangunan proyek gedung showroom tersebut maka dilakukan analisa struktur pada bangunan tersebut dengan desain material beton bertulang dan baja. Analisa yang dilakukan dengan menggunakan program computer yaitu ETABS untuk mendapatkan reaksi gaya dalam dan manual dengan mengambil salah satu elemen Jurnal STRUKTUR TEKNIK SIPIL / JANUARI 2018
Jurnal Karya Teknik Sipil
balok-kolom yang dihasilkan dari rencana permodelan struktur yang dilakukan. Selain itu, dengan menggunakan 2 (dua) material tersebut maka dilakukan perbandingan yang dihasilkan dari kuat nominal material antara beton bertulang dan baja. Dari hasil perbandingan tersebut akan digunakan yang menghasilkan kuat momen nominal material mendekati dengan momen akibat beban terfaktor. MAKSUD DAN TUJUAN 1. Mendapatkan hasil analisa struktur gedung showroom dengan program ETABS menggunakan material beton bertulang dan struktur baja. 2. Mengetaui nilai momen nominal terfaktor dan momen nominal material (beton bertulang dan baja) dalam analisa struktur. 3. Menentukan efektivitas dari segi kinerja dan biaya struktur beton bertulang dan struktur baja untuk digunakan dalam perencanaan bangunan gedung showroom. METODE PENELITIAN Menganalisis permodelan struktur dengan beban-beban yang telah dimodelkan seperti beban mati, beban hidup, beban gempa statik ekuivalen, beban angina dan beban atap pada program ETABS v9.5. Data yang dibutuhkan untuk tahap analisis adalah denah bangunan, jenis bangunan, letak wilayah bangunan dan penutup atap yang digunakan. Data denah bangunan digunakan untuk permodelan pada program ETABS v9.5 sedangkan data jenis bangunan, letak wilayah bangunan dan penutup atap digunakan untuk tahap perencanaan bangunan tahan gempa. Permodelan dilakukan didapat hasil analisis untuk tahap pengolahan data struktur. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Beban yang berasal dari rangka atap yaitu beban terpusat pada join-join ring balk. Berikut besar beban rangka atap yang terjadi pada masing-masing permodelan pembebanan rangka atap. Tabel 4.10 Gaya dalam pada tumpuan masing-masing rangka atap. No. Struktur Atap VL (kg) VR (kg) 1 Truss 9 m 2670.11 2773.81 2 Truss 12 m 3087.97 2752.80 3 Rangka IWF 3528.69 2962.49 Sumber : Data hasil analisis SAP2000 Selain beban rangka atap didapat juga beban gempa dengan metode statik ekuivalen. Berikut beban gempa yang didapat dari permodelan portal yang dianggap kritis pada struktur bangunan gedung. Beban gempa yang dimodelkan pada struktur terdiri dari 2 (dua) arah yaitu gempa arah X dan gempa arah Y. Berikut hasil analisis gempa statik ekuivalen.
Jurnal STRUKTUR TEKNIK SIPIL / JANUARI 2018
Jurnal Karya Teknik Sipil
Tabel 4.15 Distribusi beban gempa tiap lantai struktur rangka beton bertulang pemikul momen. Zi Wi WiZi V Fxy Lt Cvx (m) (kg) (Kg.m) (Kg) (Kg) 2 7 12536.8 87757.39 0.327 2473.10 809.44 1 3.5 51534 180369 0.673 2473.10 1663.66 268126.39 1 2473.10 2473.10 Total 64070.8 Sumber : Data hasil perhitungan Tabel 4.16 Distribusi beban gempa tiap lantai struktur rangka baja pemikul momen. Zi Wi WiZi V Fxy Lt Cvx (m) (kg) (Kg.m) (Kg) (Kg) 2 7 12536.8 87757.39 0.327 3162.90 1035.21 1 3.5 51534 180369 0.673 3162.90 2127.68 268126.39 1 3162.90 3162.90 Total 64070.8 Sumber : Data hasil perhitungan Berdasarkan diatas resume beban gempa per lantai adalah sebagai berikut. Tabel 4.17 Resume beban gempa tiap lantai struktur rangka beton bertulang pemikul momen. EX (Arah-X) (Kg) EY (Arah-Y) (Kg) Lt FX (100%) FY (0%) FX (0%) FY (100%) 2 0 809.44 0 809.44 1 0 1663.66 0 1663.66 Sumber : Data hasil perhitungan Tabel 4.18 Resume beban gempa tiap lantai struktur rangka baja pemikul momen. EX (Arah-X) (Kg) EY (Arah-Y) (Kg) Lt FX (100%) FY (0%) FX (0%) FY (100%) 2 0 1035.21 0 1035.21 1 0 2127.68 0 2127.68 Sumber : Data hasil perhitungan Berdasarkan permodelan struktur gedung showroom tersebut diasumsikan dimensi penampang dari elemen kolom dan balok digunakan sebagai berikut. Tabel 4.21 Asumsi penampang beton bertulang pada permodelan ETABS. f'c Ec No. Elemen Dimensi (MPa) (MPa) 1 Kolom (K1) 400 x 400 25 23500 2 Balok (B1) 200 x 400 25 23500 3 Balok (B2) 250 x 500 25 23500 Jurnal STRUKTUR TEKNIK SIPIL / JANUARI 2018
Jurnal Karya Teknik Sipil
4 5
Balok (B3) 300 x 500 25 Ring Balk (RB) 150 x 300 25 Sumber : Data perencanaan
23500 23500
Berdasarkan permodelan struktur gedung showroom pada ETABS, asumsi dimensi penampang dari elemen kolom dan balok digunakan dimensi sebagai berikut. Tabel 4.22 Asumsi penampang baja pada permodelan ETABS. No. Elemen Dimensi Jenis Baja Es (kg/cm2) 1 Kolom (K1) IWF-175.175.7,5.11 BJ 41 2,1 x 106 2
Kolom (K2)
IWF-200.200.8.12
BJ 41
2,1 x 106
3
Balok (B1)
IWF-150.100.6.9
BJ 41
2,1 x 106
4
Balok (B2)
IWF-200.100.5,5.8
BJ 41
2,1 x 106
5
Balok (B3)
IWF-200.150.6.9 BJ 41 Sumber : Data perencanaan.
2,1 x 106
Berdasarkan perencanaan pleriminari desain dengan dimensi profil elemen yang ditentukan. Perbandingan biaya struktur gedung showroom menggunakan material beton bertulang dan baja sebagai berikut. Tabel 4.22 Resume profil pada elemen struktur beton betulang pada gedung showroom No.
Elemen
Dimensi
1 2 3 4
Kolom (K1) Balok (B1) Balok (B2) Ring Balk (RB)
400 x 400 200 x 400 250 x 500 150 x 300
No. 1 2 3 4 5
L (m)
Volume (m3)
5757.50 921.20 177.50 14.20 36.00 4.50 109.00 4.91 Total = 944.81 Sumber : Data hasil perhitungan
Total Biaya Rp 349,604,300.17 Rp 4,327,867.33 Rp 1,621,173.65 Rp 1,054,501.92 Rp 356,607,843.08
Tabel 4.23 Resume biaya profil elemen struktur baja pada gedung showroom Total Elemen Dimensi L (m) Total Biaya Berat (kg) Kolom (K1) IWF-175.175.7,5.11 49.00 1969.80 Rp 30,137,940.00 Kolom (K2) IWF-200.200.8.12 117.50 5863.25 Rp 89,707,725.00 Balok (B1) IWF-150.100.6.9 100.00 2110.00 Rp 32,283,000.00 Balok (B2) IWF-200.100.5,5.8 30.50 555.10 Rp 8,493,030.00 Balok (B3) IWF-200.150.6.9 192.00 5875.20 Rp 89,890,560.00 Total = Rp 250,512,255.00 Sumber : Data hasil perhitungan
Jurnal STRUKTUR TEKNIK SIPIL / JANUARI 2018
Jurnal Karya Teknik Sipil
PENUTUP KESIMPULAN Besar dari beban rencana yang sudah dimodelkan pada program ETABS didapatkan momen nominal dari masing-masing material beton bertulang dan baja yang direncanakan lebih besar dibandingkan momen rencana pada permodelan ETABS. Tabel 5.5 Gaya dalam terhadap kuat nominal material. No. Struktur Mu (balok) kgm Mn (balok) kgm 1 Baja 2,440.44 3,443.31 2
Beton Bertulang 2,424.57 Sumber : Data hasil perhitungan
26,709.00
Efektivitas yang dihasilkan dari penggunaan material didapat lebih efektif dan efisien penggunaan struktur baja dibandingkan dengan struktur material beton pada perencanaan gedung showroom dalam penelitian ini, hal tersebut dapat dilihat dari penggunaan profil dari masing-masing material penggunaan beton bertulang dibutuhkan dimensi profil yang lebih besar dibandingkan dengan baja. Tabel 5.6 Resume penggunaan profil struktur beton bertulang. 1.
1
Kolom (K1)
400 x 400
f'c (MPa) 25
2
Balok (B1)
200 x 400
25
3
Balok (B2)
250 x 500
25
4
Balok (B3)
300 x 500
25
5
Ring Balk (RB) 150 x 300 25 Sumber : Data hasil analisis ETABS
No.
Elemen
Dimensi
Tabel 5.7 Resume penggunaan profil struktur baja. 1.
No. Elemen 1 Kolom (K1)
Dimensi IWF-175.175.7,5.11
Jenis Baja BJ 41
2
Kolom (K2)
IWF-200.200.8.12
BJ 41
3
Balok (B1)
IWF-150.100.6.9
BJ 41
4
Balok (B2)
IWF-200.100.5,5.8
BJ 41
5
Balok (B3) IWF-200.150.6.9 BJ 41 Sumber : Data hasil analisis ETABS
Jurnal STRUKTUR TEKNIK SIPIL / JANUARI 2018
Jurnal Karya Teknik Sipil
SARAN Dalam perencanaan struktur gedung showroom dan workshop DSO Yogyakarta dengan jumlah lantai 2 (dua) lebih disarankan penggunaan material baja untuk mendapatkan kekuatan struktur secara efektif dan efisien. Karena, selain secara kekuatan struktur lebih efektif biaya yang dihasilkan dalam penggunaan material baja pada struktur lebih rendah disbanding material beton bertulang. Penelitian ini diharapkan dapat membantu dalam melakukan perencanaan bangunan gedung dan juga untuk mahasiswa/i yang ingin melakukan penelitian dalam lingkup struktur bangunan yang lebih luas. DAFTAR PUSTAKA Anonim (1984). Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI). Bandung : Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Anonim (2002). SNI 03-1729-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. Badan Standarisasi Nasional. Anonim (2002). SNI 07-2052-2002 Baja Tulangan Beton. Badan Standarisasi Nasional. Anonim (2002). SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Badan Standarisasi Nasional. Anonim (2012). SNI 1726:2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedug dan non Gedung. Badan Standarisasi Nasional. Asroni, Ali. 2010. Balok Pelat Beton Bertulang. Yogyakarta: Graha Ilmu. Claudia, Jorry, Pandaleke Ronny. 2016. Perencanaan Struktur Gedung Hotel Jalan Martadinata Manado. Manado: Jurnal Sipil Statik. Vol.4, No.4:263-270. Dewobroto, Wiryanto. 2015. Peraturan Baja Terkini SNI 1729:2015 dan Direct Analysis Method (Metode Baru Perencanaan Baja Berbasis Komputer). Yogyakarta: Jurnal Teknik Sipil. Dipohusodo, Istimawan. 1991. Struktur Beton Bertulang. Jakarta: Departemen PU RI. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan (1983). Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung. Bandung : Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Ilham, Noer. 2011. Analisis Struktur Gedung Dengan Software ETABS. Aceh : Jurnal Teknik Sipil. Mulyono. 2013. Konstruksi Baja. Depok : Politeknik Negeri Jakarta. Sunggono V. 1984. Buku Teknik Sipil. Bandung : Nova. Vis, W.C, Kusuma Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Jakarta: PT. Erlangga.
Jurnal STRUKTUR TEKNIK SIPIL / JANUARI 2018
