Analisis Struktur Gedung Camat

Jurnal Teknik Sipil Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Vol. II. No. 2 November 2014 ISSN : 2339-0271

ASESMEN STRUKTUR GEDUNG KANTOR CAMAT NONGSA BATAM Cahaya Murni 1), AP. Rahmadi 2), Syafi’i 3) 1)Mahasiswa

Pascasarjana, Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutamai 36A, Surakarta 57126; Telp. 0271-634524. Email: [email protected]

Abstrak : Kondisi bangunan gedung Kantor Camat Nongsa Batam mengalami retak struktur yang menyebar pada beberapa bagian struktur bangunan. Retak tersebut secara visual terlihat adanya lendutan pada balok struktur, hal ini dikhawatirkan bangunan sudah tidak aman lagi sesuai fungsinya. Tesis ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan pada komponen struktur bangunan serta mengetahui tingkat keamanan struktur pada kondisi eksisting bangunan. Tahapan asesmen yang digunakan yaitu tahapan asesmen awal dan asesmen detail. Tahapan analisis dilakukan terhadap kondisi kekuatan komponen struktur. Proses asesmen dilakukan melalui pengujian lapangan. Pengujian di lapangan menggunakan peralatan Schmidt Rebound Hammer Test untuk mengetahui kuat tekan beton dan mutu beton, Waterpass, Theodolite, , dan meteran untuk pengukuran geometris bangunan. Analisis data menggunakan ETABS V9.7.2. Hasil penelitian yang dilakukan dilapangan menunjukkan bahwa kualitas beton pada bangunan gedung ini bervariasi pada kolom 21.71MPa, balok 29 MPa dan Plat 30.6 MPa. Pada balok lantai dua ( 87%) dan balok lantai tiga (84%) mengalami lendutan yang sudah melebihi nilai batas lendutan yang diijinkan sesuai ketentuan di dalam peraturan yang ada. Nilai interstory drift terbesar 18.637 mm. Perlunya rehabilitasi pada komponen struktur sehingga direkomendasikan adanya perkuatan struktur pada komponen struktur. Kata Kunci : asesmen, pengujian, defleksi, interstory drift, analisis data, komponen struktur, perkuatan.

Bab I. Pendahuluan I.1. Latar Belakang Gedung Kantor Camat Nongsa dibangun pada tahun 2007 dengan menggunakan dana APBD Kota Batam tahun anggaran 2007, berlantai 3 (tiga) dengan luas total bangunan 1023 M2. Bangunan ini di bangun di atas lahan tanah timbun dengan struktur beton dan pondasi tiang pancang. Fungsi bangunan adalah kantor yang melayani masyarakat disekitar kecamatan Nongsa. Gedung Gedung ini ditempati pada awal 2008 dan sampai sekarang, namun setelah ditempati bangunan banyak mengalami kerusakan dan meresahkan pengguna bangunan. Penurunan/degradasi kekuatan struktur bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa ditunjukkan dengan adanya retakan-retakan pada beberapa komponen struktur. Untuk menjaga bangunan Gedung Negara dapat

bertahan dan berfungsi dengan baik perlu dilakukan asesmen untuk mengetahui kinerja struktur pada gedung tersebut. Penilaian kondisi struktur dimulai dengan pemeriksaan terhadap komponen-komponen struktur yang mengalami kerusakan. Jenis dan tingkat kerusakan tersebut kemudian diklasifikasikan untuk mengetahui penyebab kerusakan. Selain itu, perlu dilakukan pengujian untuk mengetahui kekuatan bahan yang ada saat ini, pengujian pada komponen struktural yaitu kolom, balok dan plat lantai dilakukan dengan metode pengujian yang tidak merusak (Non-Destructive Test). Dengan melakukan asesmen terhadap kinerja struktur Gedung Kantor Camat Nongsa Batam dapat memberikan masukan bagi pemerintah. Masukan tersebut bermanfaat dalam tahap baik perencanaan dan pelaksanaan proyek,sehingga dapat memenuhi persyaratan yang ditetapkan.


I.2. Rumusan Masalah a. Bagaimana kinerja struktur gedung Kantor Camat Nongsa Batam? b. Bagaimana rekomendasi/usulan yang dapat dilakukan? I.3. Batasan Masalah a. Tidak dilakukan evaluasi terhadap struktur pondasi. b. Asesmen dilakukan pada struktur utama kolom, balok dan plat. c. Tidak dilakukan analisis perkuatan struktur secara lebih mendetail. Alternatif perkuatan struktur hanya disajikan secara deskriptif global, belum disajikan secara detail kuantitatif. d. Pengujian bahan pada struktur utama dilakukan dengan metode tidak merusak (non-destructive test), pengujian dengan menggunakan alat Hammer Test. e. Analisis dan modeling perhitungan struktur menggunakan analisis gempa statik ekivalen bantuan program software ETABS V9.7.2. e. Evaluasi kekuatan struktur ditinjau berdasarkan persyaratan kinerja struktur yang ada pada SNI 03-1726-2012, SNI 03-2847-2002 dan FEMA 310. 1.4. Tujuan a. Melakukan kajian/diagnosis Kinerja Struktur Gedung Kantor Camat Nongsa Batam.

b. Memberikan rekomendasi alternative tindakan perbaikan yang dapat dilakukan. 1.5. Manfaat Penelitian a. Sebagai pedoman bagi Pemerintah Kota Batam dalam melakukan perawatan bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa Batam dan jenis Bangunan Negara lainnya. b. Memberi informasi kepada masyarakat dan pengguna gedung tentang kondisi bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa Batam. c. Sebagai pembelajaran bagi semua pihak guna peningkatan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil khususnya struktur bangunan gedung. Bab II. Tinjauan Pustaka Dalam pembangunan suatu struktur perlu dilakukan suatu analisis ataupun desain dengan dibatasi oleh berbagai kriteria yang digunakan sebagai ukuran terhadap struktur yang akan didirikan. Dalam proses perancangan struktural perlu dicari derajat kedekatan antara sistem struktural dengan tujuan desain (tujuan yang dikaitkan dengan masalah arsitektural, efisiensi, serviceability, kemudahan pelaksanaan dan biaya).

Kerusakan bangunan adalah tidak berfungsinya bangunan atau komponen bangunan akibat penyusutan/berakhirnya umur bangunan akibat ulah manusia atau perilaku alam seperti beban fungsi yang berlebih, kebakaran, gempa bumi, atau sebab lain yang sejenis (Permen PU 45/2007). Isneini (2009), melakukan pengujian pada beton yang sudah mengeras dengan uji kuat tekan, Pengujian ini dilakukan untuk memperoleh informasi lebih jelas mengenai karakterisitik beton dalam desain struktur. Menurut Arifi ,dkk (2009) peningkatan kapasitas maksimum kolom beton bertulang setelah diadakan perbaikan dengan Concrete Jacketing sebagai salah satu metode perkuatan struktur yang ada. Hasil uji hipotesis menyatakan bahwa variasi persentase pembebanan berpengaruh terhadap kapasitas kolom beton bertulang dalam menerima beban. Dalam penelitian Asesmen Struktur Bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa Batam, Penulis melakukan kajian/diagnosis kinerja struktur gedung. Evaluasi kekuatan stuktur dengan melakukan analisis kekuatan struktur dengan pemodelan simulasi menggunakan software program ETABS V.9.7.2. II.2. Landasan Teori 2.2.1. Kerusakan Bangunan Kerusakan bangunan adalah tidak berfungsinya bangunan atau komponen bangunan akibat penyusutan/berakhirnya umur bangunan, atau akibat ulah manusia atau perilaku alam seperti beban fungsi yang berlebih, kebakaran, gempa bumi, atau sebab lain yang sejenis. 2.2.2. Jenis Kerusakan pada Struktur Beton Sebelum memutuskan jenis perbaikan yang akan dilakukan pada beton yang rusak, identifikasi tipe dan penyebab kerusakan perlu diadakan terlebih dahulu. 2.2.3. Struktur bangunan gedung beraturan dan tidak beraturan Struktur bangunan gedung harus diklasifikasikan sebagai beraturan atau tidak beraturan berdasarkan pada kriteria dalam pasal ini. Klasifikasi tersebut harus didasarkan pada konfigurasi horisontal dan vertikal dari struktur bangunan gedung. A. Ketidakberaturan horisontal Struktur bangunan gedung yang mempunyai satu atau lebih tipe ketidakberaturan harus dianggap mempunyai ketidak beraturan struktur horisontal. Struktur-struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik sebagaimana yang terdaftar (dalam Tabel 10. SNI 03-1726-2012) harus memenuhi persyaratan dalam pasal-pasal yang dirujuk dalam tabel itu. B. Ketidakberaturan vertikal Struktur bangunan gedung yang mempunyai satu atau lebih tipe ketidakberaturan seperti yang


terdaftar (dalam Tabel.11 SNI 03-1726-2012) harus dianggap mempunyai ketidakberaturan vertikal. Struktur-struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik sebagaimana yang terdaftar dalam Tabel tersebut harus memenuhi persyaratan dalam pasal-pasal yang dirujuk dalam table itu. 2.2.4. Analisis Kapasitas Komponen Struktur A. Kapasitas Lentur Balok Analisis penampang beton bertulangan tunggal yaitu dengan tulangan tarik saja f' c

e c = 0 .0 0 9

a =ß1c

c

C

a /2

d

h

Z = a -d /2 As b P enam pang

T es R e g a n g an

fs T eg an g an

T e g a n g a n E k iv a le n

Gambar 2.5. Distribusi Tegangan dan Regangan Penampang Tulangan Tunggal B. olom Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan. Untuk menghitung kapasitas penampang kolom dapat digunakan suatu pendekatan empiris, yaitu : a. Untuk kolom berpenampang persegi dengan hancur tekan

b. ntuk kolom berpenampang persegi dengan hancur tarik

C. Geser Dasar pemikiran perencanaan penulangan geser adalah usaha menyediakan sejumlah tulangan baja untuk menahan gaya tarik arah tegak lurus terhadap retak tarik diagonal sedemikian rupa sehingga mampu mencegah bukaan retak lebih lanjut. kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser adalah .

2.2.5. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung SNI 03-1726-2012 A. Ketentuan Umum 1. Gempa Rencana, faktor keutamaan dan kategori risiko struktur bangunan

a. Gempa rencana Tata cara ini menentukan pengaruh gempa rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan dan evaluasi struktur bangunan gedung dan non gedung serta berbagai bagian dan peralatannya secara umum. Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2 persen. b. Faktor keutamaan dan kategori risiko struktur bangunan Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai Tabel 1 (SNI 03-1276-2012) pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan menurut Tabel 2.4. Khusus untuk struktur bangunan dengan kategori risiko IV, bila dibutuhkan pintu masuk untuk operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan, maka struktur bangunan yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV. K Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Gempa Kategori risiko I atau II III IV

Faktor keutamaan gempa, Ie 1,0 1,25 1,50

B. Kombinasi beban terfaktor dan beban layan 1. Lingkup penerapan Struktur bangunan gedung dan non gedung harus dirancang menggunakan kombinasi pembebanan. 2. Kombinasi beban untuk metoda ultimit Struktur, komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi U pengaruh beban-beban terfaktor. C. Prosedur klasifikasi situs untuk desainseismik 1. Klasifikasi situs Pasal ini memberikan penjelasan mengenai prosedur untuk klasifikasi suatu situs untuk memberikan kriteria desain seismik berupa faktorfaktor amplifikasi pada bangunan. 2. Definisi kelas situs Tipe kelas situs harus ditetapkan sesuai dengan definisi dari Tabel 3 SNI 03-1726-2012. 3. Definisi untuk parameter kelas situs Beberapa definisi berlaku untuk profil tanah kedalaman 30 m paling atas dari suatu situs. Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke- n dari atas ke bawah, sehingga ada total n lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30 m paling atas tersebut. Bila sebagian dari lapisan n adalah kohesif dan yang lainnya nonkohesif,maka k adalah jumlah lapisan kohesif dan m adalah jumlah lapisan non-kohesif. Simbol I mengacu kepada lapisan antara 1 dan n .


a. Kecepatan rata-rata gelombang geser, Nilai harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:

situs ≤ 0,25 SA 0,8 SB 1,0 SC 1,2 SD 1,6 SE 2,5 SF Sumber SNI 3-1726-2012

terpetakan pada perioda pendek, T=0,2 detik, =0,5 =0,75 =1,0

≥1,25

0,8 1,0 1,2 1,4 1,7

0,8 1,0 1,0 1,0 0,9

0,8 1,0 1,1 1,2 1,2

0,8 1,0 1,0 1,1 0,9

Dimana: Tabel 2.7 Koefisien Situs, Kelas situs

D. Wilayah gempa dan spektrum respons 1. Parameter percepatan gempa a. Parameter percepatan terpetakan Parameter (percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masingmasing dari respons spektral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik dengan kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun (MCER, 2 persen dalam 50 tahun), dan dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi. Bila 0,04 g dan 0,15g, maka struktur bangunan boleh dimasukkan ke dalam kategori desain seismik A. b. Kelas situs Berdasarkan sifat-sifat tanah pada situs, maka situs harus diklasifikasi sebagai kelas situs SA, SB, SC, SD ,SE, atau SF yang mengikuti C.2. Bila sifatsifat tanah tidak teridentifikasi secara jelas sehingga tidak bisa ditentukan kelas situs-nya, maka kelas situs SE dapat digunakan kecuali jika pemerintah/dinas yang berwenang memiliki data geoteknik yang dapat menentukan kelas situs SF. c. Koefisien-koefisien situs dan paramaterparameter respons spektral percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan risikotertarget (MCER) Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili . Parameter spektrum getaran perioda 1 detik respons percepatan pada perioda pendek dan perioda 1 detik yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs, harus ditentukan dengan perumusan berikut ini:

Tabel 2.6 Koefisien Situs, Kelas

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER)

SA SB SC SD SE SF

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada perioda 1 detik, ≤ 0,1 =0,2 =0,3 =0,4 ≥0,5 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 2,4 2 1,8 1,6 1,5 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

Sumber SNI 3‐1726‐2012

d. Parameter percepatan spektral desain Parameter percepatan spektral desain untuk dan pada perioda 1 detik, , perioda pendek, harus ditentukan melalui perumusan berikut ini:

Jika digunakan prosedur desain yang disederhanakan, maka nilai harus ditentukan dan nilai tidak perlu ditentukan. e. Spektrum respons Desain Bila spektrum respons desain diperlukan dan prosedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, mengikuti ketentuan di bawah ini : 1. Untuk perioda yang lebih kecil dari , spektrum respons percepatan desain, , harus diambil dari persamaan. 2. Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan dan lebih kecil dari atau sama dengan , spektrum respons percepatan desain, , sama dengan 3. Untuk perioda lebih besar dari , spektrum respons percepatan desain, , diambil berdasarkan persamaan:

f.

Kategori desain seismik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik. Struktur dengan kategori risiko I, II, atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, , lebih besar dari atau sama


dengan 0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E. Struktur yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, , lebih besar dari atau sama dengan 0,75, harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F. Semua struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya, dan . Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain seismik yang lebih parah, dengan mengacu pada Tabel 2.8 atau 2.9, terlepas dari nilai perioda fundamental getaran struktur, T . Apabila lebih kecil dari 0,75, kategori desain seismik diijinkan untuk ditentukan sesuai Tabel 2.8 saja. Tabel 2.8 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek Nilai

Kategori risiko I atau II atau III A B C D

IV A C D D

fundamental struktur, T , tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas pada perioda yang dan perioda fundamental pendekatan, dihitung , yang ditentukan. Sebagai alternatif pada pelaksanaan analisis untuk menentukan perioda fundamental struktur, T , diijinkan secara langsung menggunakan perioda bangunan pendekatan, . 1. Perioda fundamental pendekatan. , dalam Perioda fundamental pendekatan detik, harus ditentukan dari persamaan berikut: b. Distribusi vertikal gaya gempa (kN) yang timbul di Gaya gempa lateral semua tingkat harusditentukan dari persamaan berikut:

C. Distribusi horisontal gaya gempa Geser tingkat desain gempa di semua tingkat ( ) (kN) harus ditentukan dari persamaan berikut:

Sumber SNI 3-1726-2012

Tabel 2.9 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatanpada perioda 1 detik Nilai

Kategori risiko I atau II atau III A B C D

IV A C D D


2. Prosedur gaya lateral ekivalen A. Geser dasar seismik Geser dasar seismik, V , dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut: B. Berat seismik efektif Berat seismik efektif struktur, W , harus menyertakan seluruh beban mati dan beban lainnya 1. Perhitungan koefisien respons seismik Koefisien respons seismik, ,

2.

Nilai maksimum dalam penentuan Untuk struktur beraturan dengan ketinggian lima tingkat atau kurang dan mempunyai perioda, T diijinkan , sebesar 0,5 detik atau kurang, dihitung menggunakan nilai sebesar 1,5 untuk . a. Penentuan perioda Perioda fundamental struktur, T , dalam arah yang ditinjau harus diperoleh menggunakan properti struktur dan karateristik deformasi elemen penahan dalam analisis yang teruji. Perioda

Geser tingkat desain gempa ( ) (kN) harus didistribusikan pada berbagai elemen vertikal sistem penahan gaya gempa di tingkat yang ditinjau berdasarkan pada kekakuan lateral relatif elemen penahan vertikal dan diafragma. d. Guling Struktur harus didesain untuk menahan pengaruh guling yang diakibatkan oleh gaya gempa e. Penentuan simpangan antar lantai Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain (∆) harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau. Apabila pusat massa tidak terletak segaris dalam arah vertikal, diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya. Jika desain tegangan ijin digunakan, harus dihitung menggunakan gaya gempa tingkat kekuatan yang ditetapkan dalam tanpa reduksi untuk desain tegangan ijin. Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:

f. Batasan simpangan antar lantai tingkat Simpangan antar lantai tingkat desain tidak boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat ijin seperti didapatkan dari Tabel 2.11 untuk semua tingkat. Tabel 2.13 Simpangan antar lantai ijin


Struktur

Kategori risiko I atau II

III

IV

Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat. Struktur dinding geser kantilever batu batad Struktur dinding geser batu bata lainnya Semua struktur lainnya

, Koefisien risiko terpetakan, perioda Gambar 2.9 respons spektral 1 detik

2.2.6. Story Drift for Momen Frame (DR) Story Drift merupakan pergeseran tingkat dibagi dengan tinggi antar tingkat. Drift Ratio / Drift Indeks (DR) dihitung dengan menggunakan Persamaan sebagai berikut:


C. Peta gerak tanah seismik dan koefisien risiko Nilai-nilai dan . adalah koefisien risiko terpetakan untuk spektrum respons perioda pendek. adalah koefisien risiko terpetakan untuk spektrum respons perioda 1 detik. Pada setiap perioda di mana spektrum respons percepatannya ingin dihitung, maka ordinat spektrum respons gerak tanah secara probabilistik ditentukan sebagai hasil perkalian dari koefisien risiko, , dan spektrum respons percepatan (teredam 5 persen) dengan tingkat 2 persen kemungkinan terlampaui dalam kurun waktu 50 tahun. SNI 3-1726-2012

Gambar 2.8 , Koefisien risiko terpetakan, perioda respons spektral 0,2 detik

Menurut AISC 2005, besarnya drift indeks berkisar antara 0,01 sampai dengan 0,0016. Kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan antara 0,0025sampai0,002. A. Drift Ratio / Drift Indeks (DR) Berdasarkan FEMA 310 Menurut FEMA 310, besarnya Drift Ratio / Drift Indeks (DR) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: DR =

2.2.7. Pengecekan Kolom

Tegangan

Geser

Kaki

Untuk pengecekan sistem penahan gaya lateral pada struktur bangunan tahan gempa, maka salah satu yang harus diperhatikan adalah nilai tegangan geser pada kaki kolom, baik kaki kolom pada lantai satu maupun nilai kaki kolom pada lantai dua. Nilai tegangan geser dalam kolom beton dihitung dengan prosedur pemeriksaan cepat (FEMA 310,Sect.3.5.3.2) harus kurang dari 0,69 MPa atau (0,166)1/2 fc‘ (butir 5.1.12). A. Story Shear Forces ( Vj ) Besarnya nilai Vj di rumuskan sebagai berikut:

SNI 3-1726-2012

B. Shear Stress in Concrete Frame Colums (Vavg) Tegangan geser rata-rata (Vavg) pada kolom beton daripada portal dihitung menurut rumus (310) dari FEMA 310.

Bab III. Metode Penelitian 3.1. Lokasi Penelitian


Penelitian ini dilakukan pada Gedung Kantor Camat Nongsa yang berlokasi di Jalan Sudirman,Punggur. Terdiri dari 3 Lantai, sistem struktur menggunakan portal beton bertulang dengan rangka atap konstruksi Baja. Pengambilan Gedung sebagai Penelitian dikarenakan terdapat tanda terjadinya penurunan kinerja seperti adanya retak di komponen strukturnya. Struktur Gedung Kantor Camat Nongsa memiliki kelemahan pada desain perencanaan yang tidak berdasarkan peraturan perencanaan gempa yang digunakan dan pelaksanaan pembangunannya. Gambar 3.2. Tampak Depan Gedung Kanto

Gedung kantor camat Nongsa berada pada lokasi tanah timbun, yang sebelumnya merupakan lokasi rawa. 3.2. Data Umum Bangunan Nama Bangunan: Gedung Kantor Camat Nongsa Alamat / Lokasi : Jalan Sudirman, Punggur Fungsi : Gedung Kantor dan Pelayanan Masyarakat Luas Bangunan : 1023 m2 Jumlah Lantai : 3 (tiga) lantai Tanah Dasar : Tanah timbun Pemilik : Pemerintah Kota Batam Tahun Pembangunan : Tahun 2007 3.3. Tahapan Penelitian 3.3.1. Pengumpulan Data Pengumpulan data pada penelitian ini adalah Data Primer yang diperoleh dari Lokasi Bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa dan Data Sekunder berupa gambar Soft drawing, Data penyelidikan tanah dan Sondir/N-SPT. A. Data Primer Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data primer hasil pengukuran lapangan, yaitu : 1. Pengamatan secara visual (Visual Check), melihat secara langsung dan dengan bantuan kamera untuk pemeriksaan kerusakannya, khususnya retak-retak. Investigasi cacat struktur yang lain seperti keropos, berlobang, mengelupas dan sebagainya. Kegiatan ini dilakukan terutama terhadap komponen yang berfungsi memikul beban-beban, baik beban vertikal maupun beban horizontal. 2. Pengukuran struktur bangunan dengan menggunakan alat meteran. Kegiatan pengukuran ini berupa pengamatan atas dimensi struktur beton bertulang yang terpasang dilapangan. Untuk mendapatkan informasi yang akurat tentang kondisi eksisting struktur, dilakukan pengukuran langsung dilapangan. 3. Pengukuran defleksi yang terjadi di balok untuk mengetahui kekuatan balok saat ini dengan menggunakan Waterpass.

4. Pengujian mutu bahan dengan cara non destructive test. Untuk pengujian beton digunakan alat Schmidt Hammer Test. 5. Pengukuran Interstory Drift/ketidaktepatan sumbu horizontal pada kolom dengan menggunakan Theodolite. B. Data Sekunder Data Sekunder yang diperoleh yaitu : 1. Data gambar soft drawing yang diperoleh dapat digunakan sebagai acuan dalam penelitian dengan membandingkan gambar tersebut dengan kondisi dilapangan sehingga pengukuran dapat diperoleh kesesuaiannya dengan gambar soft drawing. 2. Data penyelidikan tanah dan Sondir/N-SPT digunakan untuk menghitung dan menentukan kelas situs dalam penentuan wilayah gempa. 3.3.2. Evaluasi Kekuatan dan Elemen Struktur A. Evaluasi Kekuatan Struktur Analisa struktur dalam rangka evaluasi kelaikan struktur yang didasarkan pada ukuran pada gambar dan kondisi eksisting yang ada, untuk mendapatkan gaya-gaya dalam akibat berbagai kombinasi pembebanan. Alat yang digunakan adalah komputer yang telah dilengkapi dengan software analisis struktur dalam bentuk program ETABS. B. Evaluasi Kinerja Struktur Menurut SNI 031726-20012 Simpangan antar tingkat dibatasi agar tidak terjadi pelelehan tulangan ataupun retak beton yang berlebihan disamping kenyamanan hunian. Dari hasil analisis struktur ini akan dilakukan kontrol kekuatan elemen kolom, balok, dan plat lantai yang berfungsi sebagai rangka pemikul beban-beban yang bekerja. 3.3.3. Rekomendasi Selain pertimbangan berdasarkan kinerja struktur, Rekomendasi alternatif perkuatan/perbaikan struktur yang akan dipilih juga berdasarkan pada pertimbangan efisiensi dalam hal pelaksanaan di lapangan dan pembiayaannya (mudah dan murah). Sehingga bangunan secara struktural dapat berfungsi dan dapat diteruskan penggunaannya.

Bab.IV. Hasil dan Pembahasan 4.1. Data hasil investigasi lapangan 4.1.1. Data pengamatan visual Langkah awal yang dilakukan pada pemeriksaan visual di lapangan adalah memeriksa kondisi bangunan secara keseluruhan dan kondisi komponen struktur terpasang. 4.1.2. Data Deflection hasil pengukuran di lapangan Defleksi/lendutan adalah salah satu jenis kerusakan yang terdapat pada bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa Batam yang terlihat secara kasat mata. Dampak dari lendutan balok struktur


inilah yang dikhawatirkan menjadi faktor penyebab menurunnya kekuatan struktur bangunan secara keseluruhan. Untuk mengetahui seberapa besar nilai lendutan dari balok struktur yang ada di lapangan, maka dilakukan pengukuran lendutan menggunakan waterpass dengan hasil menunjukkan bahwa pada balok lantai 2 ( 87%) dan balok lantai 3 (84%) mengalami lendutan yang sudah melebihi nilai batas lendutan yang diijinkan sesuai ketentuan di dalam peraturan yang ada, yaitu SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung pada sub bab 11.5. 4.1.3. Data Crack Pattern Retak (cracks) adalah pecah pada beton dalam garis-garis yang relatif panjang dan sempit. Retak pada beton dapat ditimbulkan oleh berbagai sebab, salah satu di antaranya adalah retak yang terjadi karena pembebanan pada struktur. Berdasarkan hasil data pengamatan visual di lapangan, dapat dilihat bahwa hampir keseluruhan retak kolom arahnya horisontal dan retak balok arahnya vertikal (bukan retak miring sebagai indikasi kerusakan geser), dengan dan lebar retakan setelah dicek dengan penggaris ada yang kurang dari 1 mm, tetapi ada juga di beberapa tempat yang lebar retakannya melebihi 1 mm bahkan mencapai lebih dari 5 mm. Penyebab keretakan yang terjadi pada kolom dan balok struktur dimungkinkan karena struktur tidak mampu menahan tambahan beban yang ada di atasnya (beban sendiri pelat lantai dan dinding di atasnya) dan adanya pengaruh dari luar seperti gempa, angin, dll. Kondisi retak yang sudah mengarah ke kerusakan struktur ini semakin diperparah oleh terjadinya defleksi/lendutan balok struktur, sehingga kekuatan eksisting struktur terpasang dikhawatirkan mengalami degradasi yang cukup signifikan. 4.1.4. Geometri Data dan Material Quality 1. Data Geometri Elemen Struktur perhitungan kekuatan beton dan dimensi komponen struktur gedung ditinjau berdasarkan gambar kerja final (shop drawing) pada akhir pelaksanaan pekerjaan fisik gedung. 2. Data geometris Simpangan antar tingkat (Story Drift) Data geometris mengenai simpangan horisontal (drift) digunakan dalam pengecekan perancangan struktur serta untuk menarik kesimpulan tentang keamanan struktur bangunan secara keseluruhan. Hasil pengukuran Story Drift bangunan gedung kantor Camat Nongsa Batam dengan berpedoman pada gambar Shoft drawing yang kemudian disesuaikan dengan kondisi pengukuran di lapangan dan ditentukan titik – titik ukur pada tiap kolom pada lantai. Dari hasil pengukuran tersebut di atas maka dapat disusun tabel sebagai berikut: Tabel 4.8. Rekapitulasi Interstory Drift as 16, as 2 dan as C

N

As 16 arah Barat

As C arah Utara

As 2 arah Timur

o

Titik ukur

∆δ (mm)

Titik ukur

∆δ (mm)

Titik ukur

∆δ (mm)

1 1 2 3 4 5 6

2 16 - C 16 - D 16 - E 16 - G 16 - H

3 18.637 11.371 12.322 11.230 11.770

4 C-2 C-6 C-8 C - 10 C - 12 C - 16

5 15.581 11.537 10.095 10.853 10.090 17.231

6 2-C 2-D 2-E 2-G

7 15.581 9.876 10.120 11.074

Dari hasil tabel di atas dapat diperoleh bahwa nilai ketidaktepatan sumbu kolom / interstory drift (Δδ) terbesar terletak pada lokasi pengukuran as 16 dari arah Barat dengan nilai sebesar 18.637 mm. 4.1.4. Data Geoteknik Dari hasil laporan hasil penyelidikan tanah yang dilaksanakan oleh PT. Spectra Multi Dimensi pada Agustus 2007, hasil pekerjaan sondir sebanyak 2 (dua) titik yaitu S1 dan S2, dan hasil pekerjaan boring sebanyak 1 (satu) titik yaitu BH1. Hasil pekerjaan sondir pada titik S1 di peroleh karakteristik tanah pada elevasi 0.00 meter s/d -15.4 meter tanah sangat baik dengan daya dukung dan daya penetrasi conus sondir antara 120 – 200 kg/cm². Hasil pekerjaan sondir pada titik S2 di peroleh karakteristik tanah pada elevasi 0.00 meter s/d -15.20 meter tanah sangat baik dengan daya dukung dan daya penetrasi conus sondir 120-198 kg/cm². Hasil pekerjaan boring pada titik BH1 diperoleh karakteristik tanah s/d -15.45 meter dengan nilai SPT/N > 60 terdiri tanah lanau lempung coklat kuning abu – abu lunak. 4.1.5. Data Kualitas Material 1. Data Kualitas/Mutu Beton Pengujian bahan telah dilakukan melalui pengujian di lapangan pada bagian elemen-elemen struktur pelat lantai, balok struktur, dan kolom struktur pada Bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa Batam. Pengujian yang dilakukan di lapangan ini adalah menggunakan alat Schmidt Rebound Hammer Test Type –N. Pedoman umum antara keras permukaan (surface hardness) dan angka rata-rata hasil pembacaan rebound hammer dengan memakai alat type-N hammer (Diagnostic Investigation of Existing Old Building, Mr. C. K. Cheung, Hong Kong Accreditation Service). Tabel 4.10. Rekapitulasi Kuat Tekan Beton (fc) pada komponen struktur No.

Komponen Struktur

Kuat Tekan Rata -rata (MPa)

Standar Deviasi (MPa)

Kualitas

1

2

3

4

5

1 2 3

Balok Kolom Plat

29 21.71 30.6

1.53 1.51 2.03

Jelek (poor) Jelek (poor) Sedang (fair)

4.2. Analisa pembebanan kuantitatif 4.2.1. Analisa Pembebanan


N o

Lapisan ke- i

Tebal lapisan (di) (mete)

1 1

2 1

3 6

2

2

8

3

3

7

4

4

9

5

5

12

Deskripsi Jenis Tanah

Nilai NSPT

4 Lanau kelempungan Lempung sangat lunak Lempung pasir humus Lempung pasir lunak Pasir lunak

5 10 6

Berdasarkan sifat tanah, menurut SNI-03-17262012 wilayah gempa didasarkan pada kelas situs. Berdasar hasil dari penyelidikan tanah yang telah dilakukan oleh Pelaksana kegiatan pembangunan Kantor Camat Nongsa diketahui nilai N-SPT untuk titik BH-1 sebagai berikut: Tabel 4.12. Nilai N-SPT Sumber:Hasil pengujian PT.Spectra Multi Dimensi Batam

9 44 60

Pembebanan pada bangunan gedung Kantor Camat Nongsa Batam berupa kombinasi beban tetap (beban mati dan beban hidup) dan beban – beban tambahan lainnya. Adapun hasil analisa pembebanan sebagai berikut:

Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke-n dari atas ke bawah, sehingga ada total n-lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30 meter paling atas tersebut. Nilai untuk lapisan tanah 30 meter paling atas ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:

Tabel 4.11. Berat total gravitasi gedung No.

Jenis Pembeban

1

2 Beban Mati (Dead Load) Beban Hidup (Life Load) Beban Angin (Wind Load)

1. 2. 3.

Lantai 1 (Ton) 3

Lantai 2 (Ton) 4

Lantai 3 (Ton) 5

381.89

349.89

163.54

-

95.125

87

0.06

0.11

0.17

=

4.2.2. Beban Gempa Peninjauan Beban Gempa ditinjau secara analisis 3 demensi dengan metode statik ekivalen. Ekivalensi beban gempa terhadap struktur Kantor Camat Nongsa Batam, dihitung sebagai berikut: 1. Periode Fundamental Pendekatan (Ta) Berdasarkan SNI-03-1276-2012 pasal 7.8.2 periode Fundamental struktur T,melalui pendekatan yaitu

6 +

8 + 7

+ 9 = 30 meter

=

= 2.92

= 10.2893 < 15

Maka klasifikasi situs pada lokasi proyek termasuk kelas situs SE (tanah lunak) dengan nilai N < 15. 3. Spektrum respon desain Data yang diperlukan adalah data percepatan batuan dasar yang berada di Kota Batam:

Jadi nilai T yang digunakan adalah 0.30 detik

a.

2. Penentuan wilayah gempa berdasarkan kelas situs Wilayah Gempa dicirikan oleh nilai Percepatan Puncak Efektif Batuan Dasar dari masing - masing lokasi sebagaimana diatur dalam SNI-03-17262012 tentang Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung, pada pasal 6 bahwa wilayah gempa dengan parameter percepatan terpetakan yaitu parameter Ss (percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan S1 (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing-masing dari respons spektral percepatan 0.2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik dengan kemungkinan 2 persen dalam 50 tahun.

b.

Ss S1

(percepatan batuan dasar pada periode pendek) (percepatan batuan dasar pada periode 1 detik)

=

0.05

g

=

0.074

g


Gambar 4.1. Peta percepatan batuan dasar (SNI 03-1726-2012)

Pembuatan kurva spektrum respons desain

Tabel 4.13. Spektrum Respons Desain T (detik) 0 T0 Ts Ts+0 Ts+0.1 Ts+0.2 Ts+0.3 Ts+0.4 Ts+0.5 Ts+0.6 Ts+0.7 Ts+0.8 Ts+0.9 Ts+1 Ts+1.1 Ts+1.2 Ts+1.3 Ts+1.4 Ts+1.5 Ts+1.6 Ts+1.7 Ts+1.8 4

T (detik) 0 0.414 2.072 2.172 2.272 2.372 2.472 2.572 2.672 2.772 2.872 2.972 3.072 3.172 3.272 3.372 3.472 3.572 3.672 3.772 3.872 3.972 4.072

Sa (g) 0.033 0.083 0.083 0.080 0.076 0.073 0.070 0.067 0.064 0.062 0.060 0.058 0.056 0.054 0.053 0.051 0.050 0.048 0.047 0.046 0.044 0.043 0.042

Kantor camat nongsa Batam termasuk jenis pemanfaatan sebagai gedung perkantoran dengan kategori resiko II dan faktor keutamaan gempa (Ie) = 1.0. Apabila S1 lebih kecil dari 0.75, kategori desain seismik diijinkan untuk ditentukan sesuai tabel 6, pasal 6 (SNI-03-1726-2012) dengan menggunakan nilai SDS yang telah ditentukan kategori desain siesmik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek, kategori resiko termasuk dalam kategori desain siesmik A (SDS < 0.167). Material yang digunakan adalah beton bertulang dan sistem penahan gaya seismik yang diijinkan adalah sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB) dengan koefisien modifikasi respons (R) = 3. Grafik Spektrum Respons Desain SNI-03-12762012, Gedung Kantor Camat Nongsa Batam-kelas situs SE (Tanah Lunak).

c.

Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek (Fa)

=

2.5

d.

Faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik (Fv)

=

3.5

e.

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS)

=

Fa .Ss

=

0.125

g

f.

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik (SM1)

=

Fv.S1

=

0.26

g

g.

Parameter percepatan spektral desain untuk perioda pendek, SDS

=

2/3 SMS

=

0.083

g

h.

Parameter percepatan spektral desain untuk perioda 1 detik,SD1

=

2/3 SM1

=

0.173

g

Gambar 4.2. Grafik spektrum respons desain gedung Kantor Camat Nongsa Batam 4. Geser Dasar Seismik (Base Share) Geser dasar seismik, V , dalam arah yang ditetapkan, yaitu:


3

=

8.00

Ton

Vi

=

74.56

Ton

Fx

= =

8.00 x 74.56

=

596

Ton

= 5845 kN Nilai koefisien respons seismik Cs ditentukan sebagai berikut:

Jadi nilai Cs yang digunakan adalah 0.03 karena nilai Cs tidak perlu melebihi nilai yang dihitung pada b maka nilai gaya lateral statik ekivalen (V) yaitu: diketahui nilai W berat seismik struktur berdasarkan nilai beban hidup dan beban mati, adalah: 1081 Ton

5. Distribusi vertikal gaya gempa Gaya gempa lateral (Fx) (kN) yang timbul di semua tingkat,yaitu: dimana Nilai k merupakan eksponen terkait dengan periode struktur. Untuk struktur yang mempunyai periode 0,5 detik atau kurang, k = 1. Untuk struktur yang mempunyai periode 2,5 detik atau lebih, k = 2. Sedangkan untuk struktur yang mempunyai periode antara 0,5-2,5 detik. Maka nilai k yang digunakan dengan T = 0.30 detik adalah: 1.

Tabel 4.14. Nilai Distribusi Statik Ekivalen Wx

hx

Wxhx

Cvx

Fi

Vi

Ton

m

Ton

Ton

Ton

Ton

2

4

5

6

7

8

9

1

3

252.055

12

3024.658

0.37

11.160

11.16

2

2

447.404

8

3579.233

0.44

13.210

24.38

N o.

Tingkat

1

1

381.89

∑

1081

4

1527.567

0.19

5.640

30.02

8137.458

8.00

30

74.56

Jadi nilai Gaya Lateral (Fx) yang timbul di semua tingkat sebagai distribusi vertikal gaya gempa adalah 596 Ton = 5845 kN Geser tingkat desain gempa (Vx) (kN) harus didistribusikan pada berbagai elemen vertikal sistem penahan gaya gempa di tingkat yang ditinjau berdasarkan pada kekakuan lateral relatif elemen penahan vertikal dan diafragma. 4.2.3. Kombinasi Pembebanan Komponen pembebanan yang digunakan untuk analisa struktur konstruksi Bangunan Gedung kantor Camat Nongsa Batam terdiri dari unsur beban mati, beban hidup dan beban gempa statik ekivalen, yaitu: 1. 1.4D 2. 1.2D + 1.6L 3. 1.2D + 1.0L ± 1.0EQX 4. 1.2D + 1.0L ± 1.0EQY Dengan D (Dead load) adalah beban mati, L (Life Load) adalah beban hidup, EQx (Quake load) adalah Beban gempa spektrum respon arah sumbu x, EQy (Quake load) adalah Beban gempa spectrum respon arah sumbu y. Simulasi pembebanan akibat gravity load, dimana semua beban pada pelat lantai ditransfer ke elemen balok maupun kolom berdasarkan daerah pengaruh layanan luasan pembebanan disekitar elemen yang ditinjau. 4.2.4. Analisa Struktur Analisa struktur terhadap Bangunan Gedung Kantor Camat Nongsa Batam, termasuk dalam kategori resiko II dengan tipe struktur Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) dengan menggunakan Model pembebanan gravity load pada elemen balok dimodelkan sebagai uniform load yang diterima oleh elemen membrane sebagai model plat. Simulasi pembebanan akibat gempa ditinjau secara analisis statik ekivalen yang bekerja pada pusat massa masing-masing lantai. Untuk menghitung pusat massa tidak terlepas dari model struktur pada gedung, berdasarkan SNI 03 -1726-2012 bahwa struktur bangunan gedung harus diklasifikasikan sebagai beraturan dan tidak beraturan didasarkan pada konfigurasi horisontal dan vertikal dari struktur bangunan gedung. Ketidakberaturan konfigurasi horizontal dapat dilihat dari denah gedung pada Kantor Camat


Nongsa Batam, dan dapat ditinjau dari ketidakberaturan dari sudut dalam, didefinisikan ada jika kedua proyeksi denah struktur dari sudut dalam lebih besar dari 15% dimensi denah struktur dalam arah yang ditentukan. Gambar 4.3. Ketidakberaturan Horizontal (SNI-03-17262012)

Dengan ketentuan ketidakberaturan horizontal pada denah apabila dan maka dapat hitung sebagi berikut: Gambar 4.4. Denah tidak beraturan horizontal Kantor Camat Nongsa

Pv = 6.00 m, Ly = 18.00 m dan Px = 6.00 m, Lx = 30.00 m, maka dan 6.00 > 0.15 x 18.00 dan 6.00 > 0.15 x 30.00 6.00 > 2.7 dan 6.00 > 4.5 Hasil analisis dari software ETABS v9.7.2 diperoleh reaksi tumpuan berupa gaya vertikal (F3) dan momen pada arah x (M1) dan arah y (M2). Berdasarkan prinsip kesetimbangan pada konstruksi statis tertentu, yaitu ΣV = 0, maka besar gaya vertikal yang terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau.

Arah Selatan Gambar 4.5. Pemodelan perhitungan berat lantai

Massa tiap lantai dapat diperoleh dari berat tiap lantai dibagi dengan percepatan gravitasi (g = 9,81 m/dtk2).

Dengan model massa terpusat untuk analisis beban gempa, massa tiap lantai dari struktur diletakkan pada joint yang merupakan titik berat masing-masing lantai sebagai Joint Masses. Perhitungan titik berat tiap lantai dari gedung diperoleh dengan membagi momen dengan reaksi tumpuan yang terjadi dari hasil perhitungan berat lantai pada software ETABS v9.7.2. Suatu lantai dengan luas segmen area pelat lantai yang berbeda-beda dan titik acuan sebagai tumpuan jepit pada salah satu ujungnya. Masing– masing area pelat mempunyai dimensi yang berbeda, sehingga mempunyai berat (W) yang berbeda pula. Berat area pelat adalah W1, W2, W3, s/d Wi Area pelat tersebut mempunyai titik berat x1,y1; x2,y2; x3,y3; s/d xi,yi. Untuk mencari titik berat lantai dihitung dengan cara membagi penjumlahan hasil kali masingmasing berat area pelat dan titik berat area pelat dengan penjumlahan semua berat area pelat. Dari hasil analisis software ETABS V9.7.2 diperoleh reaksi vertikal (F3), momen arah x (M1) dan momen arah y (M2). Reaksi vertikal yang terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau, sedangkan momen arah x (M1) dan momen arah y (M2) merupakan momen hasil dari perkalian berat elemen lantai dengan titik berat masing-masing elemen lantai. Dari contoh kasus di atas dapat diketahui bahwa untuk menghitung titik berat dari lantai menggunakan hasil progam ETABS v9.7.2 adalah sebagai berikut:

Arah Barat

Dihitung jarak pusat massa (x dan y) serta besarnya massa per-lantai gedung. Koordinat massa tiap-tiap lantai dihitung dari titik tumpuan jepit, adapun hasil hitungannya disajikan dalam tabel 4.16. Tabel 4.16. Berat dan pusat Massa per-lantai gedung N o

Lantai

1

Lantai 1

2

Lantai 2

Berat Ton 200.1 223 94.60

Massa Ton.det² /m 20.3998 9.64415

Mx Ton.m

My Ton.m

x m

y m

0.282 68 -

0.081 19 1.767

0.001 413 -

0.000 406 -


91 3

Lantai 3

0.208 23

10.89 39

0.336 92

1.11049

24 0.603 11

0.002 201

0.000 023

0.030 927

0.002 839

Hasil analisa struktur (output) yang diharapkan dari proses analisa struktur dengan menggunakan program ETABS v9.7.2 ini adalah berupa gayagaya dalam, dan reaksi tumpuan dari masingmasing elemen/komponen struktur. 4.2.5. Evaluasi Kekuatan Kolom Struktur Untuk mengetahui apakah kapasitas/kekuatan kolom struktur yang ada pada kondisi eksisting mampu memikul beban rencana dengan aman menurut pedoman/peraturan pembebanan yang berlaku di Indonesia maka dilakukan evaluasi kekuatan struktur. Sebagai data perhitungan analisis digunakan hasil data pengujian yaitu kuat tekan beton fc = 21.71 Mpa, fy = 240 Mpa. 1. Analisis Kekuatan Kolom Struktur Hasil perhitungan beban aksial dan beban geser pada tiap type kolom pada kondisi pembebanan disajikan dalam tabel 4.17 dan tabel 4.18 berikut: Tabel 4.17. Beban aksial maksimum kolom No.

1. 2. 3.

Type Kolom K1 - 35 x 45 K2 - 30 x 30 K4 - 30 x 30

Mux kN.m

Output ETABS Muy Pu kN.m kN

-58.447

22.555

721.300

Pn kN

Pn>Pu

10296.392

Ok!

-9.451

3.353

129.625

1595.963

Ok!

-17.119

71.763

1019.752

1412.420

Ok!

Tabel 4.18. Beban geser maksimum kolom Wx

hx

Wxhx

Cvx

Fi

Vi

Ton

m

Ton

Ton

Ton

Ton

2

4

5

6

7

8

9

1

3

252.05

12

3024.65

0.37

11.160

11.16

2

2

447.40

8

3579.23

0.44

13.210

24.38

3

1

381.89

4

1527.56

0.19

5.640

30.02

∑

1081

8137.45

8.00

30

74.56

N o.

Tingkat

1

Dari Tabel 4.17. dan Tabel 4.18. menunjukkan bahwa keseluruhan kolom struktur masih dalam kondisi batas aman terhadap beban aksial dan geser. 4.2.6. Evaluasi Kekuatan Balok Struktu Dari hasil evaluasi kapasitas kekuatan lentur balok beton menunjukkan yaitu: a. Portal arah X , 73% balok dalam kondisi aman dan 27% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban aksial. b. Portal arah Y , 64% balok dalam kondisi aman dan 36% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban aksial. Dari hasil evaluasi kapasitas kekuatan geser balok beton menunjukkan yaitu:

a. Portal arah X , 97% balok dalam kondisi aman dan 3% balok dalam kondisi tidak aman dalam f l o o r

Ting gi

Perpind ahan akibat gaya gempa

Perpind ahan yang diperbes ar

mm

mm

Simpa ngan antar lantai ijin

Simpa ngan Antar lantai

Rasio simpan gan antar lantai

Ket

mm mm

%

1

2

3

4

5

6

7

8

3

4000

1.38029

4.14087

1.1122

80

0.028

Ok!

2

4000

1.00955

3.02864

1.2732

80

0.032

Ok!

0.044

Ok!

1

4000

0.58515

1.75544

1.7554

80

menerima beban geser. b. Portal arah Y , 71% balok dalam kondisi aman dan 29% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban geser. Mengingat bangunan Gedung kantor Camat Nongsa Batam ini merupakan fasilitas pelayanan masyarakat yang dikunjungi oleh banyak orang, maka perkuatan struktur pada komponen balok portal yang dinyatakan tidak aman terhadap momen lentur maupun beban geser mutlak diperlukan. 4.2.7. Simpangan antar lantai Penentuan simpangan antar tingkat desain (∆) dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau. Pusat massa tidak terletak segaris dalam arah vertikal, sehingga defleksi di dasar tingkat berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya perlu dihitung.

Tabel 4.21. Simpangan antar lantai akibat gempa statik ekivalen

4.2.8. Story Drift for Momen Frame (DR) 1.

Drift Ratio / Drift Indeks (DR) Berdasarkan FEMA 310

Tabel 4.22. Drift Rasio (DR) Kolom N o .

Kolom

m

m

m

1

2

3

4

5

6

7

8

1

K1

0.3

0.4

6.0

0.002

0.0004

0.0059

2

K2

0.3

0.3

6.0

0.000

0.0001

0.0022

Dari hasil perhitungan tersebut diperoleh nilai dan nilai Drift Rasio (DR) untuk K1 sebesar Drift Rasio (DR) K2 sebesar

.

2. Drift Ratio / Drift Indeks (DR) Berdasarkan Hasil Perhitungan ETABS Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan program ETABS v9.7.2 dari data


geometris mengenai simpangan horisontal (Interstory drift) maka dapat dicari nilai Drift Ratio / Drift Indeks (DR) sebagai berikut: Tabel 4.26. Rekapitulasi Drift Indeks/Drift Rasio elevation 16, C dan 2 N o

Elevation View 16 Titik ukur

1

Elevation View C Titik ukur

Drift Rasio

2

3

1

16 - C

0.001019

C-2

2

16 - D

0.000796

C-6

3 4

16 - E 16 - G

0.000965 0.000776

C-8 C - 10

16 - H

0.000320

C - 12

Drift Rasio

4

C - 16

Elevation View 2 Titik ukur

Drift Rasio

6

7

5 0.001487 0.001405 0.001250 0.001109

2-C 2-D 2-E 2-G

0.001419 0.001680 0.001124

(DR) dari hasil perhitungan menggunakan program ETABS V9.7.2 dan perhitungan menggunakan rumus FEMA 310, dimungkinkan disebabkan oleh kesalahan dan kecerobohan di dalam pelaksanaan konstruksi bangunan yang dilakukan oleh pihak kontraktor pelaksana. Hal ini diperkuat dengan kualitas visual hasil pengecoran kolom yang tidak sempurna. 4.2.9. Pengecekan Tegangan Geser Kaki Kolom 1. Story Shear Forces ( Vj ) a. Perhitungan Pseudo lateral force (V) Maka besarnya nilai Pseudo lateral force ( V ) adalah:

0.001890

0.000998 0.001019

Berdasarkan tabel 4.26. di atas diperoleh bahwa nilai drift indeks/ drift ratio dari data hasil perhitungan ETABS v9.7.2 menunjukkan bahwa bangunan masih dalam batas aman dari nilai drift indeks/ drift ratio yang seharusnya, yaitu kurang dari 0.002

3. Drift Ratio / Drift Indeks (DR) Berdasarkan Hasil Pengukuran di Lapangan Mengacu pada hasil pengukuran di lapangan, dari data geometris mengenai simpangan horisontal (Interstory drift) pada Tabel 4.8, maka dapat di cari nilai Drift Ratio / Drift Indeks (DR) pada Tabel berikut ini.

Sehingga besarnya nilai story shear forces (Vj ) adalah sebagai berikut : Vj

=

Tabel 4.30. Rekapitulasi Drift indeks/drift ratio (DR) as 16, C dan 2 As 16 arah Barat

Elevation View C

o

Titik ukur

Titik ukur

Drift Rasio

Titik ukur

1

2

3

4

5

6

1

16 - C

0.00466

C-2

0.00290

2-C

0.00290

2

16 - D

0.00284

C-6

0.00288

2-D

0.00247

N

Drift Rasio

Drift Rasio 7

3

16 - E

0.00308

C-8

0.00252

2-E

0.00253

4

16 - G

0.00281

C - 10

0.00271

2-G

0.00277

5

16 - H

0.00294

C - 12

0.00252

C - 16

0.00431

6

x 30

Elevation View 2

Berdasarkan Tabel 4.30. di atas diperoleh bahwa nilai drift indeks/ drift ratio dari data hasil pengukuran di lapangan menunjukkan bahwa bangunan sudah melebihi batas nilai drift indeks/ drift ratio yang seharusnya, yaitu kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan antara 0,0025 sampai 0,002 Adanya perbedaan yang begitu besar antara nilai drift indeks/ drift ratio dari data hasil pengukuran di lapangan dan drift indeks/ drift ratio

2.

Shear Stress in Concrete Frame Colums (Vavg)

=

32

=

9

=

(34 x 0.35 x 0.45) + (12 x 0.30 x 0.30) = 5.355 + 1.08 = 6.432 m³

= =


= Jadi Tegangan Geser rata – rata ( adalah 5.613 Ton

) pada kolom

4.3. Usulan Rekomendasi Perbaikan 4.3.1. Usulan perkuatan komponen struktural Untuk menyikapi kondisi-kondisi permasalahan komponen struktural pada bangunan, maka direkomendasikan perkuatan-perkuatan sebagai berikut: 1. Untuk meningkatkan kapasitas momen lentur pada balok struktur di posisi balok portal yang dinyatakan tidak aman terhadap lentur (seperti diuraikan pada tabel 4.19 dan 4.20), direkomendasikan perkuatan struktur dilakukan dengan menambahkan CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) pada bagian tariknya. Pelaksanaan pemasangan CFRP ini disarankan dilakukan oleh ahlinya, tidak dilakukan secara sembarangan. 2. Injeksi retak-retak pada balok dan pelat lantai 2 dan lantai 3 khususnya retak yang lebarnya melebihi 0,2 mm. Bahan injeksi berupa epoxy resin, dengan metode injeksi low pressure agar bahan injeksi bisa masuk ke dalam celah yang relatif kecil. Pelaksanaan injeksi disarankan agar dikerjakan oleh kontraktor spesialis dan berpengalaman dengan mutu bahan yang diproduksi dengan baik. 3. Keretakan juga terdapat pada kolom – kolom pada lantai 1, 2 dan 3, metode perbaikan injeksi dengan material pasta semen yang dicampur dengan expanding agent serta latex atau hanya melakukan sealing dengan material polymer mortar atau polyurethane sealant. 4. Beton kolom terlepas sehingga tulangan kelihatan, jika kapasitas kolom tulangan masih memadai, material (beton) pengganti minimal harus sesuai dengan mutu beton rencana gedung atau dengan material yang mutunya lebih baik. Pada saat pelaksanaan harus dipastikan bahwa cetakan beton dan skor-skor sudah dipersiapkan dan terpasang dengan baik. 4.3.2. Perkuatan Komponen Non Struktural Berdasarkan hasil pengamatan visual pada komponen non struktural pada pembahasan sebelumnya diperoleh hasil kesimpulan sebagai berikut: 1. Keretakan pada komponen – komponen non struktural terdapat pada lantai 1, 2 dan 3. Keretakan diagonal banyak terdapat pada pertemuan dengan jendela kerusakan ini dapat disebabkan karena geser, atau retak vertikal karena lentur mengakibatkan terjadinya pemisahan bagian dinding satu dengan lainnya (spalling) dan ditemukan adanya retak-retak rambut pada dinding. Retak ini kemungkinan disebabkan oleh rendahnya kualitas mutu

plesteran yang digunakan, dengan lebar retakan kurang dari 0,2 mm. Retak-retak ini tembus dari permukaan dalam dan luar dinding. Perbaikan yang dapat dilakukan adalah: a. Plesteran lama di sekitar retak dikupas, lalu retak diisi dengan adukan semen pasir ( perbandingan 1 semen : 3 pasir). b. Setelah celah rapat, kemudian dinding diplester kembali dengan campuran spesi 1 semen : 3 pasir. c. Untuk retak yang besar (> 0,6 cm) setelah di isi dengan adukan semen pasir, pada bagian bekas retakan. d. Pengecatan dinding kembali dengan mutu yang baik, bagian luar diberi chiller sebelum pengecatan finishing. 2. kerusakan yang disebabkan oleh sistem pemipaan yang tidak baik sehingga banyak rembesan pada dinding, lantai dan plafond, dilakukan perbaikan sebagai berikut: a. Mengidentifikasi kembali jalur – jalur aliran air dan mengganti jaringan pipa dengan mutu dan pelaksanaan pekerjaan yang lebih baik. b. Mengganti plafond – plafond yang rusak/hancur terkena rembesan air. c. Mengidentifikasi sumber aliran air pada lantai 1 dan 2, dan pengaruh pecahnya keramik lantai. Leveling lantai, dan pemebrsihan pada sisa-sisa dudukan yang rusak. Menutup aliran air dan membongkar keramik dan membersihkan campuran yang mengeras dan memasang keramik baru dengan metode pelaksanaan yang baik. 3. Kerusakan pada listplank dan dak atap, tergenangnya air hujan pada talang, tertutupnya lubang air (fall drain), kerusakan pada beton, kerusakan pada plat dak talang, tidak berfungsinya lubang pembuangan air, tidak terdistrubsinya air pada pipa pembuangan, finishing pekerjaan beton yang tidak baik, tidak tercapainya mutu beton sehingga menyebabkan rembesan, level kemiringan untuk aliran air tidak ada, metode perbaikan yang dilakukan adalah: a. Pengurasan air pada dak. b. Mengganti dan memperbaiki posisi buangan pipa air. c. Memperbaiki posisi pipa buangan air. d. Melakukan finishing beton yang tidak selesai,dengan memberi epoxy pada lantai dak agar tidak merembes. Bab V. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan Dari hasil pengamatan visual di lapangan, pengujian kualitas bahan melalui pengujian di lapangan, pengukuran defleksi dan ketidaktepatan sumbu pada komponen struktur , serta hasil analisis


struktur dengan menggunakan program ETABS V9.7.2 pada Bangunan gedung Kantor Camat Nongsa Batam, maka didapat kesimpulan sebagai berikut: 1. Berdasarkan hasil pengujian di lapangan didapatkan data kualitas beton pada kolom dalam kategori Jelek/poor yaitu 21.71 MPa, sedangkan kualitas beton pada balok dalam kategori Jelek/poor yaitu 29 MPa dan kualitas beton pada plat dalam kategori Sedang/fair yaitu 30.6 MPa. 2. Dari hasil pengukuran menunjukkan bahwa pada balok lantai 2 ( 87%) dan balok lantai 3 (84%) mengalami lendutan yang sudah melebihi nilai batas lendutan yang diijinkan sesuai ketentuan di dalam peraturan yang ada, yaitu SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung pada sub bab 11.5. 3. Nilai interstory drift diperoleh bahwa nilai ketidaktepatan sumbu kolom / interstory drift (Δδ) terbesar terletak pada lokasi pengukuran as 16 dari arah Barat dengan nilai sebesar 18.637 mm, dimungkinkan adanya perubahan tulangan terpasang dalam pelaksanaan. Nilai lendutan di lokasi sebagian sudah melampaui batas ijin lendutan maksimum. 4. Berdasarkan hasil analisis struktur dalam rangka evaluasi kekuatan struktur utama bangunan dengan memperhatikan kualitas beton, didapatkan hasil: a. Perhitungan beban aksial dan beban geser pada tiap type kolom struktur pada kondisi pembebanan eksisting masih dalam kondisi batas aman terhadap beban aksial dan geser. b. Dari hasil evaluasi kapasitas kekuatan lentur balok beton menunjukkan Portal arah X , 73% balok dalam kondisi aman dan 27% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban aksial dan Portal arah Y , 64% balok dalam kondisi aman dan 36% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban aksial. c. Dari hasil evaluasi kapasitas kekuatan geser balok beton menunjukkan Portal arah X , 97% balok dalam kondisi aman dan 3% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban geser dan Portal arah Y , 71% balok dalam kondisi aman dan 29% balok dalam kondisi tidak aman dalam menerima beban geser. d. Berdasarkan kondisi riil data hasil pengukuran geometris di lapangan menunjukkan bahwa nilai simpangan antar lantai masih aman <80mm (tingkat ijin Δa). Nilai drift indeks/

drift ratio dari data hasil pengukuran di lapangan menunjukkan bahwa bangunan sudah melebihi batas nilai drift indeks/ drift ratio yang seharusnya, yaitu kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan antara 0,0025 sampai 0,002. e. Hasil pengecekan sistem penahan gaya lateral pada struktur bangunan tahan gempa, maka salah satu yang harus diperhatikan adalah nilai tegangan geser pada kaki kolom, baik kaki kolom pada lantai satu maupun nilai kaki kolom pada lantai dua dan tiga diperoleh nilai Vj = (masih dibawah batas ijin) dan nilai Tegangan geser rata-rata (Vavg) pada kolom sebesar 5.613 Ton. 5.2. Saran Memperhatikan hasil penelitian yang telah dilakukan dan keterbatasan kajian, di dalam penelitian ini disarankan sebagai berikut : 1. Kondisi kekuatan struktur balok di beberapa portal dinyatakan tidak aman terhadap lentur, disarankan didalam proses rehabilitasi /perkuatan struktur perlu dianalisis struktur lebih teliti didalam memperhitungkan analisis kekuatan, dengan memperhitungkan beban maksimum bangunan secara keseluruhan. 2. Kajian terhadap pemilihan bahan pada alternatif perkuatan struktur didalam penelitian ini masih terbatas pada aspek kekuatan, aspek kemudahan pelaksanaan, aspek waktu, dan aspek lingkungan selama proses pelaksanaan. Dalam alternatif perkuatan struktur ini belum melakukan peninjauan secara lebih mendalam dari aspek biaya, padahal aspek biaya inilah yang nantinya akan memegang peranan penting dalam pelaksanaan rehabilitasi/perkuatan ini selanjutnya. 3. Perlunya pengawasan yang maksimal dalam pelaksanaan rehabilitasi mengingat banyak pekerjaan komponen struktur yang diselesaikan dengan tidak baik hal ini sangat berpengaruh terhadap kekuatan komponen struktur tersebut. 4. Perlunya kajian kembali terhadap perhitungan struktur gedung dengan kondisi struktur tanah yang mengalami penurunan. DAFTAR PUSTAKA Arifi Soenaryo, M. Taufik H dan Hendra Siswanto, 2009, Perbaikan kolom beton bertulang menggunakan concrete jacketing dengan prosentase beban runtuh yang bervariasi, jurnal rekayasa sipil / Volume 3, No.2 – 2009. Bracci J.M., Reinhord A.M., and Mander J.B., 1995, Seismic Retrofit of Reinforced


Concrete Building Designed for Gravity Loads : Performance of Structure Model, ACI Structural Journal, 1995, pp. 711-723. Ghobarah, Aziz T.S. and Biddah A,1999, Rehabilitations of Reinforced Concrete Frame Connection using Corrugated Steel Jacketting, ACI Structural Journal, 1999, pp. 183-194. Imran, S. Darmawan, I. Sulaiman, C. Lie, Aryantho,2009, Assessment and Repair/Strengthtening of a Settlement Damaged Office Building, Proceeding of 1st International Conference on Rehabilitation and Maintenance in Civil Engineering (ICRMCE), Solo, Maret 2009. K.J. Ducki.2007, Analysis of the structure and precipitation strengthening in a creep resisting Fe–Ni alloy, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering Volume 21 Issue 2 April 2007. Mohd Isneini,2009, Kerusakan dan perkuatan struktur beton bertulang, Jurnal Rekayasa Vol. 13 No. 3, Desember 2009. Pragyan Bhattarai, Dharma Raj Dhakal & P.saha,2012, Analysis of the effect of crack width, crack location and loading on a metallic element using finite element analysis and its application in civil engineering, Journal of Civil, Structural, Environmental, Water resources and Infrastructure Engineering Research (JCSEWIER) ISSN 2278-3539 Vol.2, Issue 2 Sep 2012 33-46. R. Arwanto,2006, Respon kuat tekan Hammer Test dengan Compression Test pada beton normal dan beton Pasca Bakar, MEDIA KOMUNIKASI TEKNIK SIPIL, VOLUME 14, NO. 1, EDISI XXXIV PEBRUARI 2006. Anonim, 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, SNI 03-1726-2012. Badan Standarnisasi Nasional BSN. Anonim,2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 032847-2002. Direktorat Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum. Federal Emergency Management Agency (FEMA),1998, Handbook for the Seismic Evaluation of Buildings – A Prestandart, FEMA 310.

Analisis Struktur Gedung Camat

Recommend Documents