hubungan balok kolom

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6

1

Analisis Desain Sambungan Balok Kolom Sistem Pracetak Untuk Ruko Tiga Lantai Adimas Bagus I., Ir. Mudji Irmawan, MS., Ir. Faimun MSc., PhD Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected] ; [email protected] Abstrak — . Seiring dengan meningkatnya kebutuhan pembangunan, terutama untuk bangunan tahan gempa mendorong timbulnya kebutuhan akan suatu rancangan struktur bangunan tahan gempa yang ekonomis dan dapat dilaksanakan dengan cepat dan efisien tanpa mengurangi kekakuan antar komponen struktur bangunan tersebut. Konsep pembangunan bangunan tahan gempa mengacu dalam SNI 03-1726-2002 dan tata cara perhitungan struktur beton SNI 03-2847-2002, sehingga sehingga didapatkan struktur yang cepat dan tahan gempa yang efektif dan efisien.Yang menjadi perhatian utama dalam struktur pracetak adalah sambungan. Untuk struktur pracetak, sambungan yang terpasang pada pertemuan antara komponen balok dengan kolom, kolom dengan kolom, balok dengan pelat lantai, dan seterusnya merupakan kajian utama yang harus diperhatikan. Studi ini merupakan perhitungan ruko tiga lantai dengan metode pracetak.Sistem yang digunakan merupakan sistem open frame mengacu pada SRPMK pada zona gempa 5 dengan asumsi tanah lunak. Dari studi tersebut didapatkan hasil dimensi balok T 30 cm x 47 cm dengan penulangan 8D16, kolom 45 cm x 45 cm dengan penulangan 12D16, dan pelat 4 m x 4 m dengan tebal 12 cm dengan tulangan tarik Ø10100,tulangan tekan Ø8-100.Dalam sambungan balok kolom digunakan sambungan basah dengan panjang penyaluran 231 mm dalam kolom dengan panjang kait 192 mm, lalu pada sambungan kolom kolom digunakan panjang penyaluran 359,42 mm.

Kata Kunci— Kunci— Hubungan balok kolom, Pracetak, SRPMK, Tahan gempa

I. PENDAHULUAN

Pembangunan saat ini tiada henti-hentinya, namun lahan yang digunakan pun semakin lama semaikin sempit. Oleh sebab itu saat ini sangat banyak pembangunan gedung bertingkat di banyak daerah. Pembangunan gedung bertingkat yang sekarang sedang berkembang ada dua metode, yaitu dengan menggunakan metode beton bertulang konvensional dan metode beton bertulang pracetak. Penggunaan metode beton bertulang konvensional ini memerlukan waktu yang lebih lama lama dibandingkan dengan penggunaan metode beton beton pracetak yang memerlukan waktu relatif lebih cepat. Beton bertulang pracetak selain unggul dalam segi waktu juga unggul dalam kemudahan pelaksanaan, keseragaman mutu

beton, penghematan lahan, keuntungan ekonomis pada pemakaian bahan dan tenaga tenaga kerja, dll. Oleh Oleh karena itu saat ini pemakaian beton bertulang pracetak menunjukkan suatu peningkatan yang sangat besar dalam pembangunan gedunggedung di Indonesia. Seiring dengan Meningkatnya kebutuhan bangunan untuk perumahan, terutama untuk bangunan tahan gempa mendorong timbulnya kebutuhan akan suatu rancangan struktur bangunan tahan gempa yang ekonomis dan dapat dilaksanakan dengan cepat dan efisien tanpa mengurangi kekakuan antar komponen struktur bangunan. Beberapa konsep pembangunan rumah tahan gempa mengacu dalam SNI 03-1726-2002 dan tata cara perhitungan struktur beton SNI 03-2847-2002, sehingga didapatkan struktur rumah cepat dan tahan gempa yang efektif dan efisien. Pemakaian beton bertulang pracetak dalam dalam pembangunan gedung, menimbulkan menimbulkan semakin banyak macam tipe sambungan muncul yang dianggap sangat penting dalam konstruksi beton pracetak tersebut. Untuk bangunan gedung-gedung dengan sistem rangka pemikul momen (SRPM), terdapat sambungansambungan yang terpasang pada pertemuan antara komponen balok dengan kolom, kolom dengan kolom, balok dengan pelat lantai, dan seterusnya. Dari jenis sambungan tersebut sambungan balok-kolom menempati fungsi yang sangat kritis, karena mekanisme respon struktur terhadap beban terjadi pada penyaluran gaya-gaya dari balok-balok ke kolom-kolom bangunan. Sambungan adalah elemen yang sangat penting dalam desain konstruksi bangunan tahan gempa. Keruntuhan bangunan akibat gempa ditentukan oleh kualitas sambungannya. Agar bangunan memiliki performa yang baik saat menerima beban gempa, maka harus dipenuhi syarat sambungan balok-kolom. Sambungan balok-kolom beton pracetak memiliki bermacammacam tipe. Idealnya, ada sambungan balok-kolom pada beton pracetak yang tahan terhadap gempa. Dengan adanya sambungan yang tahan gempa maka resiko runtuhnya struktur pracetak akibat gempa akan berkurang. Namun pada setiap tipe sambungan balok-kolom memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing bila ditinjau dari beberapa faktor, misalnya keawetan, kemudahan pelaksanaan, harga, fabrikasi, kemudahan ereksi, waktu, ketahanan bakar, dan bahan penyusun sambungan. Untuk itu perlu dilakukan perbandingan dari berbagai macam tipe sambungan balokkolom guna mendapatkan tipe sambungan balok-kolom yang baik untuk diterapkan diterapkan di Indonesia.

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 II. TUJUAN 1. Mengetahui bagaimana melakukan perencanaan ruko 3 lantai pracetak yang tahan terhadap gempa. 2. Mengetahui perhitungan hubungan balok kolom suatu struktur pracetak tahan gempa. 3. Mendapatkan model sambungan bolok kolom beton pracetak tahan gempa. III. METODOLOGI Metodologi Tugas Akhir ini dapat dilihat pada Gambar 1.

2 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Perencanaan Menetapkan desain perencanaan bangunan 3 lantai. Dengan data – data perencanaan sebagai berikut: 1. Zone Gempa : Zona gempa tinggi (5) 2. Lebar Bangunan :8m 3. Panjang Bangunan : 12 m 4. Tinggi antar lantai :4m 5. Peruntukan : Ruko (Rumah Toko) 6. Jumlah Ruko : 3 lantai 7. Denah Ruko :

Gambar 2. Denah Ruko

Gambar 3. Potongan Memanjang

Gambar 1. Metodologi Tugas Akhir

Penjelasan lengkap tentang Metodologi dapat dilihat pada buku Tugas Akhir penulis [1].


3

Gambar 5. Penulangan pelat setelah komposit

Gambar 4. Potongan Melintang

B. Hasil Analisis Struktur Sekunder Pada Perencanaan struktur sekunder yang direncanakan adalah struktur pelat lantai beserta tulangannya. 1) Tebal pelat Tebal pelat yang direncanakan adalah sebesar 12 dan 10 cm. Tebal pelat tiap lantai adalah tidak sama. Perincian elemen pelat yang merupakan pelat pracetak adalah sebagai berikut: • Untuk lantai 1- 2 a. Tebal pelat precetak : 7 cm b. Tebal overtopping : 5 cm Untuk lantai 3 • a. Tebal pelat precetak : 7 cm b. Tebal overtopping : 3 cm 2) Penulangan pelat Penulangan pelat yang terpakai atau yang akan dipasang adalah yang dipilih penulangan yang paling kritis dari keadaan diatas ( keadaan sebelum komposit, akibat pengangkatan, dan sesudah pengangkatan) yaitu sebagai berikut : Tabel 1.Tulangan terpasang pada pelat tipikal

Stud pelat tipikal

•

Panjang penyaluran tulangan pelat : Idh = 200 mm.

C. Hasil Analisis Struktur Utama Data perencanaan struktur utama: = 25 Mpa • Mutu beton ( fc’ ) = 390 Mpa • Mutu baja tulangan ( fy ) = 390 Mpa • Mutu tulangan sengkang Struktur gedung yang direncanakan diberi beban gempa pada zona tinggi. besarnya gaya gempa sesuai konfigurasi dan dimensi struktur dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Gaya gempa yang bekerja pa da gedung

Kombinasi pembebanan yang digunakan sebagai faktor keamanan pada perencanaan adalah: 1,4D • 1,2D + 1,6L • 1,2D + 1,0L ± 1,0E • • 0,9D ±1,0E 1) Balok Data – data perancangan : • Mutu beton (fc’) • Mutu Baja (fy) • Dimensi Balok

Untuk gambar penulangan pelat tipikal dapat dilihat pada gambar 5.

: φ 10-175 mm

•

: 25 Mpa : 390 Mpa : 30/35 cm – 4 m

Kebutuhan tulangan sebelum komposit akibat perletakan = 2D16 • Tulangan tumpuan atas • Tulangan tumpuan bawah = 2D16 • Tulangan lapangan atas = 3D16 • Tulangan lapangan bawah = 3D16


4

Gambar 8. Penulangan geser balok a.Lapangan

b. Tumpuan

Gambar 6. Penulangan balok sebelum komposit

Kebutuhan tulangan sebelum komposit akibat pengangkatan = 2D16 • Tulangan tumpuan atas • Tulangan tumpuan bawah = 2D16 = 2D16 • Tulangan lapangan atas • Tulangan lapangan bawah = 2D16

2) Kolom Data – data perancangan : - Mutu beton (f’ c ) = 25 Mpa - Mutu baja (f y ) = 390 Mpa - Diameter tulangan utama (D) = 16 mm - Diameter sengkang (Ø) = 12 mm - Dimensi = 450 × 450 mm Penulangan Lentur Dari running program bantuan PCACOL didapat tulangan sebanyak 1,19 % atau 12 D16. Dipasang tulangan 12D16 (As = 2411,52mm2)

ρ aktual =

a.Tumpuan

b. Lapangan

Gambar 6. Penulangan balok sebelum komposit

Kebutuhan tulangan yang dipakai setelah komposit Tulangan tumpuan atas = 5D16 • Tulangan tumpuan bawah = 3D16 • Tulangan lapangan atas = 3D16 • Tulangan lapangan bawah = 3D16 •

2411,52 450 x 450

= 1,19 %

Data Perencanaan = 1610250 N  Pu = 78760 N  Vu = 450 mm  Bw = 16 mm  Ø utama = 12 mm  Ø sengkang  d= 450 – 40 – 12 – ½.16 = 390 mm  Mutu beton (fc’) = 25 Mpa  Mutu baja (fy) = 390 Mpa •

Kontrol Kapasitas Beban Aksial Dipasang 12D 16 = 2411,52 mm 2 Ǿ Pn (maks) = 2700,034 kN cek Ǿ Pn (maks)> 0,1 x f’c x Ag = 2700,034 > 506,25 OK Ǿ Pn>P kolom ETABS = 2700,034 >1610,25 OK •

Pemeriksaan Strong Column Weak Beam Persyaratan “strong coloumn weak beam” dipenuhi dengan persamaan 121 [Pasal 23.4.2).(2) SNI 2847]

a. Lapangan

b.Tumpuan Gambar 7. Penulangan balok setelah komposit

Penulangan kolom tengah Untuk balok kiri : Besarnya Mg- adalah : Pakai tulangan 5D16 = 1004,8 mm2 a = 76,84 mm + Mg = 182,995 KNm Besarnya Mg+ adalah : Pakai tulangan 3 D 16 = 602,88 mm2 a = 46,1 mm Mg- = 114,313 KNm

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 Untuk balok kanan : Besarnya Mg- adalah : Pakai tulangan 5 D 16 = 1004,8 mm2 a = 76,84 mm + Mg = 182,995 KNm

5 Sambungan kolom yang diletakkan di tengah tinggi kolom harus memenuhi ketentuan panjang lewatan yang ditentukan berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 14.2.2, sebagai berikut :

l d d b

+

Besarnya Mg adalah : Pakai tulangan 3 D 16 = 602,88 mm2 a = 46,1 mm Mg- = 114,313 KNm

l d d b

=

9. f y

.

α . β .γ .λ

10. f ' c  c + K tr 

  d  b 

= 22,46

l d = 22,46 x 16 = 359,42 mm

Sehingga diperoleh

ΣMg = 182,995+114,313 =297,3 KNm Σ Me didapat dari kombinasi beban yakni 167 KNm Σ Me = 2 x 167 = 334 KNm 6 ∑ M e ≥ ∑ M g SNI-03-2847-2002 ps 23.4(2) 5 334 KNm > 297,3 KNm

(OK)

•

Pengekangan kolom A sh min sesuai pasal 23.4.4.1 diperoleh nilai lebih besar hasil 2 rumus berikut :

Ash Ash

Ash

=

=

=

[(450 Ash

=

0,3( s.hc. fc' / fyh) x( Ag / Ach 1) 0,09( s.hc. fc' / fyh) −

0,3[(100.(450 2

−

2 x 40 16).25' / 390)] x −

/(450 − 2 x40) 2 ) − 1]= 326,21 mm2

0,09[(100.(450

−

2 x 40 16).25' / 390)] −

3) Analisa Hubungan balok Kolom

2

= 204,23 mm

Untuk memenuhi pasal 23.4.4.3 dipasang A sh mm2)

3 ϕ 12 (339,12

•

Penulangan geser kolom Ini berarti A sh terpasang berdasarkan persaratan pasal 23.4.4.1 l o sudah cukup untuk menahan geser. Sengkang lapangan. Jadi jumlah φ geser =

3530 − 1200 100

+ 1. = 24 buah.

Dipasang tulangan sengkang 3∅12-100. Sisa panjang kolom tetap harus diberi tulangan transversal sepanjang.

S ≤ 6 dd ≤ 150 mm

Sengkang tumpuan.

1200 100

+ 1. = 13 buah.

Dipasang tulangan sengkang 3∅12-100. •

Untuk hubungan balok kolom tengah Besarnya Mg+ adalah : Pakai tulangan 5 D 16 = 1004,8 mm2 a = 76,84 mm Mg+ = 182,995 KNm Besarnya Mg- adalah : Pakai tulangan 3 D 16 = 602,88 mm2 a = 46,1 mm Mg = 114,313 KNm Mu = 148,6 kN Vh = 168,5 kN Dimana hin adalah panjang bersih kolom (4-0,47=3,53). T1 (5D16)= As1x1,25xfy = 1004,8x1,25x390 = 489,8 kN T2 (3D16)= As1x1,25xfy = 602,88x1,25x390 = 293,9 kN Gaya geser di x-x = T1+T2-Vh Vx-x = 489,8 + 293,9 –168,5 = 615,3 kN

Pasang 100 mm

Jadi jumlah φ geser =

Gambar 9. Penulangan Kolom

Panjang lewatan pada sambungan kolom

Untuk HBK yang terkekang pada keempat sisinya berlaku kuat geser nominal

ϕVc = 0,75 x 1,7 x Aj x

fc'

= 0,75 x 1,7 x (450x450) x = 1290,93 kN

25'


ϕVc > Vx-x = 1290,93 kN >615,3 kN Sambungan aman. Untuk hubungan balok kolom tepi Besarnya Mg+ adalah : Pakai tulangan 5 D 16 = 1004,8 mm2 a = 76,84 mm Mg+ = 182,995 KNm Mu = 91,5 kN Vh = 103,7 kN Dimana hin adalah panjang bersih kolom (4-0,47=3,53). T1 (5D16)= As1x1,25xfy = 1004,8x1,25x390 = 489,8 kN Gaya geser di x-x = T1 -Vh Vx-x = 489,8 –103,7 = 386,1 kN Untuk HBK yang terkekang pada keempat sisinya berlaku kuat geser nominal

ϕVc = 0,75 x 1,25 x Aj x

fc'

= 0,75 x 1,25 x (450x450) x = 949,21 kN

25'

ϕVc > Vx-x = 949,21 kN >386,1 kN Sambungan aman.

Gambar 10. Penulangan HBK Gambar diatas merupakan detail sambungan hubungan balok kolom,pada balok menggunakan sambungan mekanis baut dan mur,lalu pada kolom digunakan panjang penyaluran yang dimasukkan di selongsong baja yang terletak pada kolom bagian bawah.

V. KESIMPULAN/RINGKASAN Dalam analisis perencanaan rumah toko tiga lantai di lokasi surabaya dengan zona gempa 5 dengan metode pracetak open frame ini, direncanakan dan diperhitungkan secara manual dan dengan program bantu ETABS dengan menganggap struktur monolit konvensional. Jadi dari pengerjaan tugas akhir ini didapat: 1. Dari analisa perhitungan elemen struktur balok, didapatkan ukuran balok tipikal 30cm x 35cm

6 ,dengan penggunaan tulangan lentur tumpuan 8D16,lapangan 6D16,dengan tulangan geser 10mm. 2. Dari analisa perhitungan elemen struktur kolom, didapatkan ukuran kolom tipikal 45cm x 45cm, dengan penggunaan tulangan lentur 12D16, dengan tulangan geser 12mm. 3. Untuk dimensi pelat mengikuti bentang 4m x 4m,pun juga dalam perhitungan elemen struktur sekunder pelat,dengan ketebalan 12 cm. 4. Dari perencanaan telah terbukti runtuh balok terlebih dahulu dengan konsep strong column weak beam dengan nominal 334 KNm > 297,3 KNm. DAFTAR PUSTAKA Castro JJ , Imai H & Yamaguchi T, 1992. Seismic Performance of Precast Concrete Beam - Column Engineering, Tenth World Joints. Earthquake Conference. Balkema. Rotterdam. Force, Greg, P.E., FPCI. 2008. PCI DESIGN HANDBOOK. Precast And Prestressed Concrete. USA. Nurjaman Hari Nugraha. 2000. Penentuan Model dan Parameter Titik Kumpul untuk Analisis Struktur Rangka Beton dengan Sistem Pracetak dan Sistem Hibrid Berdasarkan Uji Laboratorium. Desertasi Program Pasca Sarjana Institut Teknologi. Bandung. Pamungkas, Anugrah & Erny Harianti. 2009. Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya. Paulay T dan Priestley MJN. 1992. Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Building. John Wiley & Sons,Inc. Canada. Priestley Nigel. 1996. Seismic Design Philosophy for Precast Concrete Frames. University of California. San Diego, Structural Engineering International. Purwono, Rachmat Prof, Ir, M.Sc. 2010. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya.

hubungan balok kolom

Recommend Documents