LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR RUKO 2 ½ LANTAI JL. H. SANUSI PALEMBANG
DAFTAR ISI I. KRITERIA DESIGN II. PERHITUNGAN STRUKTUR ATAS II.1. MODEL STRUKTUR 3D II.2. BEBAN GRAVITASI II.3. BEBAN GEMPA II.4. INPUT DATA SAP2000 II.5. PENULANGAN BALOK & KOLOM III. PERHITUNGAN STRUKTUR SEKUNDER III.1. PERHITUNGAN PELAT III.2. PERHITUNGAN TANGGA IV. PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH/PONDASI IV.1. PERHITUNGAN PONDASI PLAT SETEMPAT LAMPIRAN OUTPUT PENULANGAN BALOK DAN KOLOM
I. KRITERIA DESIGN 1. Pendahuluan 1.1 Umum Gedung Ruko terdiri dari 2½ lantai. Bentuk struktur adalah persegi panjang dengan panjang arah x = 16m dan panjang arah y = 13,5m. Laporan ini terutama menyajikan hasil perhitungan struktur atas yaitu meliputi perhitungan sistem rangka portal 3 dimensi. Termasuk perhitungan elemen pelat, balok, kolom. Untuk perhitungan struktur atas tersebut maka perencanaan sistem struktur atas telah dilakukan menggunakan analisa struktur 3 dimensi dengan bantuan program SAP2000 versi 7.4 1.2 Penjelasan Umum 1.2.1 Sistem Struktur Sistem struktur bangunan Ruko direncanakan terbuat dari sistem rangka portal dengan balok, kolom terbuat dari beton konvensional. Sistem pelat lantai menggunakan pelat two way beton konvensional dengan keempat sisinya dipikul oleh balok. Sistem struktur bawah atau pondasi yang direncanakan adalah menggunakan pondasi plat setempat dengan perkuatan cerucup gelam. 1.2.2 Peraturan yang Digunakan Perencanaan struktur dan pondasi bangunan ini dalam segala hal mengikuti semua peraturan dan ketentuan yang berlaku di Indonesia, khususnya yang ditetapkan dalam peraturan-peraturan berikut: 1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002 2. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002 3. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, SKBI-1.3.53.1987 Standar : 1. American Concrete Institute, Building Code Requirements for Reinforced Concrete, 5th edition, ACI 319-89 2. American Society for Testing and Materials, ASTM Standard in Building Code,Vol. 1 & 2, 1986 3. Peraturan dan ketentuan lain yang relevan. 1.2.3 Mutu Bahan yang Digunakan Dapat dijelaskan pula bahwa struktur bangunan adalah struktur beton bertulang biasa (konvensional). Mutu bahan/material struktur yang digunakan dalam perencanaan meliputi: a. Mutu Beton Kolom, balok, pelat, pondasi plat setempat : K-250 (fc’ = 210 kg/cm2) b. Mutu Baja Tulangan Baja tulangan polos (BJTP-24) untuk Ø ≤ 12mm, fy = 2400 kg/cm2 Baja tulangan ulir (BJTD-40) untuk Ø ≥ 13mm, fy = 4000 kg/cm2 1.2.4 Pembebanan Beban yang diperhitungkan adalah sebagai berikut : 1. Beban Mati (DL): yaitu akibat berat sendiri struktur, beban finishing, beban plafon dan beban dinding. Berat sendiri komponen struktur berupa balok dan kolom dihitung secara otomatis oleh SAP2000 • Beban ceiling/plafond = 18 kg/m2 • Beban M/E = 25 kg/m2 • Beban finishing lantai keramik = 24 kg/m2 • Beban plester 2,5cm = 3 kg/m2 • Beban dinding bata ½ batu : 250 kg/m2 • Berat sendiri pelat lantai (t=12 cm) = 288 kg/m2 • Berat sendiri pelat atap (t=10 cm) = 240 kg/m2 2. Beban Hidup (LL) • Lantai 1 s/d Lantai 3 = 250 kg/m2
• Plat atap = 100 kg/m2 3. Beban Gempa (E) Mengenai respon spektrum dari analisa dinamik dan analisa statik ekuivalen sepenuhnya mengikuti Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002 dengan ketentuan lokasi bangunan adalah zone 2 (Palembang) dengan faktor keutamaan I = 1 dan factor reduksi gempa R=8.5 (beton bertulang daktail) dalam arah x dan arah y. Beban angin tidak ditinjau, karena tidak menentukan dibandingkan dengan beban gempa.
2. Prosedur Perencanaan Struktur Atas Pada tahap awal dari perencanaan, semua elemen struktur atas ditentukan terlebih dahulu. Kemudian hasil ini dianalisa sehingga seluruh komponen struktur diharapkan dapat mencapai hasil perencanaan yang efisien. 2.1 Pelat Lantai Analisa pelat lantai beton bertulang biasa dihitung menurut ketentuan-ketentuan yang berlaku dalam PBI 71 NI-2 yaitu pelat yang memikul beban dalam satu arah (two way slab, arah x dan y). Penulangan pelat dihitung berdasarkan kekuatan batas. 2.2 Balok-balok Lantai dan Kolom Balok-balok induk (balok portal) dan balok-balok anak dianalisa secara 3 dimensi baik terhadap beban vertikal maupun terhadap beban lateral (beban gempa) dengan mempergunakan program SAP2000 versi 7.4. Untuk penulangan lentur dipergunakan program Concrete Design yang ada dalam SAP2000 versi 7.4 dengan menyesuaikan faktor reduksi kekuatan dan kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI 03-2847-2002. Program SAP2000 versi 7.4 secara langsung dapat mengolah gaya-gaya yang terjadi pada elemen bangunan menghasilkan luas tulangan lentur, geser, torsi yang diperlukan dan sekaligus dapat diketahui kombinasi beban mana yang paling dominan. Faktor reduksi kekuatan yang dimaksud adalah: Phi_bending = 0,8 Phi_tension = 0,8 Phi_compression(Tied) = 0,65 Phi_compression(Spiral) = 0,7 Phi_shear = 0,75
Kombinasi beban yang dimaksud adalah: 1. U = 1.2 DL + 1.6 LL 2. U = 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 (± 1.0 Ex ± 0.3 Ey) 3. U = 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 (± 0.3 Ex ± 1.0 Ey) Untuk penulangan kolom selain data-data yang telah disebutkan di atas juga dibutuhkan data-data konfigurasi tulangan pada masing-masing penampang kolom. Jadi pilihan penulangan untuk kolom adalah “Check” yaitu dengan konfigurasi tulangan yang ada dianalisa terhadap gaya-gaya dalam dan kombinasi pembebanan. Hasil analisa untuk penulangan kolom adalah rasio antara gaya-gaya yang terjadi dengan kapasitas dari kolom dan konfigurasi tulangan secara 3 dimensi. 2.3 Beban gempa nominal statik ekuivalen 2.3.1 Struktur gedung beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan gempanominal akibat pengaruh Gempa Rencana dalam arah masing-masing sumbu utama denah struktur tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekuivalen. 2.3.2 Apabila kategori gedung memiliki Faktor Keutamaan I dan strukturnya untuk suatu arah sumbu utama denah struktur dan sekaligus arah pembebanan Gempa Rencana memiliki faktor reduksi gempa R dan waktu getar alami fundamental T1, maka beban geser dasar nominal statik ekuivalen V yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan :
di mana C1 adalah nilai Faktor Respons Gempa yang didapat dari Spektrum Respons Gempa Rencana menurut Gambar 2 untuk waktu getar alami fundamental T1, sedangkan Wt adalah berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai. 2.3.3 Beban geser dasar nominal V harus dibagikan Sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan :
di mana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai, zi adalah ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral, sedangkan n adalah nomor lantai tingkat paling atas. 2.4 Analisis statik ekuivalen Mengingat pada struktur gedung beraturan pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana dapat ditampilkan sebagai beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai-lantai tingkat, maka pengaruh beban-beban gempa nominal statik ekuivalen tersebut dapat dianalisis dengan metoda analisis statik 3 dimensi biasa yang dalam hal ini disebut analisis statik ekuivalen 3 dimensi. 3. Prosedur Perencanaan Struktur Bawah Dari perhitungan dan analisa akibat beban tetap dan sementara diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada setiap pondasi. Semua pondasi pelat setempat dianalisa/diperiksa terhadap semua keadaan pembebanan tersebut di atas. Hasil dari analisa secara keseluruhan memperlihatkan bahwa seluruh hasil perhitungan sesuai dengan batas-batas perencanaan.
II. PERHITUNGAN STRUKTUR ATAS II.1. MODEL STRUKTUR 3D Pemodelan Struktur a.Struktur dimodelkan dalam 3 dimensi dengan menggunakan elemen kolom dan balok Ukuran arah-x =4m+4m+4m+4m=16m Ukuran arah-y=1,5m+4m+4m+4m=13,5m Ukuran arah-z=4m+4m+4m=12m b. Kolom dianggap terjepit penuh pada bagian bawah, dengan memberikan balok sloof yg menghubungkan kolom-kolom bagian bawah c. Beban-beban gravitasi (beban mati dan beban hidup) disalurkan dari pelat ke balok, kemudian didistribusikan ke kolom d. Struktur dan komponen struktur direncanakan hingga semua penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor sesuai dg aturan
DENAH (XY-PLANE)
TAMPAK DEPAN (XZ-PLANE)
TAMPAK SAMPING (YZ-PLANE)
PERSPEKTIF SUDUT (STRUKTUR+TANGGA)
PERSPEKTIF DEPAN (STRUKTUR+TANGGA)
PERSPEKTIF SAMPING (STRUKTUR+TANGGA)
II.2. BEBAN GRAVITASI
BEBAN GRAVITASI PORTAL BIDANG YZ
BEBAN GRAVITASI PORTAL BIDANG XZ
PERSPEKTIF BEBAN GRAVITASI
II.3. BEBAN GEMPA
BEBAN GEMPA ARAH X- PER PORTAL BIDANG XZ
BEBAN GEMPA ARAH Y- PER PORTAL BIDANG YZ
II.4. INPUT DATA SAP2000
DATA INPUT TERLAMPIR II.5. PENULANGAN BALOK & KOLOM TABEL JUMLAH TULANGAN
DATA OUTPUT CONCRETE DESIGN TERLAMPIR
TABEL HASIL PERHITUNGAN PENULANGAN
PENULANGAN BALOK DAN KOLOM (BIDANG YZ)
PENULANGAN BALOK DAN KOLOM (BIDANG XZ)
III. PERHITUNGAN STRUKTUR SEKUNDER III.1. PERHITUNGAN PELAT 4mX4m
Momen max pelat lantai (Mx-tm)
Momen max pelat lantai (My-tm)
III.2. PERHITUNGAN TANGGA
Momen max tangga (Mx-tm)
Momen max tangga (My-tm)
IV. PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH/PONDASI IV.1. PERHITUNGAN PONDASI PLAT SETEMPAT UKURAN 1,25mx1,25mx0,2m Pmax = 49,64ton +13,96ton = 63,6ton
Pemodelan pelat pondasi setempat UKURAN 1,25mx1,25mx0,2m
Momen max pelat pondasi setempat UKURAN 1,25mx1,25mx0,2m (tm)
IV.2. PERHITUNGAN PONDASI PLAT SETEMPAT UKURAN 1,25mx2,75mx0,2m P1max = 32,275ton +8,893ton = 41.168ton P2max = 20,858ton +2,729ton = 23.587ton
Pemodelan pelat pondasi setempat UKURAN 1,25mx2,75mx0,2m
Momen max pelat pondasi setempat UKURAN 1,25mx2,75mx0,2m (Mx-tm)
Momen max pelat pondasi setempat UKURAN 1,25mx2,75mx0,2m (My-tm)
UNTUK SITE MIX
USULAN METODA PERHITUNGAN INTERAKTIF STRUKTUR PONDASI DI ATAS TANAH LUNAK DENGAN MENYERTAKAN PENGARUH PENURUNAN KONSOLIDASI JANGKA PANJANG.
Oleh Yudhi Lastiasih * Indrasurya B. Mochtar ** ABSTRAK Perhitungan pondasi dangkal seperti pondasi pelat penuh ( mat foundation), pondasi sarang laba-laba dan pondasi cakar ayam di atas tanah lunak belum ada yang memasukkan unsur penurunan konsolidasi tanah dasar dalam perhitungan. Umumnya dalam perhitungan yang ada, struktur atas dan bawah dianggap terpisah. Untuk memasukkan konsolidasi jangka panjang, masalahnya adalah gedung kaku menyebabkan penurunan yang relatif merata, padahal untuk penurunan konsolidasi yang merata dibutuhkan reaksi tanah yang tidak merata. Hal ini tidak dapat dipenuhi dalam sistem perhitungan terpisah seperti yang ada selama ini. Pada uraian ini diupayakan suatu metoda perhitungan struktur yang dapat mengalami penurunan secara merata selama konsolidasi tanah berlangsung, tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan pada strukturnya. Perhitungan dilakukan dengan program khusus dengan asumsi reaksi tanah selalu menghasilkan penurunan yang merata. Dari metode ini diusulkan cara perhitungan interaksi tanah – gedung yang menyebabkan gedung dapat mengalami settlement tanpa rusak. 1.
Latar Belakang Gedung berlantai > 2 dibangun di atas tanah yang lunak jarang
yang menggunakan pondasi dangkal, umumnya dengan pondasi tiang pancang. Kalau tanah lunak > 15 m , maka penggunaan tiang pancang akan menjadi mahal. Akan tetapi banyak perencanaan tetap enggan menggunakan jenis pondasi langsung yang lebih murah, karena dibanyak kasus telah terjadi banyak masalah kerusakan pada gedungnya akibat penurunan konsolidasi tanah dasar. Jadi meskipun mahal, pondasi tiang pancang tetap menjadi alternatif utama. Pada perencanaan dengan pondasi langsung maupun tiang pancang, umumnya struktur yang direncanakan oleh para perencana dianggap ditumpu secara sempurna baik terjepit maupun tersendi. Anggapan ini menunjukkan bahwa struktur dianggap terpisah dengan pondasi (tanah), meskipun kenyataannya struktur dan pondasi (tanah) merupakan sebuah sistem struktur pondasi yang utuh yang tidak
terpisah.. Selain itu akibat beban struktur akan terjadi deformasi berupa penurunan pada tanah, dan penurunan ini akan mempengaruhi/mengubah gaya-gaya dalam pada struktur. Jadi, akibat penurunan tanah harus di-inputkan kembali dalam perhitungan gedungnya. Bila diharapkan suatu gedung berpondasi dangkal berdiri di a tas tanah lunak tanpa mengalami kerusakan yang berarti, gedung tersebut haruslah memenuhi beberapa persyaratan berikut : 1. Gedung harus cukup kaku untuk melawan perbedaan penurunan (differential settlement) sehingga hampir tidak ada differential settlement pada tanah akibat konsolidasi tanah dasar. Jadi konsolidasi tanah yang diakibatkan oleh berat gedung adalah praktis merata (uniform). 2. Gedung tersebut haruslah mengakibatkan reaksi perlawanan tanah yang tidak merata sedemikian rupa sehingga dihasilkan penurunan konsolidasi yang merata seperti pada Gambar 1.
σ δ1
δ2
δ1 = δ2 Gambar 1. Bentuk penurunan δ diatas media elastis ,penurunan merata akibat beban tak merata 3. Jumlah reaksi total tanah dasar haruslah sama dengan berat gedung. Jadi
∫ σ .dA = W = berat gedung. 4. Memenuhi toleransi differential settlement untuk bangunan beton yaitu 0.002 s/d 0.003, untuk bangunan baja yaitu 0.006 s/d 0.008.
Sampai saat ini belum pernah dicoba pendekatan di atas karena antara lain kesulitan dalam mendapatkan konfigurasi tegangan reaksi tanah yang menghasilkan penurunan konsolidasi yang merata. Hal ini karena konfigurasi tegangan yang menyebabkan penurunan konsolidasi yang merata tersebut juga sangat tergantung dari antara lain : tebal lapisan tanah yang memampat, jumlah lapisan, jenis lapisan dan parameter pemampatannya dan dimensi gedungnya. Telah dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan alat bantu program komputer untuk melihat bagaimana sistem struktur gedung yang berpondai dangkal ditinjau terhadap penurunan konsolidasi merata (Lastiasih dan Mochtar,2004).Dari penelitian tersebut diusulkan suatu metoda interaktif struktur – tanah sedemikian rupa sehingga gedung bertingkat dengan pondasi dangkal dapat dibuat mengalami penurunan yang relative merata sehingga tidak rusak selama terjadinya peristiwa konsolidasi tanah. Usulan metoda inilah yang diulas dalam makalah ini.
2. Dasar perhitungan penurunan konsolidasi
Bilamana suatu lapisan tanah yang “compressible” dan jenuh air diberi penambahan beban, penambahan beban pada awalnya akan diterima oleh air didalam pori tanah sehingga tekanan air pori akan naik secara mendadak. Kondisi tersebut menyebabkan air pori berusaha untuk mengalir keluar, dan kemudian peristiwa ini secara lambat laun disertai dengan pemampatan lapisan tanah yang terbebani. Kejadian ini disebut sebagai penurunan konsolidasi (consolidation settlement) dari tanah tersebut. Perhitungan penurunan konsolidasi secara umum melibatkan tiga persamaan utama yaitu :
1. Persamaan untuk menghitung distribusi tegangan akibat beban di permukaan tanah pada suatu lokasi tertentu di bawah muka tanah; ∆p z =
3P z3 . 2π L2 + z 2
(
)
5 2
L = x2 + z2
Dimana : P
= beban titik
Z
= kedalaman dari muka tanah ke titik yang ditinjau
X
= jarak horisontal dari beban titik ke titik yang ditinjau
2. Persamaan perhitungan konsolidasi pada tiap lapisan tanah, berdasarkan distribusi tegangan yang didapat dari persamaan pertama untuk waktu tak hingga; - Kondisi tanah terkonsolidasi normal (σ0’ = σc’)
Sc =
⎛ σ ' + ∆σ Cc × H log⎜⎜ 0 ' 1 + e0 ⎝ σ0
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
- Kondisi tanah terkonsolidasi lebih (σ0’ < σc’) Bila σ0’+∆σ < σc’ maka :
Sc =
⎛ σ ' + ∆σ Cs × H log⎜⎜ 0 ' 1 + e0 ⎝ σ0
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
Bila σ0’+∆σ > σc’ maka :
Sc =
⎛ σ ' ⎞ Cc × H ⎛ σ ' + ∆σ Cs × H log⎜⎜ c' ⎟⎟ + log⎜⎜ 0 ' 1 + e0 ⎝ σ o ⎠ 1 + e0 ⎝ σc
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
Dimana : H
= tebal lapisan lempung
E0
= angka pori awal ( initial void ratio)
Cc
= indeks kompresi ( compression index)
Cs
= indeks mengembang (swelling index)
∆σ
= besarnya tegangan akibat pembebanan di muka tanah (surcharge)
σ0’
= tegangan overburden efektif ( effective overburden pressure)
σc’
= tegangan prakonsolidasi efektif ( effective praconsolidation
pressure) 3. Persamaan untuk perhitungan kecepatan penurunan konsolidasi.
t=
Tv .H dr cv
2
Dimana : t
: waktu untuk menyelesaikan konsolidasi
Hdr
: panjang aliran rata-rata yang harus ditempuh oleh air pori selama proses konsolidasi
Tv cv
3.
: Faktor waktu : koefisien konsolidasi
Asumsi dasar yang digunakan dalam usulan metoda perhitungan interaktif struktur pondasi
1. Diatas media elastis, penurunan yang merata tidaklah dihasilkan oleh beban yang merata. Sebaliknya beban merata menghasilkan penurunan yang tidak merata.
σ δ1
δ2
δ1 = δ2
2. Supaya penurunan merata dan tidak miring gedung dibuat simetris
PB
PB = pusat berat gedung
.
O
W
= pusat bidang kontak pondasi
.
O 3. Gedung kaku tahan diferential settlement, jadi settlement dianggap merata jadi gedung mengalami penurunan sebagai berikut :
Penurunan (settlement)
σ f(σ)
w = ∫ σ .dA
4. Bisa dicari reaksi tanah sedemikain rupa dengan distribusi tegangan (σ) sehingga didapatkan w = ∫ σ .dA . Reaksi ini adalah reaksi yang menghasilkan penurunan (settlement) konsolidasi merata untuk jangka waktu tertentu. 5. Bila gedung tahan berdiri diatas pondasi pegas ekivalen berarti gedung tersebut OK. Kaku =
∆x
spring k spring bervariasi
Sehingga reaksi menjadi :
k si =
Pondasi pegas ekivalen
Gaya. per. pegas Fi = S ct S ct
t = waktu tertentu misal 20 tahun
6. Terlebih dahulu dicari daya dukung tanah yang di atas tanah tersebut akan dibangun suatu gedung, apakah tanah tersebut mampu bila di atasnya dibangun gedung dengan 1 atau 2 ataupun 3 tingkat. Apabila ternyata tanah tersebut tidak mampu ditinjau dari daya dukungnya, ada beberapa alternatif yang bisa dipergunakan yaitu : a. Dengan memperbaiki tanah tersebut terlebih dahulu b. Dengan memperlebar pondasi dari gedung tersebut c. Kombinasi dari Alternatif 1 dan 2 d. Tidak jadi membangun di atas tanah tersebut dengan pondasi dangkal.
7. Setelah diketahui daya dukung tanah mampu, mulai dicari konfigurasi pembebanan. Terlebih dahulu diasumsikan bahwa beban yang berada di atas titik berat gedung ≈ titik pusat bidang kontak pondasi dengan tanah, setelah itu dihitung besarnya tegangan yang terjadi pada lapisan dan titik yang ditinjau. 8. Dengan diketahui besarnya tegangan akibat pembebanan pada permukaan tanah maka dapat dihitung besarnya penurunan konsolidasi tiap lapisan , dan dari sinilah didapatkan total penurunan yang terjadi. Bila penurunan ini tidak sama di sembarang titik, maka proses iterasi untuk mencari pembebanan mulai dilakukan. Proses iterasinya dilakukan dengan menambah nilai P (beban di permukaan tanah) yang berada diujung-ujung dan mengurangi nilai P yang berada ditengah-tengahnya. Iterasi baru berhenti jika penurunan total yang dihasilkan pada sembarang titik besarnya sama. Toleransi untuk beda penurunan yang masih dianggap sama sebesar 0,1 inchi atau 2,5 mm 9. Setelah mendapatkan konfigurasi pembebanan yang dimaksud, yaitu yang bisa menyebabkan terjadinya penurunan yang merata di sembarang titik, maka dapat diketahui reaksi yang terjadi pada tanah. Penurunan yang disebabkan oleh konsolidasi tanah dasar ini pada tiap lapisan di sembarang titik besarnya berlainan, tetapi bila ditotal dari semua lapisan itu hasilnya sama di sembarang titik. 10. Reaksi tanah yang menghasilkan penurunan konsolidasi tanah yang merata di atas dapat dianggap sama dengan reaksi tanah yang melawan beban pondasi gedung. Jadi bila misalnya tanah diasumsikan sebagai media elastis berupa sekumplan pegas, pegas-pegas tersebut harus dibuat memiliki konstanta pegas yang tidak sama sehingga dengan penurunan yang merata ( sama), reaksi pegas (= reaksi tanah) tidaklah merata.
k si =
Fi
δi
…..(1)
Jumlah total reaksi pegas inI harus sama dengan jumlah total berat gedungnya.
∫ F .dA = W … (2) n
W = ∑ Fi i =1
n
W = ∑ δ i .k si i =1
Karena δ1 = δ2 = δ3 =…δn = δ, maka didapat n
W = δ i ∑ k si =δ i =1
n
∑k i =1
si
…(3)
Bila dikaitkan dengan umur rencana dari struktur maka δ yang dipakai sebagai acuan bukanlah δtotal yang dihasilkan dari perumusan Sctotal untuk waktu tak terhingga, melainkan
δ = U × δ total , atau
δ = U % × Sctotal ……
(4)
dimana U = derajat konsolidasi berdasarkan umur rencana gedung. 11. Kemudian harus dicek terlebih dahulu apakah daya dukung tanah mampu memenuhi atau tidak. Apabila telah memenuhi persyaratan daya dukung tanah maka gedung tersebut akan diuji kekuatannya bila diletakkan pada tanah yang dianggap sebagai media elastis yang terdiri dari sekumpulan pegas yang mempunyai konstanta pegas berlainan. 12. Dengan meletakkan gedung pada tanah yang dianggap terdiri dari sekumpulan pegas yang mempunyai konstanta pegas berlainan maka dihasilkan gaya-gaya dalam dari gedung tersebut. Setelah diketahui reaksi-reaksi dari gedung
tersebut maka reaksi tersebut diterapkan pada tanah dibawahnya apakah penurunan yang terjadi masih merata atau tidak ataukah terjadi differential settlement yang masih memenuhi batasan differential settlement untuk bangunan beton yaitu 0.002 s/d 0.003 setengah bentang bangunan dan untuk bangunan baja yaitu 0.006 s/d 0.008 13. Apabila penurunannya merata maka sampai umur rencana gedung tersebut tidak akan mengalami retak dan apabila penurunannya tidak merata maka gedung tersebut akan mengalami retak sehingga perlu diubah dimensi dari bagian struktur gedung tersebut hingga mampu menerima reaksi tersebut hingga umur yang direncanakan. Kontrol retak yang dilakukan berdasarkan Pedoman ACI yang menentukan bahwa z tidak melampaui 175 kip/inchi (30.6 MN/m) untuk konstruksi yang terlindung dan z tidak melampaui batas 145 kip/inchi (25.4 MN/m) untuk konstruksi yang dihujan-anginkan. Dimana z dapat dicari dari persamaan
z = fs × 3 dc × A =
w Cβ h
….(5)
4. Analisa
Dengan menggunakan metoda perhitungan interaktif struktur pondasi di atas tanah lunak yang menyertakan pengaruh penurunan konsolidasi jangka panjang dicoba diterapkan pada struktur dengan lebar bangunan 12 m, jarak kolom 3 m dan jumlah tingkat 1 seperti terlihat pada Gambar 2. Struktur ini dicoba dengan metode yang diusulkan pada penulisan kali ini dan juga dengan metode konvensional. Diharapkan dengan membandingkan kedua metode ini, maka dapat kita ketahui besarnya settlement dan momen yang terjadi pada struktur tersebut. Sehingga bisa direncanakan gedung yang memperhatikan settlement yang terjadi.
5
6
5
3
4
3
4
1
2
1
2
(a) Konvensional
6
(b) Elastis
Gambar 2. Pemodelan struktur Setelah diadakan perhitungan dengan kedua metoda maka didapatkan hasil sbb : Momen yang terjadi pada balok dapat dilihat pada Tabel 1. - Konvesional adalah metoda yang tidak memasukkan penurunan pada perhitungan strukturnya. - Elastis adalah metoda yang memasukkan penurunan ( settlement) pada perhitungan strukturnya. Tabel 1 No 1 2 3 4 5 6
Konvensional Mtump.ki Mlap. Mtump.ka 0.352 0.1975 0.3946 0.3808 0.1902 0.3804 1.6247 1.2894 2.2651 2.1844 1.0681 2.1441 0.9665 0.926 1.4687 1.4315 0.7093 1.4297
Mtump.ki 1.3152 6.1899 2.855 3.044 2.1656 1.6771
Elastis Mlap. Mtump.ka 5.2917 8.0209 2.5017 6.3826 1.5074 0.7593 1.3164 0.9515 0.9235 0.4409 1.0637 0.5458
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa perhitungan konvensional menghasilkan momen yang lebih kecil daripada perhitungan dengan metode yang diusulkan ini. Dari hasil tersebut dapat ditarik benang merah kenapa terjadi kerusakan dalam bentuk retak-retak pada dinding, balok dan kolom. Dengan melihat bahwa momen yang sesungguhnya terjadi jauh lebih besar apabila kita memperhitungkan settlement yang
ada daripada momen yang dihasilkan dari metoda tanpa memperhitungkan settlement. Oleh karena itulah mengapa sering terjadi kerusakan berupa retak-retak pada bangunan yang dibangun di atas tanah lempung lunak. Pada perhitungan konvensional dihasilkan penurunan yang tidak merata pada tiap – tiap titik yang ditinjau melainkan semakin besar penurunan yang terjadi pada setengah bentang bangunan. Sedangkan pada metode elastis penurunan yang dihasilkan cenderung merata karena reaksi yang terjadi pada tanah tidak merata . Hal ini dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Penurunan pada struktur dengan metode elastis No Titik 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Reaksi pada tanah 7.38713 6.51625 6.29995 6.26056 6.26055 6.26054 6.26053 6.26054 6.26055 6.26056 6.29995 6.51625 7.38713
Sc (m) pada Metoda Elastis 0.2270 0.2287 0.2323 0.2366 0.2382 0.2396 0.2407 0.2390 0.2383 0.2366 0.2323 0.2287 0.2270
5. Kesimpulan
Dari uraian-uraian yang telah dikemukakan, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Kalau gedungnya kaku sehingga penurunan relative merata maka reaksi media elastis yang terjadi tidak merata, inilah yang membedakan dengan perhitungan metode konvensional dimana reaksi pada tanah merata sehingga menghasilkan penurunan yang tidak merata.
2. Gedung bertingkat berpondasi dangkal yang dibangun diatas tanah yang compressible tidak boleh dihitung dengan metode konvensional, perhitungan struktur harus memperhitungkan interaksi tanah struktur , karena momen yang terjadi sesungguhnya jauh lebih besar.
DAFTAR PUSTAKA ACI Committee 336 (1988). "Suggested analysis and design procedures for combined footings and mats", ACI Structural Journal, American Concrete Institute, Detroit, Mich. U.S.A., Vol. 85,No. 3, pp. 304-324. ACI Committee 336 (1989). Closure to "Suggested analysis and design procedures for combined footings and mats", ACI Structural Journal, American Concrete Institute, Detroit, Mich. U.S.A.,Vol. 86, No. 1, pp. 113-116.
Al-Shamrani, M. A. and Al-Mashary, F. A. (1999), “Development of A Computer Program for Study of Soil-Structure Interaction,” Final Report for Project No. R-7416, Research Center, College of Engineering, King Saud University, Riyadh Saudi Arabia. Arif,Musta’in, 2003,” Studi Pengaruh Penurunan Konsolidasi Tanah Dasar terhadap Gedung Berpondasi Dangkal”, Thesis Pasca Sarjana Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS. Bowles, J.E. (1996) ,”Foundation Analysis and Design”,5thÉdition, McGraw-Hill, 1175 p. Buisman, A. S. K. (1936). “Results of Long Duration Settlement Tests,“ Proceedings, 1st International Conference on Soil Mechanics and Foundation engineering, Vol. 1, pp. 103-106. Burland, J. B., B. B. Broms and V. F. B. de Mello (1977). "Behaviour of foundations and structures", Proceedings of the Ninth International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Japanese Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tokyo, Japan, Vol. 2, pp. 495-546.
Chamecki, S. (1956). “Structural Rigidity in Calculating Settlements,” Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, Vol. 82, SM 1, pp. 1-19. Dewobroto, Wiryanto.,2003, “Aplikasi Sains dan Teknik dengan Visual Basic 6.0”, Penerbit PT. Elex Media Komputindo. Goschy, B. (1978). “Soil-Foundation-Structure Interaction,” Journal of the Structure Division, ASCE, Vol. 104, No. ST5, pp. 749-761.
Hemsley, J. A. (ed.) (2000). "Design applications of raft foundations", Thomas Telford Ltd.,London, U.K., 626 pp. Hetényi, M. (1946). "Beams on elastic foundation", The University of Michigan Press, Ann Arbor, Mich., U.S.A., 255 pp. Horvilleur, J. F. and V. Patel (1995). "Mat foundation design - a soil-structure interaction problem", Design and Performance of Mat Foundations; State-of-the-Art Review, E. J. Ulrich (ed.), American Concrete Institute, Detroit, Mich., U.S.A., pp. 51-94. King, G. J. W. and Chandrasekaran, V. S. (1974). “An Assessment of the Effects of Interaction Between a Structure and its Foundation,” Proceedings, Conference on Settlement of Structures, Cambridge,Penteck Press, London, pp.368-383. Lambe T.W and Whitman R.V: Soil Mechanics. J. Wiley & Sons,Inc., New York, 1969, 553 pp. Lee, I. K. and Harrison, H. B. (1970). “Structure and Foundation Interaction Theory,” Journal of Structure Division, ASCE, Vol. 96 No. ST2, pp. 177-197. Lee, I. K. and Brown, P. T. (1972). “Structure-Foundation Interaction Analysis,” Journal of Structure Division, ASCE, Vol. 98 No. ST11, pp. 2413-2431. Lukito,Doddy E.,1998, “Metode Perhitungan Penurunan Konsolidasi pada Segala Titik di Permukaan Tanah Dengan Menggunakan Program Komputer”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS. Lysmer, J., M. Tabatabai-Rassi, F. Jajirian, S. Vahdani, and F. Ostadan, 1981, “SASSI C A System for Analysis of Soil-Structure Interaction”, Report UCB/GT/8102. Berkeley: University of California, Lysmer, J., T. Udka, C. P. Tsai, and H. B. Seed. 1975, “FLUSH: A Computer Program for Approximate 2-D Analysis of Soil-Structure Interaction Problems”, Report EERC 75-30. Berkeley: University of California, Meyerhof, G.G. (1947). “The Settlement Analysis of Building Frames,” The Structural Engineer, Vol.25, pp. 369-409. Meyerhof, G.G. (1953). “Some Recent Foundation Research and its Application to Design,” TheStructural Engineer, Vol. 31, pp. 151-167. Miyahara, F. and Ergatoudis, J. G. (1976). “Matrix Analysis of StructureFoundation,” Journal of Structure Division, ASCE, Vol. 102, No. ST1, pp. 251-265. Mochtar,I.B.,2001,” Tinjauan Beberapa Kasus Masalah Pondasi di Lapangan (Belajar dari Pengalaman)”, Majalah TORSI, Jurusan Teknik Sipil ITS,Nopember 2001. Tavio,1998, “Analisa Pengaruh Konfigurasi Struktur dan Ketebalan Pondasi Terhadap Gaya Dalam Struktur Berdasarkan Peninjauan Interaksi Struktur-Tanah pada Gedung
Berpondasi Dangkal di Atas Tanah Sebagai Media Elastis”, Thesis Pasca Sarjana Jurusan Teknik Sipil FTS-ITS. Terzaghi, Karl, Peck, Ralph B., Mesri, Gholamreza (1996),” Soil Mechanics in Engineering Practice”, 3rd Edition, Wiley-Interscience Publication Wood, L. A. and Larnach, W. J. (1975). “The Interactive Behavior of a Soil-Structure System and its Effect on Settlements,” Proceedings of the Technical Session of a Symposium held at University of New South Wales, Australia, pp. 75-88.
PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN 5 ( LIMA ) LANTAI DENGAN PRINSIP DAKTILITAS TINGKAT DUA Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh SUYONO N.I.M : D 100 960 286 N.I.R.M : 96.6.106.03010.50286
kepada
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2004
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Perkembangan dunia ilmu pengetahuan ( science ) semakin cepat setiap waktu dan akan terus berkembang sesuai dengan kemajuan jaman. Buku merupakan sumber ilmu pengetahuan yang dapat membuat seseorang menjadi mengerti akan ilmu pengetahuan, baik itu ilmu sosial maupun ilmu alam. Memasyarakatkan budaya membaca dan memahami tentang ilmu pengetahuan merupakan tujuan dari pendidikan nasional untuk meningkatkan Sumber Daya Manusia ( SDM ) yang sudah lama digalakan oleh Pemerintah, untuk tujuan tersebut dibutuhkan adanya prasarana penunjang. Prasarana penunjang tersebut diantaranya adalah gedung perpustakaan. Kodya Surakarta merupakan suatu kota yang cukup besar dengan banyaknya penduduk yang membutuhkan suatu perpustakaan pusat kota yang menyediakan buku-buku referensi untuk pengembangan SDM setiap anggota masyarakat. Pembangunan perpustakaan pusat kota diharapkan akan dapat lebih menggugah minat masyarakat kota untuk mempelajari ilmu pengetahuan sesuai dengan minat dan bakat masing-masing. Perencanaan gedung perpustakaan pusat kota perlu mempelajari struktur organisasi suatu perpustakaan modern agar fungsi bangunan gedung tersebut memenuhi syarat untuk pengembangan dimasa yang akan datang.
B. Maksud dan Tujuan Perencana atau Ahli konstruksi yang baik ( professional engineers ), dewasa ini sangat dibutuhkan sesuai dengan keadaan negara Indonesia yang sedang giat membangun. Seorang Perencana diharapkan dapat menyesuaikan diri dengan keadaan alam dan lingkungan dimana tempatnya berada serta perkembangan teknologi.
1
2
Perkembangan ilmu pengetahuan dibidang perencanaan struktur gedung dengan bahan beton bertulang telah berkembang, ini dapat dilihat dari peraturan atau standar tata cara perencanaan struktur beton bertulang di Indonesia yang telah mengalami perbaikan dari Peraturan Beton Indonesia 1971 ( PBI-1971 ) menjadi Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung yang terbaru yaitu SK SNI T-15-1991-03. Maksud dari Tugas Akhir yang dibuat oleh Penyusun ini adalah mencari hasil perhitungan struktur dari gedung yang akan direncanakan dengan prinsip gedung tahan gempa. Perhitungan struktur gedung tersebut terdiri dari perhitungan struktur beton untuk kerangka bangunan dan perhitungan struktur baja untuk atap bangunan. Perhitungan struktur untuk kerangka ( frame ) ini menggunakan / mengacu pada Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SK-SNI T-15-1991-03, sedangkan untuk perhitungan struktur rangka atap baja (truss) mengacu pada Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia ( PPBBI-1983 ). Perincian mengenai perencanaan struktur dari gedung perpustakan tersebut dijelaskan sebagai berikut : 1. Mengetahui hasil perhitungan struktur baja untuk atap gedung, meliputi dimensi profil yang digunakan serta jumlah baut sebagai alat penyambungnya. 2. Mengetahui hasil perhitungan struktur beton untuk kerangka gedung tersebut, meliputi : a. Dimensi serta penulangan yang digunakan untuk elemen kolom sesuai dengan prinsip daktilitas tingkat 2 ( terbatas ). b. Dimensi serta penulangan yang digunakan untuk elemen balok, sesuai dengan prinsip daktilitas tingkat 2 ( terbatas ). c. Dimensi serta penulangan pelat lantai dan tangga. 3. Mengetahui dimensi serta penulangan yang digunakan untuk dinding basement dan pondasi bangunannya.
C. Ruang Lingkup Perencanaan Ruang
lingkup
permasalahan
perlu
ditentukan,
guna
membatasi
permasalan yang akan dibahas. Beberapa batasan masalah yang dipakai dalam
3
perhitungan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Perencanaan hanya pada perhitungan atap baja, perhitungan struktur beton ( pelat lantai, tangga, balok dan kolom ) dan perencanaan pondasi. 2. Lokasi gedung berada di wilayah Surakarta ( wilayah gempa 3 ). 3. Digunakan mutu beton, f’c = 30 MPa. 4. Digunakan mutu baja, f y = 320 MPa dan f y, s = 240 MPa. 5. Gedung direncanakan tahan gempa dengan prinsip daktilitas tingkat 2 / terbatas ( limited ductility ). 6. Modulus elastisitas baja tulangan, ES = 2,0 x 105 MPa. 7. Perhitungan pembebanan mengikuti Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, PPIUG-1983. 8. Perencanaan struktur rangka atap ( truss ) mengacu pada Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia, PPBBI-1983. 9. Perencanaan beton berdasarkan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SK SNI T-15-1991-03. 10. Pembagian gaya geser gempa mengikuti buku Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa Indonesia Untuk Gedung dan Rumah, SKBI-1.3.53.1987. 11. Perhitungan analisis struktur menganggap bahwa bahan elastis linear, tegangan berbanding lurus dengan regangan ( Hooke’s law ). 12. Tidak dibahas perencanaan bangunan tambahaan seperti instalasi listrik, sanitair dan plafond serta pintu dan jendela. 13. Tidak dibahas Rencana Anggaran Biaya ( R.A.B. ) bangunannya. 14. Tidak diadakan penelitian daya dukung tanah untuk lokasi gedung yang direncanakan, sehingga data teknis keadaan tanah diasumsikan sendiri oleh Penyusun.
D. Keaslian Tugas Akhir Mengenai perencanaan arsitektural gedung perpustakaan pusat kodya Surakarta telah dibuat oleh Setiawan, W. ( 2000 ) dalam Tugas Akhir Teknik Arsitektur Universitas Muhammadiyah Surakarta. Perencanaan arsitektur yang telah dibuatnya merupakan perpustakaan umum yang dikoordinasi oleh
4
Pemerintah Kodya Surakarta dan sebagai Pelaksana dikendalikan oleh pihak Universitas Muhammadiyah Surakarta. Gedung perpustakaan yang telah direncanakan mempunyai bentuk yang tidak beraturan / a-simetris, mempunyai jumlah lantai utama ada 3 dengan 1 lantai tambahan. Penyusun dalam kesempatan ini mengadakan perubahan dalam bentuk maupun tata ruang, diusahakan sedapat mungkin simetris sesuai dengan prinsip gedung tahan gempa. Perencanaan elemen struktural gedung perpustakaan yang sedang direncanakan ini belum pernah dilakukan oleh Perencana lain.
Perancangan Balok Beton Bertulang dengan SAP20001 Wiryanto Dewobroto (http://sipil-uph.tripod.com) 2 Makalah ini membahas detail langkah-langkah perancangan balok beton bertulang dengan SAP2000 , sekaligus perbandingan desain dengan secara manual pada problem yang sama. Terbukti dengan merubah parameter faktor reduksi kekuatan maka hasil program sesuai dengan Code Indonesia (SK SNI T-15-1991-03). Perancangan struktur tahan gempa yang mensyaratkan daktailitas secara khusus telah ditetapkan sebagai nilai default pada perancangan rangka beton bertulang, sehingga untuk struktur rangka biasa (beban gravitasi) maka fasilitas default tersebut perlu dinon-aktifkan, jika tidak maka hasilnya tidak ekonomis (boros).
Pendahuluan Program komputer rekayasa (SAP2000, GT-Strudl, ANSYS, dll) berbeda dengan program komputer umum (EXCEL, AutoCAD, Words, dll) , karena pengguna dituntut untuk memahami latar belakang metoda maupun batasan dari program tersebut. Developer program secara tegas menyatakan tidak mau bertanggung jawab untuk setiap kesalahan yang timbul dari pemakaian program. Umumnya manual yang melengkapi program cukup lengkap , bahkan terlalu lengkap (baca: sangat tebal) sedangkan semakin hari program yang dibuat menjadi semakin mudah digunakan tanpa harus membaca manual maka mempelajari secara mendalam materi manual program sering terabaikan. Oleh karena itu dengan disajikannya contoh penyelesaian program dan hitungan manual pembanding yang detail tetapi ringkas tentu sangat berguna. Desain Penampang dengan SAP2000 Program SAP2000 menyediakan fitur dan modul terintegrasi yang lengkap untuk desain struktur baja dan beton bertulang. Pengguna diberi kemudahan untuk membuat, menganalisis, dan memodifikasi model struktur yang direncanakan dengan memakai user interface yang sama. Dalam lingkungan pemakaian yang interaktif maka dapat dievalusi penampang struktur berdasarkan design-code internasional seperti: U.S.A (ACI 1999, AASHTO 1997), Canadian (CSA 1994), British (BSI 1989), European (CEN 1992), dan New Zealand (NZS 3101-95). Fasilitas perancangan berdasarkan design-code yang baku ternyata tidak terlalu kaku karena pengguna mempunyai peluang untuk merubah parameter-parameter tertentu untuk disesuaikan dengan peraturan perencanaan lokal. Sebagai contoh, telah diketahui bahwa peraturan perencanaan beton yang digunakan di Indonesia merupakan derivasi dari ACI 1989 sehingga dengan sedikit penyesuaian ,
1
Jurnal Teknik Sipil - UPH, Vol.1 No.2 Juli 2005.
2
Dosen tetap pada mata kuliah Komputer Rekaya Struktur dan Struktur Beton, di Jurusan Teknik Sipil , Universitas Pelita Harapan, Lippo Karawaci, Tangerang
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
1
SAP2000 dapat digunakan untuk perancangan struktur beton bertulang berdasar peraturan Indonesia (SK SNI T-15-1991-03). Identifikasi elemen Beam dan Kolom Program SAP2000 adalah program analisa struktur yang didasarkan dari metode elemen hingga , dalam hal tersebut struktur balok atau kolom diidealisaikan sebagai elemen FRAME. Tetapi dalam desain, penampang balok memerlukan tahapan yang berbeda dari penampang kolom sehingga pada saat pemasukan data untuk frame section perlu informasi khusus apakah penampang tersebut digolongkan sebagai balok atau sebagai kolom. Catatan : elemen balok jika hanya menerima lentur dan geser, sedangkan kolom adalah balok yang menerima gaya aksial yang signifikan, yaitu jika gaya aksial ultimate >> 0.1f’c Ag (ACI 10.3.3) Menu di samping dapat diakses dari : Define – Frame Sections – Modify/Show Sections – Reinforcement.
Gambar 1. Identifasi Desain
Menu sama juga dipakai pada waktu mendefinisikan lokasi tulangan pada penampang. Bentuk penampang yang dapat digunakan untuk desain beton bertulang terbatas hanya pada bentuk Rectangular Section, Tee Section , atau Circle Section untuk kolom.
Perancangan Balok Beton Bertulang Asumsi Desain Program SAP2000 akan menghitung dan melaporkan luas tulangan baja perlu untuk lentur dan geser berdasarkan harga momen dan geser maksimum dari kombinasi beban dan juga kriteria-kriteria perencanaan lain yang ditetapkan untuk setiap Code yang diikuti. Tulangan yang diperlukan tadi akan dihitung berdasarkan titik-titik yang dapat dispesifikasikan dalam setiap panjang element. Semua balok hanya dirancang terhadap momen lentur dan geser pada sumbu mayor saja, sedangkan dalam arah minor balok dianggap menyatu dengan lantai sehingga tidak dihitung. Jika dalam kenyataannya perlu perancangan lentur dalam arah minor (penampang bi-aksial) maka perencana harus menghitung tersendiri, termasuk jika timbul torsi. Dalam mendesain tulangan lentur sumbu mayor, tahapan yang dilakukan adalah mencari momen terfaktor maksimum (untuk kombinasi beban lebih dari satu) dan menghitung kebutuhan tulangan lenturnya. Penampang balok didesain terhadap momen positif Mu+ dan momen negatif Mu- maksimum dari hasil momen terfaktor envelopes yang diperoleh dari semua kombinasi pembebanan yang ada. Momen negatif pada balok menghasilkan tulangan atas, dalam kasus tersebut maka balok selalu dianggap sebagai penampang persegi. Momen positif balok menghasilkan tulangan bawah, dalam hal tersebut balok dapat direncanakan sebagai penampang persegi atau penampang balok-T.
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
2
Untuk perencanaan tulangan lentur, pertama-tama balok dianggap sebagai penampang tulangan tunggal, jika penampang tidak mencukupi maka tulangan desak ditambahkan sampai pada batas tertentu. Dalam perancangan tulangan geser , tahapannya meliputi perhitungan gaya geser yang dapat ditahan beton Vc, kemudian menghitung nilai Vs yaitu gaya geser yang harus dipikul oleh tulangan baja dan selanjutnya jumlah tulangan geser (sengkang) dapat ditampilkan. Perencanaan struktur tahan gempa memerlukan persyaratan tertentu dan hal tersebut tetap dapat dilakukan SAP2000 jika memakai Code ACI, Canadian, atau New Zealand. Tahapan Desain Perancangan balok lentur dibagi dalam tahapan-tahapan sebagai berikut : •
Menentukan Momen Terfaktor Maksimum Momen terfaktor maksimum untuk tulangan lentur maupun gaya geser terfaktor untuk sengkang / tulangan geser diperoleh dari berbagai kombinasi pembebanan (Load Combination) dari hasil kombinasi Load Case yang dikalikan dengan faktor beban sesuai dengan peraturan perencanaan yang digunakan.
Gambar 2. Menu Kombinasi Beban
Menu di samping dapat diakses dari : Define – Load Combination – Add New Combo. Agar dapat dikombinasi, jangan lupa mendefinisikan terlebih dahulu Load Case dengan cara : Define – Static Load Case – Add New Load.
Gambar 3. Mendefinisikan LOAD CASE
•
Menentukan Jumlah Tulangan Lentur Perlu. Bentuk penampang yang dapat digunakan dalam proses desain ini adalah penampang kotak (Rectangular Section) untuk momen negatif dan momen positip serta penampang T (Tee Section) untuk momen positip saja. Pada penampang T yang menerima momen negatif maka bagian sayapnya diabaikan dan dianggap sebagai penampang kotak.
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
3
Gambar 4. Mendefinisikan Penampang Balok T
Menu diatas dapat diakses dari : Define – Frame Sections – Add Tee. Untuk penampang kotak maupun lingkaran cara mendefinisikan sama hanya pilihan terakhirnya adalah Add Rectangular dan Add Circle. Informasi data untuk penulangan pada kotak dialog di atas akan ditampilkan dipojok kiri bawah jika material yang dipilih adalah CONC (concrete) . Data material untuk concrete secara default sudah disediakan oleh program, tetapi tentu saja perlu disesuaikan dengan mutu beton / baja tulangan yang digunakan, untuk itu digunakan menu : Define – Material – CONC – Modify / Show Material.
Gambar 5. Menetapkan Data Material Untuk Desain
Catatan : jangan lupa Satuan Unit yang digunakan, yang terlihat pada bagian pojok kanan bawah dari tampilan program SAP2000. Selanjutnya penampang dihitung sebagai penampang tulangan tunggal, tetapi jika ternyata tidak mencukupi (over-reinforced section) maka program akan mencoba menambahkan tulangan tekan dan mendesain ulang sebagai penampang tulangan rangkap. Karena peraturan di Indonesia (SK SNI T-15-1991-03) mengacu peraturan Amerika (ACI 318-89) maka detail perhitungan yang dilakukan program mirip dengan perencanaan umum yang berlaku di Indonesia. Meskipun demikian tentu saja ada perbedaan yaitu pada faktor beban (dapat dirubah pada saat memasukkan beban kombinasi) dan faktor reduksi kekuatan harus disesuaikan .
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
4
Faktor reduksi kekuatan dapat diubah melalui menu : Option – Preferences – Concrete – Strength Reduction Factor seperti berikut:
Gambar 6. Parameter ACI 318-99
Selanjutnya untuk memahami perencanaan balok lentur dengan SAP2000 terlebih dahulu akan disajikan contoh perhitungan cara manual dari balok kantilever secara lengkap sampai dengan gambar penulangan, pada cara manual tersebut disajikan juga rumusan yang digunakan yang prinsip kerjanya sama dengan yang ada pada program. Kemudian pada tahap berikutnya disajikan tahapan perancangan dengan program SAP2000 secara detail dan hasilnya juga disajikan sehingga dapat diperoleh gambaran dan pemahaman yang jelas. Contoh Hitungan Manual Balok Balok kantilever bentang 3.5 m mempnyai penampang berbentuk persegi, yang memikul beban merata dan beban terpusat terfaktor (dianggap berat sendiri sudah termasuk dalam spesifikasi beban yang diberikan). Jika digunakan mutu beton f’c 28 MPa dan mutu baja tulangan fy 400 MPa (lentur) dan fy 240 MPa (sengkang), desain penulangan menurut SK SNI T-15 1991-03. Jawab : 1. Dari analisa struktur dapat diperoleh momen dan gaya geser rencana seperti pada gambar berikut:
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
5
1.5 m
2.0 m
Pu = 50 kN
Pu = 50 kN
q u =10 kN/m
d = 437.5 mm
b=350 50
70 120 131 kN
135 311.25
Vu (kN)
500
d = 437.5
254 212.81
Konfigurasi Balok (Estimasi Awal)
120 M u (kN.m) 0.75 m
Gambar 7. Pembebanan Kantilever dan Gaya Rencana
2. Hitung tulangan lentur yang diperlukan : (x = 0.0 adalah tumpuan kiri) x (m)
b d Mu (mm) (mm) (kN.m)
0.000 0.750 350
ρmin
ρ
Q
ρmaks
311.25 0.35260 0.01693 437.5 212.81 0.24108 0.01093 0.0035 0.02276
1.500
120.00 0.13594 0.00589
As (mm2)
dipasang
2592 7D22 1674 5D22 902 3D22
Catatan: ⎛ 1.7 ⎞ M u Q=⎜ ' ⎟ ⎜ f ⎟ φ bd 2 ⎝ c ⎠
ρ=
φ = 0.8 (lentur menurut SK SNI T-15 1991)
f c' ⎡ 0.85 − 0.852 − Q ⎤ ⎥⎦ f y ⎢⎣
ρ min =
1.4 fy
ρ maks = β1
f c' fy
⎛ 382.5 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ 600 + f y ⎟ ⎝ ⎠
As = ρ b d
3. Hitung φVc dengan memasukkan pengaruh momen : ρw =
As 7 * 380 = = 0.01737 b w d 350 * 437.5
Vu d 131* 437.5 *10 −3 = = 0.226 ≤ 1.0 Mu 254 ⎡ V d⎤ b d Vc = ⎢ f c' + 120 ρ w u ⎥ w ≤ 0.3 f c' b w d Mu ⎦ 7 ⎣ Vc =
1 7
[ 28 + 120 * 0.01737 * 0.226]b
wd
≤ 0.3 28 b w d
Vc = 0.823 b w d ≤ 1.587 b w d
∴ Vc = 0.823 b w d = 126 *103 N = 126 kN
Jika pengaruh momen tidak dimasukkan, maka : Vc = 16 f c' b w d = 0.882 b w d
ternyata momen mengurangi kemampuan beton untuk menahan geser (dalam desain tetap dipakai yang terkecil Æ konservatif). 4. Hitung gaya geser maksimum penampang tanpa sengkang. Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
6
1 φ 2
Vc = 12 * 0.6 *126 = 37.8 kN
Catatan : φ = 0.6 (geser menurut SK SNI T-15 1991) 5. Gambarkan lokasi sengkang berdasarkan bidang geser yang terjadi sengkang perlu
sengkang minimum
1500
2000 ½ φ Vc φ Vc
φ Vs
= 37.8 kN = 75 kN
135 131 kN d=437.5
6. Hitung sengkang minimum : pakai s = 200 mm << 0.5 d = 218.75 mm << 600 mm A v min b w 350 2 = = = 0.49 mm mm s 3 f y 3 * 240
pakai ∅ 8 Æ Av = 100 mm2 Æ maka s ≤ 100 0.49 = 204 mm pakai sengkang minimum ∅ 8 @ 200 7. Hitung kebutuhan sengkang: Vs =
Vu
φ
− Vc = 93 kN
<<< Vc = 13 f c' b w d = 270 kN Æ smaks = 0.5d
Av V 93 *103 2 = s = = 0.886 mm mm s f y d 240 * 437.5
Jika dipakai sengkang tulangan ∅ 10 Æ Av = 157 mm2 , maka maka s ≤ 157 0.886 = 177 mm pakai ∅ 10 @ 150 ld
sengkang Ø10@ 150 750
A
sengkang Ø8@ 200
750
B
2000
C
350
350
350
7D22
5D22
3D22
3D22
3D22
3D22
500
Ø10 @ 150
Ø10 @ 150
Ø8 @ 200
Potongan A
Potongan B
Potongan C
Gambar 8. Tampak Samping dan Potongan Balok Hasil Perancangan
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
7
Contoh Hitungan Komputer Balok Balok kantilever bentang 3.5 m mempnyai penampang berbentuk persegi, yang memikul beban merata dan beban terpusat terfaktor (dianggap berat sendiri sudah termasuk dalam spesifikasi beban yang diberikan). Jika digunakan mutu beton f’c 28 MPa dan mutu baja tulangan fy 400 MPa (lentur) dan fy 240 MPa (sengkang), desain penulangan menurut SK SNI T-15 1991-03 dengan bantuan program SAP2000. 1.5 m
b=350
2.0 m
Pu = 50 kN
q u =10 kN/m
Pu = 50 kN 500
d = 437.5 d = 437.5 mm
Konfigurasi Balok (Estimasi Awal)
Gambar 9. Balok Kantilever yang di Desain
Jawab : 1. Aktifkan program SAP2000, tetapkan Unit Satuan, yaitu kN-m. 2. Susun geometri, misalnya dengan template yang telah disediakan dan dimodifikasi sesuai dengan model yang diinginkan, caranya : a) Dari menu : File – New Model from Template dan klik gambar balok menerus (Beam). b) Kemudian dari template yang ada dipilih yang paling mendekati misalnya adalah template Beam untuk balok menerus. Data di atas diberikan karena secara default program akan menempatkan sumbu (0,0) tengah-tengah balok yang dihasilkan dan sebenarnya yang diperlukan adalah agar diberikan garis bantu pada layar (grid-lines) yang sesuai dengan dimensi model. c) Balok pada hasil template dihapus saja, kemudian grid-lines dimodifikasi sesuai ukuran yang diharapkan , caranya: Draw – Edit Grid atau klik double grid-lines, sehingga keluar menu :
Dari menu yang ditampilkan maka grid-lines x= - 3.5 dihapus dan ditambahkan grid-lines baru yaitu x = 0.75 serta x=1.5.
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
8
d) Dengan grid-lines yang baru tersebut maka akan lebih mudah untuk menggambar model struktur sebagai berikut : 1.50 P u = 50 kN
2.00 q =10 kN/m
P u = 50 kN
u
0.75
3. Melengkapi data geometri dengan data material dan penampang, karena unit satuan yang digunakan kN-m sedangkan parameter material dalam MPa maka dalam memasukkan parameter tersebut unit satuannya diubah terlebih dahulu dengan N-mm. a) Dari menu: Define – Materials – CONC – Modify / Show Material , parameter untuk mutu beton dan tulangan dimasukkan.
b) Dari menu: Define – Frame Sections – Add Rectangular , parameter dimensi untuk penampang kotak dimasukkan.
c) Selanjutnya type desain (balok atau kolom) serta penempatan tulangan pada penampang beton tersebut dimasukkan dengan meng-klik tombol Reinforcement pada menu diatas sehingga kotak dialog Reinforcement Data ditampilkan : Data mengenai Reinforcement Overrides for Ductile Beams adalah yang berkaitan dengan perencanaan struktur tahan gempa, oleh karena balok yang direncanakan adalah balok biasa maka data diatas dapat diabaikan (dibiarkan bernilai nol).
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
9
4. Susun data pembebanan. Beban yang diberikan dalam problem perencanaan di atas sudah dalam bentuk beban terfaktor, selain itu berat sendiri sudah dimasukkan dalam parameter beban yang diberikan , maka : a) Load Case ditetapkan melalui menu : Define – Static Load Case . Parameter Self Weight Multiplier yang sebelumnya bernilai 1 (default) diubah menjadi 0. Hal tersebut menunjukkan bahwa berat sendiri tidak dimasukkan pada Load Case bernama LOAD1. Type beban (misal DEAD pada gambar di atas) tidak berpengaruh sehingga tidak perlu diubah. b) Beban merata dimasukkan dalam elemen balok melalui : Assign – Frame Static Load – Point and Uniform , jangan lupa sebelum mengakses menu maka unit satuan harus diubah dulu agar sesuai dengan spesifikasi perencanaan, selain itu element balok yang akan diberi beban harus dipilih / ditandai terlebih dulu dengan mouse. Catatan : alternatif lain , gunakan
c) Beban terpusat dimasukkan dalam nodal, setelah ditandai (select) dengan mouse maka beban dapat dimasukkan melalui : Assign – Joint Static Load – Forces , Catatan : alternatif lain , gunakan
d) Tahap akhir dari pembebanan adalah mendefinisikan kombinasi pembebanan yang akan dipakai dalam perencanaan penampang. Karena Load Case hanya satu (LOAD1) dan sudah terfaktor maka sebenarnya tidak ada yang bisa dikombinasikan, meskipun demikian tetap perlu didefinisikan terlebih dahulu, caranya : Define– Load Combination – Add New Combo , hingga tampil kotak dialog seperti pada gambar berikut.
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
10
e) Selanjutnya beban-beban untuk setiap Load Case yang diberikan pada elemen batang maupun pada titik nodal dapat ditampilkan pada layar komputer untuk keperluan check ulang melalui : Display – Show Loads – Frames . Hal tersebut penting karena kadang-kadang tidak secara sengaja beban dapat terdefinisikan ulang dan keadaan tersebut hanya dapat diketahui jika dibandingkan antara nilai yang tercantum pada layar dengan catatan manual yang ada.
Tabulasi pembebanan pada joint
Cara lain checking beban-beban dapat juga dilakukan melalui : Display – Show Input Tables – Loading Data sehingga akan ditampilkan kotak dialog Display Tabulasi pembebanan pada elemen Loading Options yang akan batang menampilkan option pembebanan apa yang dapat ditampilkan dalam bentuk tabulasi. Khusus untuk kasus perencanaan ini maka data beban yang dapat ditampilkan adalah Joint Forces dan Frame Span Distributed Loads seperti gambar diatas. 5. Analisa Struktur Balok Kantilever. Jika geometri , material , penampang dan pembebanan sudah diberikan maka selanjutnya dapat dilakukan analisa struktur untuk mengetahui deformasi, gaya-momen pada batang serta reaksi tumpuan yang terjadi. Analisa struktur dilakukan melalui menu: Analyze – Run . Catatan : alternatif lain , gunakan tombol
Gambar 10. Diagram Gaya Geser dan Bending Moment
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
11
6. Desain Penampang Balok Kantilever. Jika proses berjalan baik (dapat ditampilkan Diagram Gaya Geser dan Bending Moment) maka proses desain penampang dapat dimulai. a) Mengacu pada peraturan perencanaan Indonesia (SK SNI T-15 1991-03) maka Strength Reduction Factor harus disesuaikan melalui: Option – Preferences – Concrete .
b) Secara default program akan mendesain struktur beton bertulang sebagai struktur tahan gempa , yaitu dengan mengklasifikasikan struktur sebagai portal dengan kategori Intermediate atau Special, untuk portal biasa maka kategorinya Ordinary. Oleh karena itu sebelum proses desain maka kategori struktur harus dirubah terlebih dahulu, caranya pilih dahulu elemen struktur yang ada dengan mouse kemudian dari menu Design – Redefine Element Design Data sehingga muncul kotak dialog disamping. Pada bagian Element Type di aktifkan dengan memberi tanda √ , selanjutnya pilih option Sway Ordinary, dan klik OK untuk keluar dari kotak dialog tersebut. c) Selanjutnya proses desain dimulai melalui menu : Design – Start Design / Check of Structure. Sebagai hasilnya pada layar akan ditampilkan luas tulangan lentur (default) , tetapi melalui menu Design – Diplay Design Info maka informasi jumlah luas tulangan geser juga dapat dipilih . Kadang-kadang apabila unit satuan yang digunakan tidak cocok , nilai yang ditampilkan bisa terlalu kecil sehingga bila dibulatkan yang terlihat hanya nilai nol, misal luas tulangan 3000 mm2 bila dalam satuan meter menjadi 0.003 m2, sehingga bila dibulatkan dalam dua desimal akan menjadi 0.00 m2 . Oleh karena itu perhatikan UNIT SATUAN yang digunakan karena nilai yang ditampilkan adalah sesuai dengan unit satuan tersebut.
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
12
d) Hasil desain yang ditampilkan dengan cara yang sudah diuraikan adalah secara keseluruhan dari struktur tersebut, jadi jika strukturnya besar jelas informasi yang disajikan tidak berguna karena angka-angka yang ditampilkan saling bertumpuk. Pada umumnya informasi untuk setiap element batang yang cukup mendetail lebih berguna, untuk itu yang dapat dilakukan adalah: i. Pilih element batang dengan mouse ii. Klik tombol kanan mouse maka kotak dialog Concrete Design Information akan tampil Jika tombol ReDesign di-klik maka kotak dialog Element Overwrite Assignments akan ditampilkan sehingga element yang dipilih dapat didesain ulang berdasarkan element type rangka yang beda (Special, Intermediate, Ordinary dan Non-Sway) tanpa harus menganalisis ulang struktur secara keseluruhan.Jika tombol Details digunakan maka akan ditampilkan hitungan perancangan penampang pada element yang sedang dipilih secara lebih detail (lihat gambar disamping).
e) Hasil dapat dicetak ke file dan selanjutnya dapat didokumentasikan dengan lebih mudah, yaitu dengan mengakses menu : File – Print Design Tables. Tombol File Name untuk mendefinisikan nama file penampung dan direktori dimana file tersebut akan ditempatkan di hardisk.
Catatan : perlu menjadi perhatian bahwa UNIT SATUAN output yang dicetak tergantung konfigurasi yang digunakan sesaat sebelum permintaan cetak diberikan dan hal itu dapat dilihat pada informasi yang ditampilkan pada pojok kanan bawah dari program SAP2000. Untuk contoh output cetak yang ditampilkan di-set dalam satuan N-mm. ( output di bawah telah di edit seperlunya)
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
13
SAP2000 v7.40 File: KANTILEVER 6/4/04 0:10:43 M A T E R I A L MAT LABEL CONC
P R O P E R T Y
MODULUS OF ELASTICITY 20000.000
M A T E R I A L MAT LABEL CONC
POISSON'S RATIO 0.200
D E S I G N
DESIGN CODE C
C O N C R E T E SECTION LABEL BALOK
BEAM DEPTH 500.000
PAGE 1
D A T A THERMAL WEIGHT PER COEFF UNIT VOL 9.900E-06 2.356E-05
MASS PER UNIT VOL 2.401E-09
D A T A
STEEL FY
B E A M
MAT LABEL CONC
L O A D COMBO COMB1
N-mm Units
CONCRETE FC 28.000
P R O P E R T Y BEAM WIDTH 350.000
TOP COVER 62.500
REBAR FY 400.000
CONCRETE FCS 28.000
REBAR FYS 240.000
D A T A BOTTOM COVER 62.500
REBAR AT-1 0.000
REBAR AT-2 0.000
REBAR AB-1 0.000
REBAR AB-2 0.000
C O M B I N A T I O N M U L T I P L I E R S TYPE CASE FACTOR TYPE TITLE ADD COMB1 LOAD1 1.0000 STATIC(DEAD)
C O D E
P R E F E R E N C E S
Code: ACI 318-99
0.8
Phi_bending : Phi_tension : Phi_compression(Tied) : Phi_compression(Spiral): Phi_shear : C O N C R E T E FRAME ID
0.8 0.7 0.75
0.6
D E S I G N
E L E M E N T
SECTION ELEMENT FRAMING ID TYPE TYPE
3 4 5
BALOK BALOK BALOK
C O N C R E T E
BEAM SWYORDN BEAM SWYORDN BEAM SWYORDN
D E S I G N
I N F O R M A T I O N
LLRF L_ratio L_ratio FACTOR MAJOR MINOR 1.000 1.000 1.000
O U T P U T
1.000 1.000 1.000
K MAJOR
(ACI 318-99) K MINOR
1.000 1.000 1.000
(ACI 318-99)
FLEXURAL AND SHEAR DESIGN OF BEAM-TYPE ELEMENTS ELEM ID 3 3 3 3 3
SECTION ID BALOK BALOK BALOK BALOK BALOK
STATION ID 0.000 187.500 375.000 562.500 750.000
<-----------------REQUIRED REINFORCING------------------> TOP COMBO BOTTOM COMBO SHEAR COMBO 2591.885 COMB1 0.000 COMB1 0.861 COMB1 2345.603 COMB1 0.000 COMB1 0.832 COMB1 2111.245 COMB1 0.000 COMB1 0.802 COMB1 1887.650 COMB1 0.000 COMB1 0.772 COMB1 1673.848 COMB1 0.000 COMB1 0.742 COMB1
4 4 4 4 4
BALOK BALOK BALOK BALOK BALOK
0.000 187.500 375.000 562.500 750.000
1673.848 1469.015 1272.450 1083.545 901.770
COMB1 COMB1 COMB1 COMB1 COMB1
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
COMB1 COMB1 COMB1 COMB1 COMB1
0.742 0.713 0.683 0.653 0.623
COMB1 COMB1 COMB1 COMB1 COMB1
5 5 5 5 5
BALOK 0.000 BALOK 500.000 BALOK 1000.000 BALOK 1500.000 BALOK 2000.000
901.770 638.440 527.880 252.627 0.000
COMB1 COMB1 COMB1 COMB1 COMB1
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
COMB1 COMB1 COMB1 COMB1 COMB1
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
COMB1 COMB1 COMB1 COMB1 COMB1
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
14
Evaluasi Hitungan dan Kesimpulan Dengan membandingkan hasil hitungan manual dan komputer yang telah dikerjakan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Element FRAME pada SAP2000 mampu menghitung deformasi gaya geser untuk menganalis struktur balok tinggi, tetapi post-processing program untuk perancangan beton bertulang bertumpu pada formulasi balok biasa sehingga perancangan balok tinggi harus dikerjakan terpisah diluar program SAP2000. 2. Perhitungan penulangan memanjang balok terhadap lentur sama persis dengan perhitungan manual, jadi apabila sudah dilakukan penyesuaian pada Strength Reduction Factor maka program SAP2000 dapat digunakan untuk perancangan struktur beton bertulang yang mangacu pada peraturan Indonesia yaitu SK SNI T-15-1991-03. 3. Pada prinsipnya perhitungan sengkang (tulangan geser) juga mengikuti kesimpulan no.2. Adapun perbedaan yang timbul adalah : a. Gaya geser terfaktor desain tidak dihitung pada penampang kritis b. Gaya geser yang dapat ditahan oleh beton Vc memakai formulasi yang tidak melibatkan pengaruh momen lentur yang mungkin terjadi bersamaan dengan gaya geser. 4. Dalam perancangan struktur rangka beton bertulang maka program SAP2000 akan mengkategorikan sebagai struktur tahan gempa dimana dalam hal tersebut diberikan persyaratan-persyaratan yang lebih ketat dibanding struktur rangka biasa. Jadi apabila digunakan untuk perancangan struktur biasa dan tidak dilakukan penyesuaian maka hasil rangcangan akan berlebihan (boros). 5. Unit satuan yang digunakan tidak menjadi kendala bagi proses perancangan yang umumnya tergantung dari unit satuan yang digunakan. Unit satuan akan menyesuaikan diri dan selalu konsisten , tetapi agar ditampilkan secara baik maka unit satuan perlu diperhatikan, sebagai contoh : unit kN-m cocok untuk hasil analisa struktur, tetapi untuk menampilkan hasil perancangan penampang maka unit satuan yang cocok adalah N-mm. 6. Output luas tulangan geser /sengkang adalah Av / s dengan unit mm2 / mm atau unit panjang lain yang dipilih, dengan demikian jarak dan diameter sengkang harus dihitung tersendiri. Sengkang minimum harus ditetapkan tersendiri. Referensi 1. Wiryanto Dewobroto, Diktat Perkuliahan : Struktur Beton I , Jurusan Teknik Sipil , Universitas Pelita Harapan , 2003 2. E.L.Wilson, SAP2000® Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures : CONCRETE DESIGN MANUAL, Computers and Structures, Inc. Berkeley, California, USA, Version 7.40 May 2000. 3. Standar SK SNI T-15-1991-03 : Tata Cara Penghitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Yayasan LPMB, Bandung, 1991.
Perancangan Struktur Beton Bertulang dengan SAP2000
15
KATA PENGANTAR
P
edoman Teknis Rumah dan Bangunan Gedung Tahan Gempa dilengkapi dengan Metode dan Cara Perbaikan Kerusakan ini dipersiapkan oleh Panitia Teknik Standarisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan, melalui Gugus Kerja Bidang Struktur dan Konstruksi Bangunan pada Sub Panitia Teknik Standarisasi Bidang Permukiman. Pedoman Teknis ini diprakarsai oleh Direktorat Jenderal Cipta Karya - Departemen Pekerjaan Umum. Pedoman Teknis ini dimaksudkan untuk digunakan sebagai acuan bagi perencana, pelaksana dan masyarakat, dalam perencanaan dan pelaksanaaan bangunan gedung dan rumah tinggal yang disusun mengacu pada UUBG No.28/2002 tentang Bangunan Gedung; PPBG No. 36/2005 tentang Peraturan Pelaksanaan UUBG; Kepmen Kimpraswil No.403/KPTS/M/2002 tentang Rumah Sederhana Sehat (Umum, Rumah Tembok, Rumah Setengah Tembok, Rumah Kayu Panggung, Rumah Kayu Tidak Panggung); Lampiran Surat Keputusan Direktur Jenderal Cipta Karya No. 111/KPTS/CK/1993 tentang Pedoman Pembangunan Bangunan Tahan Gempa; Guidelines for Earthquake Resistant Non-Engineered Construction, IAEE 1986; dan Manual Perbaikan Bangunan Sederhana Yang Rusak Akibat Gempa Bumi, Boen, Teddy, 1992. Semoga buku pedoman teknis ini dapat bermanfaat bagi masyarakat dalam pelaksanaan pembangunan, rehabilitasi, dan rekonstruksi bangunan gedung dan rumah tinggal tahan gempa.
Jakarta, Juni 2006 Direktur Jenderal Cipta Karya
Ir. Agoes Widjanarko, MIP
i
DAFTAR ISI Kata Pengantar..............................................................................i Daftar Isi ....................................................................................... ii I. U M U M 1.1. Ruang Lingkup....................................................................1 1.2. Acuan Normatif ...................................................................1 1.3. Istilah dan Definisi...............................................................2 1.4. Dasar-Dasar Perencanaan .................................................4 1.5. Ketentuan Umum ...............................................................8 II. RUMAH 2.1. Rumah Konstruksi Kayu ................................................... 17 2.1.1 Rumah Kayu Dinding Papan dengan Pondasi Setempat/Umpak.................................... 17 2.1.2 Rumah Kayu Dinding Papan dengan Pondasi Menerus.................................................. 19 2.1.3 Rumah Kayu Dinding Papan dengan Pondasi Tiang....................................................... 23 2.1.4 Rumah Kayu dengan Dinding Setengah Tembok ................................................ 28 2.1.5 Rumah Kayu dengan Dinding Pasangan Tembok Penuh ................................ 39 2.2 Rumah Konstruksi Beton Bertulang .................................. 44 2.2.1 Rumah Sederhana Bertingkat dengan Dinding Tembok Penuh dengan Konstruksi dan Lantai Beton Bertulang......................................... 45 2.2.2 Rumah Bertingkat Blok Beton (Hollow Concrete Block) dengan Tulangan ......... 46 2.3 Rumah dengan Konstruksi Rangka Balok dan Kolom dari Bahan Baja ...................................................... 54 2.3.1 Hubungan Kolom dengan Pondasi....................... 55 2.3.2 Hubungan Kolom dengan Balok .......................... 56 2.3.3 Hubungan Balok dengan Pengaku....................... 57
ii
III. BANGUNAN GEDUNG 3.1 Bangunan Gedung Tidak Bertingkat dengan Rangka Kayu ...........................................................59 3.2 Bangunan Gedung Tidak Bertingkat dengan Konstruksi Rangka Balok dan Kolom dari Beton Bertulang....................................................................59 3.3 Bangunan Gedung Bertingkat dengan Konstruksi Rangka Balok dan Kolom dari Beton Bertulang....................................................................63 IV. METODE PERBAIKAN DAN KERUSAKAN 4.1 Kategori Kerusakan ..............................................................75 4.1.1 Kerusakan Ringan Non-Struktur................................75 4.1.2 Kerusakan Ringan Struktur........................................75 4.1.3 Kerusakan Struktur Tingkat Sedang..........................75 4.1.4 Kerusakan Struktur Tingkat Berat .............................76 4.1.5 Kerusakan Total ........................................................76 4.2 Jenis Perbaikan ....................................................................76 4.2.1 Perbaikan Arsitektur ..................................................76 4.2.2 Restorasi (Restoration)..............................................77 4.2.3 Perkuatan (Strengthening).........................................77 4.3 Teknik Restorasi...................................................................78 4.3.1 Teknik Restorasi pada Dinding..................................78 4.3.2 Teknik Restorasi pada Kolom....................................78 4.4 Teknik Perkuatan..................................................................78 4.4.1 Teknik Perkuatan Bangunan Tembok .......................78 4.4.2 Teknik-Teknik Perkuatan Konstruksi Beton Bertulang ........................................................80 4.5 Contoh Pelaksanaan Perbaikan...........................................82 4.5.1 Tipe Kerusakan..........................................................82 4.5.2 Sebab-Sebab Kerusakan...........................................83 4.5.3 Metode Perbaikan dan Perkuatan .............................85 Daftar Pustaka............................................................................99
UMUM
iii
BAB I UMUM 1.1 Ruang Lingkup Pedoman teknis ini mencakup dasar-dasar perencanaan dan pelaksanaan serta metode perbaikan kerusakan bangunan untuk gedung dan rumah tinggal di wilayah gempa. Pedoman ini meliputi denah bangunan, tanah dasar, pondasi bangunan, badan bangunan dan kuda-kuda rangka atap. Pedoman teknis ini memfokuskan pada pendetailan struktur pada bangunan gedung dan rumah yang menggunakan bahan kayu, beton bertulang, pasangan bata dan bahan baja. 1.2 Acuan Normatif •
SNI 03-1726-2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan.
•
SNI 03-2847-1992, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung
•
RSNI T – 02 - 2003, Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia
•
SNI 03 – 1729 - 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan.
•
SNI 03 – 6816 – 2002, Tata Cara Pendetailan Penulangan Beton Bertulang Indonesia.
1
1.3 Istilah dan Definisi a.
Rumah sederhana adalah bangunan rumah layak huni yang bagian huniannya berada langsung di atas permukaan tanah, berupa rumah tunggal, rumah kopel dan rumah deret. Harganya terjangkau oleh masyarakat berpenghasilan rendah dan sedang. Luas lantai bangunan tidak lebih dari 70 m2, yang dibangun di atas tanah dengan luas kaveling 54 m2 sampai dengan 200 m2.
b.
Rumah bertingkat adalah rumah tinggal berlantai dua (2) atau lebih, rumah susun (rusun) baik untuk golongan berpenghasilan rendah (rumah susun sederhana sewa), golongan berpenghasilan menengah (rumah susun sederhana) maupun golongan berpenghasilan atas (rumah susun mewah ≈ apartemen)
c.
Bangunan gedung sederhana adalah bangunan gedung dengan karakter sederhana serta memiliki kompleksitas dan teknologi sederhana, klasifikasi: 1) Gedung kantor yang sudah ada disain prototipenya, atau bangunan gedung kantor dengan jumlah lantai s.d. lantai 2 dengan luas sampai dengan 500m2. 2) Gedung pelayanan kesehatan: puskesmas; 3) Gedung pendidikan tingkat dasar dan/atau lanjutan dengan jumlah lantai s.d. 2 lantai.
d. Bangunan gedung bertingkat adalah bangunan gedung berlantai lebih dari 2 (dua). e. Dinding pemikul beban adalah dinding yang diperkuat dengan kerangka (frame ) dari kayu atau beton bertulang yang berfungsi sebagai pemikul beban-beban yang diakibatkan oleh beban sendiri, beban gempa atau beban angin. f.
Kerangka pemikul beban adalah kerangka baik yang dibuat dari kayu, beton bertulang dan baja yang difungsikan untuk memikul beban-beban yang diakibatkan oleh angin atau gempa. 2
g. Dinding partisi adalah dinding dari bahan pasangan maupun panel kayu atau panel bahan lainnya yang tidak digunakan sebagai pemikul beban. h. Beban gempa adalah beban gempa statik ekuivalen, yaitu yang menirukan beban gempa sesungguhnya akibat gerakan tanah. i.
Daktilitas adalah kemampuan struktur bangunan gedung untuk mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan.
j.
Perencanaan adalah penerapan cara perhitungan atau percobaan yang rasional sesuai dengan prinsip-prinsip mekanika struktur yang lazim.
k.
Kelenturan adalah kemampuan untuk mengalami lentur yang cukup besar tanpa runtuh.
l.
Ketahanan adalah kemampuan struktur untuk mengalami kerusakan berat tanpa runtuh sama sekali.
m. Perbaikan arsitektur adalah perbaikan elemen arsitektur bangunan gedung sehingga ruang dan perlengkapan/peralatan dapat berfungsi kembali. n. Restorasi adalah perbaikan pada elemen-elemen struktur penahan beban. o. Perkuatan (strenghtening) adalah perbaikan yang bertujuan untuk meningkatkan kekuatan struktur bangunan gedung.
3
1.4 Dasar-Dasar Perencanaan Perencanaan bangunan rumah dan bangunan gedung yang dimuat dalam pedoman teknis ini mempertimbangkan: a. Kondisi alam (termasuk keadaan geologi dan geofisik yang digambarkan oleh peta gempa pada Gambar 1), kondisi teknik, dan keadaan ekonomi pada suatu daerah dimana bangunan gedung dan rumah ini akan dibangun, b. Standar Nasional Indonesia (SNI) yang terkait dengan perencanaan struktur bangunan rumah dan gedung, seperti SNI-SNI yang tercantum dalam butir 1.2 Acuan Normatif dari pedoman teknis ini. c.
Kerusakan-kerusakan akibat gempa bumi yang pernah terjadi pada rumah dan gedung dari hasil penelitian yang telah dilakukan di Indonesia.
d. Sistem struktur untuk bangunan gedung dan rumah tinggal pada umumnya hanya mengunakan dua macam sistem struktur, yaitu: 1) Struktur dinding pemikul; 2) Struktur rangka pemikul yang terdiri dari struktur rangka sederhana dengan dinding pengisi untuk menahan beban lateral (beban gempa) secara bersama-sama, dan struktur rangka balok dan kolom kaku untuk menahan beban lateral (dinding pengisi tidak diperhitungkan memikul beban). Kadar kecocokan sistem struktur terhadap gempa yang dinyatakan: a. Sangat cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan mengunakan sistem struktur rangka kaku, baik menggunakan bahan beton bertulang, baja, dan kayu dengan perkuatan silang. Bangunan gedung dan rumah tinggal yang dibangun dengan sistem struktur ini memberikan karakteristik berat bangunan ringan dan memiliki daya tahan yang tinggi terhadap beban gempa. 4
b. Cukup cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan mengunakan sistem struktur rangka sederhana dengan dinding pengisi, baik rangka yang dibuat dari bahan kayu maupun beton bertulang dengan dinding pengisi dari bahan bata merah atau batako. Bangunan gedung dan rumah tinggal yang dibangun dengan sistem struktur ini memberikan karakteristik: berat bangunan sedang; daya tahan sedang terhadap beban gempa; dan memiliki daktilitas sedang. c.
Kurang cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan menggunakan sistem struktur dinding pemikul: pasangan bata merah tanpa perkuatan tetapi memakai roollag horisontal; pasangan batako tanpa tulangan tetapi memakai roollag horisontal; dan pasangan batu kali dengan roollag horisontal. Bangunan rumah tinggal yang dibangun dengan sistem struktur ini memberikan karakteristik: berat sekali; hanya memiliki sedikit daya tahan terhadap gaya gempa; dan memiliki daktilitas yang kecil.
d. Tidak cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan mengunakan sistem struktur dinding pemikul: pasangan bata merah tanpa perkuatan; pasangan batako tanpa tulangan; dan pasangan batu kali. Bangunan gedung dan rumah tinggal yang dibangun dengan sistem struktur ini memberikan karakteristik: berat sekali; hampir tidak memiliki daya tahan terhadap gaya gempa; hampir tidak memiliki daktilitas yang kecil. Taraf keamanan minimum untuk bangunan gedung dan rumah tinggal yang masuk dalam kategori bangunan tahan gempa, yaitu yang memenuhi berikut ini: a. Bila terkena gempa bumi yang lemah, bangunan tersebut tidak mengalami kerusakan sama sekali. b. Bila terkena gempa bumi sedang, bangunan tersebut boleh rusak pada elemen-elemen non-struktural, tetapi tidak boleh rusak pada elemen-elemen struktur. c.
Bila terkena gempa bumi yang sangat kuat: bangunan tersebut tidak boleh runtuh baik sebagian maupun seluruhnya; bangunan 5
tersebut tidak boleh mengalami kerusakan yang tidak dapat diperbaiki; bangunan tersebut boleh mengalami kerusakan tetapi kerusakan yang terjadi harus dapat diperbaiki dengan cepat sehingga dapat berfungsi kembali.
6
94
o
96
o
98
o
100
o
102
o
104
o
106
o
108
o
110
o
112
o
114
o
116
o
118
o
120
o
122
o
124
o
126
o
128
o
130
o
132
o
134
o
136
o
138
o
140
o
10 o
8
10 o
0
o
80
200
400
8
o
6
o
4
o
2
o
0
o
Kilometer
6
o Banda Aceh 1
4
o
2
o
2
3
4
5
6
3
2
1
Ternate 1
o Samarinda
5
6
2o 2
4
3
2
1
Padang 4
Palu
2
3
3
Manokwari
Sorong
4
Biak
Jambi Palangkaraya
5
5
Bengkulu
o
Kendari
Ambon 4
1
Bandarlampung
o Bandung Semarang Garut Tasikmalaya Solo Jogjakarta
Sukabumi
o
Cilacap
1
Surabaya
o
6
o
8
o
2
2
Jakarta
4
3
Makasar Tual
8
Jayapura
Banjarmasin
Palembang
6
2o
5 6
1
4
4
Manado Pekanbaru
0
5
3
Blitar Malang Banyuwangi
Denpasar
Mataram
4
Merauke 5 6
10
o 5
Kupang
10
o
12
o
14
o
4
12
o
Wilayah
1
Wilayah Wilayah
2
: 0,10 g
3
: 0,15 g : 0,20 g
Wilayah 14
o
: 0,03 g
4
Wilayah
5
: 0,25 g
Wilayah
6
: 0,30 g
3
2
1
16 o
16 o 94
o
96
o
98
o
100
o
102
o
104
o
106
o
108
o
110
o
112
o
114
o
116
o
118
o
120
o
122
o
124
o
126
o
128
o
130
o
132
o
134
o
136
o
138
o
140
Gambar 1 Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun (berdasarkan SNI-03-1726-2002)
7
o
1.5 Ketentuan Umum Bangunan rumah dan gedung lainnya yang dibuat atau direncanakan mengikuti pedoman teknis ini harus mengikuti ketentuan-ketentuan berikut: 1.5.1 Pondasi a. b.
Pondasi harus ditempatkan pada tanah keras. Penampang melintang pondasi harus simetris seperti terlihat pada Gambar-2.
Simetris
Tidak simetris
Tidak baik
Baik
Gambar 2 Penampang melintang pondasi batu kali c.
Harus dihindarkan penempatan pondasi pada sebagian tanah keras dan sebagian tanah lunak. Kemungkinan retak
Tanah lunak
Tanah keras
Tidak baik
Gambar 3 Pondasi menerus yang diletakkan pada sebagian tanah keras dan sebagian tanah lunak. d.
Sangat disarankan menggunakan pondasi menerus, mengikuti panjang denah bangunan, seperti ditunjukan oleh Gambar 4.
8
sloof
Pondasi batu kali/ batu gunung
Gambar 4 e.
Pondasi menerus.
Pondasi dibuat menerus pada kedalaman yang sama, pondasi bertangga seperti ditunjukan oleh gambar 5 berikut tidak diperkenankan.
Gambar 5 Pondasi bertangga yang tidak diperkenankan
f.
Bila digunakan pondasi setempat/umpak, maka masing-masing pondasi setempat tersebut harus diikat satu dengan lainnya secara kaku dengan balok pengikat.
9
Paku minimum 4 buah
Baut jangkar 2 buah pada pondasi di setiap sudut bangunan dan minimum 1 buah pada pondasi lainnya
Gambar 6 Detail balok pengikat untuk pondasi umpak/setempat g.
Penggunaan pondasi pada kondisi tanah lunak dapat digunakan pondasi pelat beton atau jenis pondasi alternatif lainnya.
kolom beton bertulang Pondasi pelat beton bertulang
Gambar 7 Pondasi pelat dari beton bertulang
10
Tiang pondasi
Rakit dari kayu
Pengaku tiang
Gambar 8 Pondasi rakit dari kayu h.
Untuk rumah panggung di tanah keras yang menggunakan pondasi tiang, maka masing-masing dari tiang tersebut harus terikat sedemikian rupa satu sama lainnya dengan silang pengaku, bagian bawah tiang yang berhubungan dengan tanah diberi telapak dari batu cetak atau batu kali sehingga mampu memikul beban yang ada diatasnya secara merata. Ukuran batu cetak 25 X 25cm, tebal 20 cm (Gambar 9).
11
Balok induk
Balok lantai
pengaku
Telapak dari batu
Pondasi tiang
Gambar 9 Pondasi tiang di tanah keras 1.5.2 Denah bangunan Denah yang baik untuk bangunan gedung dan rumah di daerah gempa adalah sebagai berikut: a.
Denah bangunan gedung dan rumah sebaiknya sederhana, simetris terhadap kedua sumbu bangunan dan tidak terlalu panjang. Perbandingan lebar bangunan dengan panjang 1:2.
b.
Bila dikehendaki denah bangunan gedung dan rumah yang tidak simetris, maka denah bangunan tersebut harus dipisahkan dengan alur pemisah sedemikian rupa sehingga denah bangunan merupakan rangkaian dari denah yang simetris. 12
Bangunan semetris
Bangunan semetris
Bangunan simetris
Bangunan simetris
Bangunan simetris
Celah dilatasi ± 10 cm
Gambar 10 Denah bangunan gedung yang terdiri dari rangkaian bangunan simetris c.
Penempatan dinding-dinding penyekat dan bukaan pintu / jendela harus dibuat simetris terhadap sumbu denah bangunan.
Gambar 11 Contoh penempatan dinding penyekat d.
Bidang dinding harus dibuat membentuk kotak-kotak tertutup, seperti gambar 12.
13
Gambar 12 Bidang dinding pada bangunan gedung
1.5.3 Lokasi bangunan Untuk menjamin keamanan bangunan gedung dan rumah terhadap gempa, maka dalam memilih lokasi dimana bangunan akan didirikan harus memperhatikan : a. Bila bangunan gedung dan rumah akan dibangun pada lahan perbukitan, maka lereng bukit harus dipilih yang stabil agar tidak longsor pada saat gempa bumi terjadi. b. Bila bangunan gedung dan rumah akan dibangun di lahan dataran, maka bangunan tidak diperkenankan dibangun di lokasi yang memiliki jenis tanah yang sangat halus dan tanah liat yang sensitif (tanah mengembang). 1.5.4 Desain struktur Struktur bangunan gedung dan rumah tinggal harus didesain sedemikian sehingga memiliki: daktilitas yang baik (baik pada material maupun strukturnya); kelenturan pada strukturnya; dan memiliki daya tahan terhadap kerusakan.
14
1.5.5 Kuda-kuda Kuda-kuda untuk bangunan gedung dan rumah tahan gempa disarankan menggunakan kuda-kuda papan paku. Kuda-kuda ini cukup ringan dan pembuatannya cukup sederhana. Ukuran kayu yang digunakan 2 cm x 10 cm, dan jumlah paku yang digunakan minimum 4 buah paku dengan panjang 2,5 kali tebal kayu.
Ikatan pengaku memanjang
Paku minimum 4 buah Detail C Gambar 13 Kuda-kuda papan paku
15
Jumlah paku minimal 4 buah
Detail B Batang tarikl 1 x 2/10 cm Batang diagonal 2 x 2/10 cm
Kaki kuda-kuda 1 x 2/20 cm
Ring balok 6/12 cm
gapit 2 x 2/10 cm Klos 5/7 cm
Detail A
Batang tarik 1 x 2/10 cm
Gambar 14 Kuda-kuda papan paku (lanjutan)
16
7
BAB II RUMAH 2.1 Rumah Konstruksi Kayu Rumah konstruksi kayu adalah bangunan rumah dengan menggunakan sistem struktur rangka pemikul dari bahan kayu. Biasa disebut sebagai rumah kayu, ciri-cirinya yaitu seluruh komponen balok dan kolom serta dinding yang digunakan adalah kayu. Rumah dengan struktur rangka kayu harus menggunakan sambungansambungan takik yang dikencangkan dengan menggunakan paku minimal 4 buah. Panjang paku yang digunakan minimal 2,5 kali tebal kayu yang terkecil. Apabila struktur kayu ini memikul beban berat (seperti struktur kayu untuk bangunan gudang atau garasi kendaraan), maka sambungan kayu harus dikencangkan dengan menggunakan bout berdiameter minimum 10 mm. Semua kayu yang digunakan harus kering dan bila perlu diawetkan sesuai dengan persyaratan pengawetan kayu. 2.1.1 Rumah Kayu Dinding Papan dengan Pondasi Setempat / Umpak 1. Pondasi setempat/umpak yang dimaksudkan di dalam pedoman teknis ini adalah pondasi umpak yang terbuat dari beton kosong (tanpa tulangan) campuran 1PC : 1 1/2 Psr : 2 1/2 Krl. 2. Bentuk pondasi umpak adalah prisma terpancung dengan ukuran penampang atas 25 cm x 25 cm, penampang bawah 60 cm x 60 cm, dan tinggi 90 cm 3. Bagian yang tertanam dari pondasi umpak sekurang-kurangnya 30 cm atau sampai tanah keras. Jarak maksimum antar pondasi adalah 1,5 m. 4. Pembuatan papan duga (bowplang) sebagai acuan penempatan harus dibuat sedemikian rupa sehingga setiap baris pondasi berada 17
tepat dibawah sumbu memanjang balok, seperti ditunjukkan pada Gambar 15 5. Setiap pondasi umpak harus terikat satu sama lain dengan balok pengikat, seperti pada Gambar 16
Gambar 15 Denah penempatan pondasi Umpak
A Balok pengikat pondasi setempat yang dapat berfungsi sebagai balok sloof , dari kayu 6/12 cm
Angkur besi ∅ 12 mm
Pondasi setempat / umpak
Detail A
Balok kayu pengikat pondasi 6/12 cm
Gambar 16 Penempatan balok pengikat pondasi 18
Gambar 17 Struktur kerangka sederhana kayu, pondasi setempat
2.1.2 Rumah Kayu Dinding Papan dengan Pondasi Menerus 1. Bahan pondasi ini dibuat dari pasangan batu kali dengan adukan untuk spesi 1PC: 4 Psr. 2. Struktur bangunan atas harus terikat pada pondasi dengan menggunakan angkur besi berdiameter 12 mm dan jarak maksimum 1,5 m. 3. Apabila menggunakan papan sebagai dinding, maka jumlah paku yang digunakan sekurang-kurangnya 2 buah, dan sambungan pada papan satu dengan lainnya digunakan sambungan alur lidah. 4. Untuk mendapatkan bangunan yang kokoh, maka pada setiap detail sambungan pada struktur rangkanya sebaiknya mengunakan sambungan takik yang dikencangkan dengan paku. 5. Detail A merupakan detail sambungan pada sudut bangunan antara ring balok kayu dengan kolom: a. Sambungan ring balok kayu disudut digunakan sambungan takik. b. Sambungan kolom dengan ring balok menggunakan sambungan pasak. 19
c. Untuk menambah kekakuan, maka antara ring balok dengan kolom dipasang sekur-sekur dari papan 2/20 cm dan dipaku. A
B
D
C
Gambar 18 Struktur kayu dinding papan, pondasi menerus
Detail A
Ring balok kayu 10/10cm
Paku min 4 buah
Skur antara ring dengan ring dipertemuan menggunakan 2/20cm
Skur antara balok dan kolom dengan menggunakan papan 2/20
balok balok sudut papan
20
Ring balok kayu 10/10 cm
Pasak di ujung kolom 4/4 cm , panjang 10 cm
Ring balok kayu 10/10 cm Kolom 10/10 cm
Gambar 19 Detail sambungan kolom sudut dengan ring balok
Detail B Sekur kayu 5/10 Sekur kayu 5/10 Balok pengaku kayu
Balok pengaku kayu
Gapit dari papan 2/10
Sekur kayu 5/10
Sekur kayu 5/10 Kolom kayu 10/10
Gambar 20 Detail sambungan balok-balok sekur dengan kolom
21
Kolom 10/10 Sloof dari kayu 10/10 cm
Sekur dengan Paku minimum 4 buah
Angkur dari besi diameter 12 mm
Pondasi menerus dari batu kali
Detail C
Gambar 21 Detail sambungan sloof dari balok kayu dengan kolom pinggir
Detail D Kolom kayu 10/10 cm
Sekur kayu 5/10 cm Sloof dari balok kayu 10/10 cm
klos
Papan gapit 2/10 cm Angkur dari besi diameter 12 mm
Pondasi menerus dari batu kali
Gambar 22 Detail hubungan balok sloof dengan kolom tengah dan silang pengaku
22
Kolom kayu di tengah 10/10 cm Kolom kayu 10/10 cm
Dinding papan 2/20 cm , disusun dengan sambungan alur lidah
Gambar 23 Detail hubungan dinding papan dengan tiang dan pengaku 2.1.3 Rumah Kayu Dinding Papan dengan Pondasi Tiang Gambar 24 merupakan ilustrasi dari rumah kayu dinding papan dengan pondasi tiang.
Gambar 24 Rumah tinggal dengan konstruksi rangka sederhana dan pondasi tiang 23
A. Hubungan Pondasi Tiang dengan Balok Penguat Horisontal (Detail A) Untuk mendapatkan kekokohan struktur bawah dari rumah panggung ini, maka sistem sambungan yang digunakan adalah sistem sambungan takik dengan penguat paku dan pasak masing-masing untuk sambungan sekur dan sambungan balok - kolom.
Detail A
Dibuat bentuk ekor burung
Gambar 25 Detail sambungan pondasi tiang dengan balok penguat horisontal 24
B. Sambungan Tiang Pondasi dengan Balok Pengikat Pondasi (Detail B)
Gambar 26 Hubungan tiang pondasi, balok dan telapak
25
C. Sambungan Pondasi Tiang dengan Balok Penguat Horisontal (Detail C)
Gambar 27 Hubungan pondasi tiang dengan balok penguat horisontal
26
D. Sambungan Tiang Pondasi dengan Telapak (Detail D)
Gambar 28 Hubungan pondasi tiang dengan telapak batu
27
2.1.4 Rumah Kayu dengan Dinding Setengah Tembok
1. 2. 3.
4. 5. 6. 7.
8.
9.
Lantai dicor dengan campuran 1 PC : 3 pasir, ditumbuk padat dengan permukaan dihaluskan. Tebal lantai minimum 5 cm, dengan didahului oleh lapisan urugan tanah tebal padat 10 cm dan urugan pasir tebal padat 5 cm. Pondasi yang digunakan pondasi setempat dari pasangan batu kali dengan campuran adukan 1 PC : 5 pasir. Ukuran dimensi penampang bawah pondasi 70 x 70 cm dan ukuran dimensi penampang atas 20 x 20 cm serta tinggi pondasi 60 cm. Pada dasar pondasi harus diberi lapisan pasir urug tebal padat 10 cm. Permukaan lantai dan bagian-bagian luar pondasi yang tampak diratakan dengan adukan 1 PC : 3 pasir, setebal minimum 5 mm dan di atasnya diberi saus semen sebagai penghalus. Untuk dinding kamar mandi harus diplester dengan adukan campuran 1 PC : 2 pasir, setinggi 1,5 m dari muka lantai. Mutu beton yang disyaratkan dalam pekerjaan ini adalah mutu beton K-125 atau dengan campuran nominal 1 PC : 2 Pasir : 3 Kerikil (dalam perbandingan isi). Slump pada saat pengerjaan masimum 7,5 cm dan minimum 2,5 cm. Pada arah pertumbuhan, besi beton sloof disediakan panjang penyaluran sepanjang 60 cm dan dibungkus dengan adukan dari campuran 1 Pc : 10 Psr dengan dimensi yang sama dengan dimensi sloof. Persyaratan bahan beton seperti air, pasir dan kerikil harus mengikuti PUBI-1982, Peraturan Umum Bahan Bangunan di Indonesia
28
Denah
Gambar 29 Denah rumah kayu dinding setengah tembok
29
Tampak Depan
Tampak Samping Kiri
Tampak Belakang
Tampak Samping Kanan
Gambar 30 Tampak rumah
Potongan A-A’
Potongan B-B’
Gambar 31 Potongan rumah 30
Lubang Pondasi 60x60x60 Papan 2/20 cm Kaso 5/7 cm
Denah Pondasi
Tampak Atas Pondasi
Potongan B
Gambar 32 Denah pondasi
31
Gambar 33 Pekerjaan pondasi, sloof, dan lantai 32
Gambar 34 Rangka pokok bangunan dan dinding
33
Gambar 35 Detail hubungan pondasi, sloof, dan kolom
Gambar 36 Pasangan dinding setengah batako dengan papan 34
Gambar 37 Detail hubungan rangka kayu dengan dinding pasangan
35
Gambar 38 Detail pengaku horizontal dan vertikal rangka kayu
Gambar 39 Kuda-kuda kayu atap
36
Gambar 40 Detail sambungan pada batang tarik kuda-kuda kayu
37
Gambar 41 Detail sambungan titik simpul dan hubungan kudakuda dengan rangka pokok bangunan Proses pelaksanaan : 1. Kuda-kuda menggunakan konstruksi balok kayu dari kayu kelas II yang tua dan kering dengan ukuran 5 x 10 cm dan dipasang dengan jarak antar kuda-kuda maksimum 3.00 m. 2. Semua kayu kuda-kuda di labur dengan bahan pengawet. 3. Panjang paku sedikitnya 2 ½ x tebal kayu pada sambungan rangkap 2 dan 3 1/3 x tebal kayu pada sambungan rangkap 3. 4. Sambungan pada balok tarik dari kuda-kuda dibuat di tengahtengah bentang dengan menggunakan tipe sambungan gigi dan diikat dengan pelat baja, panjang overlap dari sambungan minimum 5 kali tebal kayu yang disambung atau 25 cm. 38
5.
6. 7.
Klam yang digunakan untuk sambungan batang rangka kudakuda adalah papan dari kayu klas II berukuran 10 x 25 cm dan tebal 2 cm, dengan jumlah paku pada setiap titik simpul berjumlah 20 buah. Ukuran paku yang digunakan adalah paku 7 cm, sehingga jumlah paku ini yang digunakan pada setiap satu unit kuda-kuda sekurang-kurangnyya berjumlah 220 buah. Untuk pertemuan permukaan ujung setiap batang dari rangka kuda-kuda dipasang 2 buah paku 10 cm, sehingga untuk satu unit kuda-kuda digunakan sekurang-kurangnya 22 buah paku 10 cm.
2.1.5 Rumah Kayu dengan Dinding Pasangan Tembok Penuh Luas tembok yang diapit kerangka kayu maksimum sebesar 6 m2, maka harus dibuat balok lintel di sepanjang dinding sesuai dengan denah bangunan. Balok lintel tersebut berfungsi juga sebagai penahan gaya horisontal yang bekerja searah bidang dinding, ukuran balok yang digunakan 10/10 cm sesuai dengan ukuran kolom, ring balok dan sloof kayu. Angkur dari besi ∅ 6 mm dipasang pada setiap 10 lapis pasangan bata merah dengan kedalaman 30 cm masuk ke dalam dinding.
Gambar 42 Rumah kayu dengan dinding pasangan bata penuh 39
Angkur dipasang dengan cara membuat lubang pada kolom/kusen kayu dengan cara dibor. Lubang bor tersebut harus dibuat pada setiap 10 lapis pasangan bata merah, lalu masukkan besi angkur ke lubang bor tersebut. Angkur besi kusen atau kolom diameter 6 mm dipasang pada setiap 10 lapis b t Tiang kusen 6/12 Balok sloof kayu 10/10 Pasangan bata merah
Pondasi pasangan batu kali
Detail 1
Gambar 43 Detail 1 Hubungan kusen dengan bata Kolom di sudut bangunan 10/10 cm Papan pengaku 2 x 2/10 cm Balok sloof kayu 10/10 cm
Detail 2 Angkur besi diameter 12 mm dipasang pada setiap 1,5 m
Gambar 44 Detail 2 Pertemuan kolom sudut dengan sloof kayu
40
Rangka kayu dengan dinding pengisi dari pasangan bata merah akan menahan beban yang berat, untuk itu diperlukan sambungan yang kokoh. Sambungan yang kokoh dapat dibuat dengan sambungan takik ekor burung seperti diperlihatkan pada Gambar 45.
Kolom 10/10 cm
Balok lintel 10/10 cm
Detail 3
Sambungan takik ekor burung dikencangkan dengan paku 4 buah
Gambar 45 Detail 3 hubungan kolom sudut dengan balok lintel
Ring balok kayu 10/10
Sambungan takik ekor burung dikencangkan dengan 4 buah Papan pengaku x
Detail 4
Kolom 10/10
Gambar 46 Detail 4 hubungan tiang sudut dengan ring balok
41
Detail 5
Gambar 47 Detail 5, hubungan kerangka kayu dengan pasangan Papan pengaku 2/10 cm
Ring balok kayu 10/10 cm
Detail 6 Pasangan bata merah
Baut angker besi diameter 12 mm dipasang setiap 1,5 m
Gambar 48 Detail 6, hubungan balok ring dengan pengaku sudut dari papan
42
Detail 7
Baut angker besi 12 mm, dipasang setiap 1,5 m
Ring balok 10/10 cm
Pasangan bata merah
Kolom tengah 10/10 cm
Gambar 49 Detail 7, hubungan balok ring dengan kolom tengah
43
2.2 Rumah Konstruksi Beton Bertulang 1. Bangunan rumah tembok dengan dinding terbuat dari pasangan bata merah atau batako, dimana dindingnya difungsikan sebagai pemikul beban, maka dinding ini harus diikat atau diberikan perkuatan berupa kerangka yang membatasi luasan dinding. Kerangka ini dapat dibuat dari beton bertulang, baja, atau kayu. 2. Dari hasil pengamatan kerusakan pada bangunan akibat gempa bumi yang lalu, maka luas dinding yang diperkuat dengan rangka beton bertulang atau baja dibatasi 12 m2. 3. Bata merah harus dicuci dengan cara direndam dalam air hingga bebas dari debu permukaan yang lepas dan jenuh air. Pada saat dipasang permukaan bata harus kering. Kekuatan tekan bata tidak boleh kurang dari 30 kg/cm2. 4. Plesteran dan adukan harus terbuat dari paling sedikit 1 bagian semen dan 6 bagian pasir serta harus mempunyai kekuatan tekan minimum pada umur 28 hari sebesar 30 kg/cm2, bila diuji dengan menekan benda uji berupa kubus dengan ukuran sisi 5 cm. 5. Bata merah harus dipasang pada hamparan adukan yang penuh dan semua siar baik vertikal maupun horisontal harus terisi penuh, begitu juga siar-siar antara dinding dengan kolom atau portal yang mengelilingi dinding (atau celah antara dinding dengan tiang kosen) harus terisi penuh dengan adukan. Tebal siar minimum adalah 1 cm. Tali pelurus harus dipakai pada pemasangan bata merah. Dinding harus terpasang vertikal dan terletak di dalam bidang yang sejajar dengan bidang portal yang mengelilinginya. 6. Dinding harus diplester dengan tebal plesteran minimum 1 cm pada kedua muka dinding. 7. Bila menggunakan batako untuk dinding rumah, maka batako tersebut harus bersih dan jenuh air serta harus kering muka pada saat pemasangan. Kekuatan tekan batako minimum 15 kg/cm2. 8. Adukan untuk dinding batako harus terbuat dari paling sedikit 1 bagian kapur dan 5 bagian tras (atau 1 bagian semen dan 10 bagian pasir) dan harus mempunyai kekuatan tekan minimum pada umur 28 hari 15 kg/cm2, bila diuji dengan menekan benda uji berupa kubus dengan ukuran sisi 5 cm. 9. Batako harus dipasang dengan cara yang sama dengan cara pemasangan dinding bata merah.
44
2.2.1. Rumah Sederhana Bertingkat dengan Dinding Tembok Penuh dengan Konstruksi dan Lantai Beton Bertulang Penempatan dan pengaturan tulangan, terutama pada sambungan-sambungan harus mendapat perhatian atau pengawasan khusus. Ujung-ujung tulangan harus dijangkarkan dengan baik. Gambar 50 merupakan contoh bangunan rumah bertingkat yang menggunakan struktur beton bertulang.
Gambar 50 Struktur bangunan rumah sederhana yang menggunakan beton bertulang Gunakan kekuatan tekan beton minimum 175 kg/cm2, dan kekuatan tarik baja 2400 kg/cm2. Diameter tulangan sengkang minimum baik untuk balok maupun kolom adalah ∅ 8 mm, jarak sengkang dan luas tulangan atas dan tulangan bawah dari balok dan plat harus dihitung berdasarkan peraturan yang berlaku, begitu juga untuk luas tulangan untuk kolomnya. Pada setiap penampang balok dan kolom harus terpasang minimum empat batang besi tulang. (Lihat keterangan pada bab Bangunan Gedung). 45
2.2.2
Rumah Bertingkat Blok Beton (Hollow Concrete Block) dengan Tulangan
Beberapa jenis blok beton (hollow concrete blok) dapat dilihat pada Gambar 51 di bawah ini. Hal yang harus diperhatikan adalah:
Gambar 51 Beberapa jenis blok beton (hollow concrete block) 1. Pondasi Balok sloof pondasi dapat merupakan rangkaian blok-blok jenis D yang diisi tulangan dan dicor beton ke dalam rongga-rongganya ataupun berupa balok beton bertulang.
Gambar 52 Gambar Detil Pondasi 46
2. Dinding a.
Tebal dinding minimal 15 cm. Tinggi dinding tidak melebihi 20 kali tebal dinding dan panjangnya diantara dinding-dinding penyekat tidak boleh melebihi 50 kali tebalnya. Jarak antara 2 buah lubang (pintu/jendela) pada satu bidang dinding, minimal 55 cm atau tidak kurang dari 30% dari rata-rata tinggi lubang-lubang tersebut.
b.
Di dalam rongga-rongga dinding perlu dipasang tulangan vertikal maupun horisontal. Tulangan vertikal dipasang pada jarak-jarak umpamanya 80 cm dan minimum terdiri dari 1 tulangan dengan diameter 10 mm. Ujung bawah tulangan vertikal perlu dijangkarkan ke dalam balok sloof pondasi. Tulangan horizontal juga dipasang pada jarak-jarak (vertikal) 80 cm dan minimal terdiri dari 1 tulangan dengan diameter 10 mm. Rongga-rongga yang berisi tulangan harus dicor dengan beton. Secara jelas, hal ini ditunjukkan pada Gambar 53 di bawah ini.
Gambar 53 Cara pemasangan tulangan di dalam rongga-rongga dinding c.
Untuk tulangan vertikal dan horisontal dapat juga dipergunakan dari belahan bambu sebagai pengganti tulangan baja, umpamanya 1 batang dengan ukuran kira-kira tebal 1 cm dan lebar 4 cm. Secara jelas, hal ini ditunjukkan pada Gambar 54 di bawah ini.
47
Gambar 54 Pemakaian tulangan bambu sebagai ganti tulangan baja.
d.
Pada pertemuan bidang-bidang dinding, tulangan horizontal perlu dijangkarkan dengan baik seperti terlihat pada Gambar 55. Tulangan vertikal yang dipasang pada tempat pertemuan tersebut minimal terdiri dari 1 tulangan diameter 12 mm.
48
Gambar 55 Tulangan pada pertemuan bidang-bidang dinding e.
Pada bagian atas dinding harus dipasang balok pengikat keliling/ring balk. Ujung vertikal perlu dijangkarkan dengan baik ke dalam ring balk. Secara lebih jelas cara pemasangan ring balk pada bagian atas dinding dapat dilihat pada Gambar 56 di bawah ini. 49
Gambar 56 Pemasangan ring balk pada bagian atas dinding. f. Pada pertemuan bidang-bidang dinding, tulangan ring balok perlu dijangkarkan dengan baik seperti terlihat pada Gambar 57
Gambar 57 Pemasangan ring balk pada pertemuan bidang-bidang dinding.
50
g. Rumah bertingkat blok beton dengan tulangan ini sebaiknya tidak lebih dari 2 (dua) lantai.
Gambar 58 Rumah bertingkat blok beton dengan tulangan sebaiknya tidak lebih dari 2 (dua) lantai. h. Pada tepi atas dinding setiap tingkat perlu dipasang ring balk. Ujung-ujung bagian tulangan vertikal perlu dijangkarkan ke dalam ring balk dengan balk. Tulangan plat lantai tingkat juga perlu dijangkarkan ke dalam ring balk seperti tampak pada Gambar 59.
Gambar 59 Pemasangan ring balk pada tepi atas dinding setiap tingkat. 51
i. Sebagai balok lintel di atas pintu/jendela dapat dipakai blok jenis D yang diberi tulangan horizontal di dalamnya dan dicor dengan beton. Rongga dinding di kedua samping pintu/jendela harus diisi dengan tulangan vertikal dan dicor beton seperti pada Gambar 60.
Gambar 60 Balok lintel pada rumah dan gedung bertingkat blok beton dengan tulangan. 3. Atap Rangka atap perlu diikat secara kokoh dengan dinding seperti pada Gambar 61
.
Gambar 61 Rangka atap perlu diikat secara kokoh dengan dinding. 52
4. Pelaksanaan a.
Untuk adukan spesi (untuk hubungan horizontal dan vertikal antara blok-blok beton) dapat dipakai campuran 1 semen PC : (3-4) Pasir
b.
Untuk adukan beton (untuk mengisi rongga-rongga yang diberi tulangan) dipakai campuran 1 semen PC : (2-3) Pasir : (1-2) Kerikil (max. 12 mm).
53
2.3 Rumah dengan Konstruksi Rangka Balok dan Kolom dari Bahan Baja Bangunan rumah dengan rangka struktur baja sebagai pemikul beban, dapat menggunakan baja profil “C” rangkap dan sebagai dinding pengisinya dapat digunakan pasangan bata merah atau batako. Luas dinding pasangan maksimum yang diperkenankan adalah 12 m2, maka diperlukan balok lintel dari profil baja yang sama dengan balok atau kolom disekeliling denah bangunannya.
Gambar 62 Rangka Bangunan dengan struktur baja 54
2.3.1
Hubungan Kolom dengan Pondasi (Detail A)
Setiap kolom harus diikatkan pada pondasi dengan cara : a. Pasang pelat besi dengan ukuran 15 cm x 20 cm, tebal = 0,5 cm pada kolom dengan sambungan las sudut (tebal las dihitung), lubangi pelat sedemikian sehingga jumlah dan posisi lubang berada tepat selaras dengan angkur yang telah tertanam pada pondasi dan balok sloof. b. Angkur harus tertanam dari balok sloof menerus ke dalam pondasi, dan pada ujung penyambung diberi ulir yang sesuai dengan bautnya lihat Gambar 63 di bawah ini. DETAIL A
Gambar 63 Detail A, hubungan kolom baja dengan balok sloof dari beton bertulang dan fondasi menerus batu kali
55
2.3.2
Hubungan Kolom dengan Balok (Detail B)
Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut dan las, ujung kolom yang akan disambung diberi pelat besi penyambung dengan cara di las, ukuran pelat disesuaikan dengan ukuran baloknya (tebal kurang lebih 5 mm). Pada kolom di mana titik yang akan disambung dengan balok diberi pelat besi dengan dimensi yang sama dengan dimensi pelat yang terpasang pada balok. Pelat disambungkan dengan kolom dengan cara dilas.
DETAIL B
Gambar 64 Detail hubungan balok lintel dengan kolom tengah 56
2.3.3
Hubungan Balok dengan Pengaku (Detail C dan D)
Gambar 65 adalah gambar sketsa sambungan balok dengan balok pengaku. Sistem sambungan dilakukan dengan cara yang sama dengan sambungan yang telah diuraikan pada bagian-bagian sebelumnya.
Gambar 65 Detail hubungan skoor dengan ring balok , hubungan skoor dengan kolom 57
58
BAB III BANGUNAN GEDUNG 3.1 Bangunan Gedung Tidak Bertingkat dengan Rangka Kayu Bangunan Gedung tidak bertingkat dengan menggunakan sistem struktur rangka pemikul dari bahan kayu adalah bila seluruh komponen balok dan kolom serta dinding yang digunakan adalah kayu. Bangunan Gedung tidak bertingkat dengan struktur rangka kayu harus menggunakan sambungan-sambungan takik yang dikencangkan dengan menggunakan paku minimal 4 buah. Panjang paku yang digunakan minimal 2,5 kali tebal kayu yang terkecil. Apabila struktur kayu ini memikul beban berat (seperti struktur kayu untuk bangunan gudang atau garasi kendaraan), maka sambungan kayu harus dikencangkan dengan menggunakan bout berdiameter minimum 10 mm. Semua kayu yang digunakan harus kering dan bila perlu diawetkan sesuai dengan persyaratan pengawetan kayu. Detail-detail sambungan kayu pada komponen struktur rangka kayu disesuaikan dengan konstruksi rumah kayu (Bab II). 3.2 Bangunan Gedung Tidak Bertingkat dengan Konstruksi Rangka Balok dan Kolom dari Beton Bertulang Beton dan baja tulangan untuk rangka pengaku dinding dari beton bertulang harus memenuhi ketentuan sebagai berikut: a. Campuran beton yang dianjurkan minimum perbandingan adalah 1 bagian semen, 2 bagian pasir dan 3 bagian kerikil serta ½ bagian air, sehingga menghasilkan kekuatan tekan beton pada umur 28 hari minimum 175 kg/cm2. b. Bahan pasir dan kerikil harus bersih dan air pencampur tidak boleh mengandung lumpur. c. Pengecoran beton dianjurkan dilakukan secara berkesinambungan (tidak berhenti di setengah balok atau di setengah kolom). 59
d. Pengadukan beton sedapat mungkin menggunakan alat pencampur beton (beton molen). e. Apabila pencampuran beton dilakukan secara manual yang pengadukan betonnya menggunakan tenaga manusia, dianjurkan untuk mengunakan bak dari bahan metal atau bahan lain yang kedap air. f. Kekuatan tarik baja minimum 2400 kg/cm2. g. Diameter tulangan utama untuk balok lintel, ring balok dan kolom minimum ∅ 10 mm, dan untuk sengkang minimum ∅ 6 mm dengan jarak as ke as sengkang 15 cm. h. Diameter tulangan utama untuk balok sloof/balok pengikat pondasi minimum ∅ 12 mm, dan ukuran sengkang minimum ∅ 8 mm dengan jarak as ke as sengkang 15 cm. i. Agar diperoleh efek angkur yang maksimum dari besi tulangan, maka pada setiap ujung tulangan harus ditekuk ke arah dalam balok hingga 115o, seperti ditunjukan pada Gambar 66.
Ditekuk hingga 115 derajat ke dalam balok atau kolom 10 d
Gambar 66 Tekukan besi untuk mendapatkan efek angkur Untuk membatasi luas bidang dinding 16 m2, maka perlu dipasang balok-balok lintel. Untuk mencegah terjadinya retak pada sudut-sudut bukaan pintu dan jendela, maka dipasang kolom-kolom pengaku yang menerus dari balok lintel ke balok sloof/balok pengikat. Agar memudahkan dalam pengerjaan pengecoran beton dan mendapatkan hasil beton yang berkualitas baik, maka dianjurkan untuk mengunakan ukuran penampang balok minimum 15 cm x 20 cm dan ukuran penampang kolom minimum 15 cm x 15 cm.
60
Kolom rangka dinding Rangka dinding pasangan bata dari beton bertulang
Gambar 67 Bangunan gedung konstruksi rangka sederhana beton bertulang dengan dinding pasangan Balok lintel harus diikatkan ke kolom dengan detailing penulangan pada sambungan tersebut dapat dilihat pada Gambar 68. Bengkokan tulangan ini ke bawah atau ke atas Pada pertemuan, tulangan balok melewati tulangan kolom sebelah dalam
Kolom rangka dinding (beton bertulang)
Gambar 68 Detail hubungan balok lintel dengan kolom tengah
61
Ring balok harus diikatkan pada kolom-kolom rangka dengan detailing sambungan seperti terlihat pada Gambar 69 berikut. Tulangan kolom melewati tulangan balok di sebelah dalam
Cincin sengkang balok diameter 6 mm dipasang menerus melewati kolom
Kolom rangka dinding
Gambar 69
Detail hubungan balok tengah dengan ring balok
Sambungan kolom dengan balok sloof, detail penulangan ditunjukan pada Gambar 70.
Gambar 70 Detail penulangan pertemuan balok sloof dengan kolom
62
Gambar 71 Detail penulangan pada pertemuan antar ring balok
3.3. Bangunan Gedung Bertingkat dengan Konstruksi Rangka Balok dan Kolom dari Beton Bertulang Penempatan dan pengaturan tulangan, terutama pada sambungansambungan harus mendapat perhatian atau pengawasan khusus. Ujung-ujung tulangan harus dijangkarkan dengan baik. Gambar 72 merupakan contoh struktur beton bertulang untuk bangunan gedung bertingkat.
Gambar 72
Sistem struktur rangka pemikul beban dari beton bertulang 63
Gunakan kekuatan tekan beton minimum 175 kg/cm2, dan kekuatan tarik baja 2400 kg/cm2. Diameter tulangan sengkang minimum baik untuk balok maupun kolom adalah ∅ 8 mm, jarak sengkang dan luas tulangan atas dan tulangan bawah dari balok dan plat harus dihitung berdasarkan peraturan yang berlaku, begitu juga untuk luas tulangan untuk kolomnya. Pada setiap penampang balok dan kolom harus terpasang minimum empat batang besi tulang.
A. Hubungan Plat Lantai dengan Balok Gambar 73 adalah detail hubungan plat lantai dengan balok, tulangan atas plat menerus melewati balok bagian dalam dan ditekuk ke bawah hingga 40 d untuk mendapatkan panjang penyaluran, dimana d adalah diameter tulangan plat. Sedangkan tulangan plat bawah menerus ke dalam balok dan tidak perlu ditekuk. Tulangan atas dari pelat melewati balok bagian dalam dan ditekuk kebawah hingga 40 d sebagai panjang penyaluran Tulangan bawah dari pelat melewati balok bagian dalam tapi tidak perlu diyekuk.
Gambar 73 Detail penulangan hubungan Pelat lantai dengan balok
64
B. Hubungan Balok Anak dan Balok Induk Tulangan atas balok anak menerus melewati balok induk bagian dalam dan ditekuk ke bawah hingga 40 d untuk mendapatkan panjang penyaluran, dimana d adalah diameter tulangan balok anak. Sedangkan tulangan bawah balok anak menerus ke dalam balok induk dan ditekuk keatas hingga 30 d untuk panjang penyalurannya. Jarak sengkang maksimum (S.1) untuk balok anak adalah 2/3 tinggi balok atau 20 cm, ambil yang terkecil. Tulangan atas balok melewati balok induk bagian dalam dan ditekuk kebawah hingga 40 d sebagai panjang penyaluran
Tulangan bawah balok melewati balok induk bagian dalam dan ditekuk keatas hingga 30d sebagai panjang penyaluran.
Gambar 74 Detail penulangan pada hubungan balok anak dengan balok induk
C. Hubungan Balok Atap dengan Kolom Pinggir (Detail A) Tulangan atas balok atap menerus melewati kolom bagian dalam dan ditekuk kebawah hingga 40 d untuk mendapatkan panjang penyaluran, dimana d adalah diameter tulangan balok atap. Sedangkan tulangan bawah balok atap menerus ke tengah kolom dan ditekuk ke bawah hingga 40 d untuk panjang penyalurannya. 65
Tulangan atas balok atap menerus ke dalam kolom dan ditekuk hingga 40d Tulangan kolom menerus melewati balok atap tanpa harus ditekuk untuk panjang penyaluran
Detail A
Gambar 75
Detail A, penulangan hubungan balok ujung atas (atap) dengan balok pinggir 66
Jarak sengkang maksimum balok anak di sepanjang 2 kali tinggi balok atap (S.2) dari muka kolom adalah ¼ tinggi balok anak atau 16 kali diameter tulangan balok atap atau 15 cm, ambil yang terkecil. Jarak sengkang maksimum balok atap di tengah bentang (S.3) adalah jarak terkecil dari ½ tinggi balok atap atau 15 cm (lihat Gambar 75). Sengkang kolom menerus hingga melewati ke dalam balok atap. Jarak sengkang (S.4) maksimum untuk kolom di sepanjang mulai dari atas balok atap sampai dengan 1/6 kali tinggi kolom, atau 45 cm dari permukaan bagian bawah balok atap adalah 10 cm. Sedangkan jarak sengkang maksimum untuk kolom di bagian tengah (S.5) adalah ½ lebar kolom atau 20 cm, ambil yang terkecil (lihat Gambar 75). Sengkang balok atap tidak menerus melewati kolom tapi berhenti di sejarak (S.6) maksimum 7,5 cm dari muka kolom (lihat Gambar 75). Panjang penyaluran pada sambungan besi tulangan pada kolom maupun balok adalah minimum 40 d, dengan d = diameter tulangan balok atau kolom. Sambungan besi harus ditempatkan pada ¼ bentang balok atau di setengah tinggi kolom. D. Hubungan Balok Lantai dengan Kolom Pinggir (Detail B) Gambar 76a dan 76b merupakan sketsa detail penulangan pada hubungan balok lantai dengan kolom pinggir. Ketentuan jarak sengkang, panjang penyaluran dan penempatan sambungan adalah sama dengan ketentuan yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya
Tulangan atas balok lantai menerus ke dalam kolom dan ditekuk hingga 40d
Tulangan bawah balok melewati kolom bagian dalam dan ditekuk kebawah hingga 40d sebagai panjang penyaluran.
Gambar 76a. Hubungan balok lantai dengan kolom 67
Detail B
Gambar 76b. Detail B, penulangan hubungan balok lantai dengan kolom pinggir 68
E. Hubungan Balok Lantai dengan Kolom Tengah (Detail C) Tulangan memanjang atas pada balok di daerah sepanjang 2 kali tinggi balok dari muka kolom harus dipasang 3 batang tulangan, sedangkan ditengah bentang minimal 2 batang. Tulangan memanjang bawah pada balok harus dipasang minimal 2 batang di sepanjang bentang balok. Tulangan memanjang pada kolom minimum 4 batang disepanjang ketinggian kolom. Baik tulangan memanjang balok maupun kolom harus menerus dan saling melewati panel hubungan kolom dan balok. Sengkang pada kolom harus menerus melewati panel hubungan balok dan kolom.
Detail C
Tulangan sengkang kolom menerus melewati panel hubungan balok-kolom
Gambar 77
Detail C, penulangan pada hubungan balok lantai dengan kolom tengah 69
Tulangan memanjang kolom menerus melewati panel hubungan balok-kolom Tulangan memanjang balok menerus menembus panel hubungan kolom balok
Tulangan memanjang kolom menerus melewati panel hubungan balokkolom
Gambar 78
Detail penulangan pada hubungan balok lantai dengan kolom tengah (lanjutan) 70
F. Hubungan Pondasi Menerus Batu Kali dengan Kolom Sudut (Detail D) Tulangan memanjang kolom harus menerus melewati balok sloof dan ditekuk ke dalam balok sloof hingga panjang 40 d untuk panjang penyaluran, dimana d adalah diameter tulangan memanjang kolom. Tulangan memanjang balok sloof menerus melewati dan ditekuk ke balok sloof yang lainya yang saling tegak lurus.
Tulangan memanjang kolom menerus melewati balok sloof dan ditekuk ke dalam Tulangan sengkang kolom menerus masuk ke balok sloof
Tulangan memanjang balok sloof menerus dan ditekuk ke dalam balok sloof lainnya
Detail D
Tulangan pengaku disudut
Gambar 79 Detail hubungan kolom dengan fondasi 71
G. Hubungan Pondasi Menerus Batu Kali dengan Kolom Tengah Tulangan memanjang kolom menerus melewati balok sloof dan ditekuk ke dalam balok sloof di sebelah kiri dan kanan kolom (panjang penyaluran sama dengan ketentuan sebelumnya). Balok sloof dengan pondasi dihubungkan dengan angker dari besi dengan diameter 12 mm, dan dipasang pada setiap 1,5 m.
Tulangan sengkang kolom menerus masuk ke balok sloof
Tulangan memanjang kolom menerus melewati balok sloof dan ditekuk ke dalam balok sloof
Gambar 80 Detail penulangan pada hubungan kolom tengah dengan sloof 72
H. Hubungan Kolom, Balok Sloof/Balok Pengikat dengan Pondasi Setempat dari Beton Bertulang Tulangan memanjang balok sloof menerus melewati kolom dan ditekuk ke atas. Tulangan memanjang kolom menerus masuk ke pondasi setempat dan ditekuk ke kanan dan ke kiri di dalam telapak pondasi. Tulangan sengkang kolom melewati balok sloof dengan jarak sengkang seperti terlihat pada Gambar 81 di bawah ini Tulangan memanjang balok sloof menerus melewati kolom bagian dalam dan ditekuk kekanan ke atas
Tulangan memanjang kolom menerus melewati balok sloof hingga ke dasar telapak pondasi dan ditekuk kekanan dan ke kiri
Gambar 81 Detail penulangan pada hubungan balok pengikat/sloof dengan kolom ( alternatif jika digunakan fondasi setempat )
73
Tulangan sengkang kolom menerus melewati balok sloof hingga ke dasar telapak pondasi
Gambar 82 Detail penulangan pada hubungan balok pengikat/sloof dengan kolom ( lanjutan )
74
BAB IV METODE PERBAIKAN 4.3 Kategori Kerusakan 4.1.1 Kerusakan Ringan Non-Struktur Suatu bangunan dikategorikan mengalami kerusakan nonstruktur apabila terjadi hal-hal sebagai berikut : a. retak halus (lebar celah lebih kecil dari 0,075 cm) pada plesteran b. serpihan plesteran berjatuhan c. mencakup luas yang terbatas Tindakan yang perlu dilakukan adalah perbaikan (repair) secara arsitektur tanpa mengosongkan bangunan. 4.1.2 Kerusakan Ringan Struktur Suatu bangunan dikategorikan mengalami kerusakan struktur tingkat ringan apabila terjadi hal-hal sebagai berikut : : a. retak kecil (lebar celah antara 0,075 hingga 0,6 cm) pada dinding. b. plester berjatuhan. c. mencakup luas yang besar. d. kerusakan bagian-bagian nonstruktur seperti cerobong, lisplang, dsb. e. kemampuan struktur untuk memikul beban tidak banyak berkurang. f. Laik fungsi/huni Tindakan yang perlu dilakukan adalah perbaikan (repair) yang bersifat arsitektur agar daya tahan bangunan tetap terpelihara. Perbaikan dengan kerusakan ringan pada struktur dapat dilakukan tanpa mengosongkan bangunan. 4.1.3 Kerusakan Struktur Tingkat Sedang Suatu bangunan dikategorikan mengalami kerusakan struktur tingkat sedang apabila terjadi hal-hal sebagai berikut : a. retak besar (lebar celah lebih besar dari 0,6 cm) pada dinding; b. retak menyebar luas di banyak tempat, seperti pada dinding pemikul beban, kolom; cerobong miring; dan runtuh; c. kemampuan struktur untuk memikul beban sudah berkurang sebagian; d. laik fungsi/huni. 75
Tindakan yang perlu dilakukan adalah : a. restorasi bagian struktur dan perkuatan (strenghtening) untuk menahan beban gempa; b. perbaikan (repair) secara arsitektur; c. bangunan dikosongkan dan dapat dihuni kembali setelah proses restorasi selesai. 4.1.4 Kerusakan Struktur Tingkat Berat Suatu bangunan dikategorikan mengalami kerusakan struktur tingkat berat apabila terjadi hal-hal sebagai berikut : a. dinding pemikul beban terbelah dan runtuh; b. bangunan terpisah akibat kegagalan unsur-unsur pengikat; c. kira-kira 50% elemen utama mengalami kerusakan; d. tidak laik fungsi/huni. Tindakan yang perlu dilakukan adalah merubuhkan bangunan. Atau dilakukan restorasi dan perkuatan secara menyeluruh sebelum bangunan dihuni kembali. Dalam kondisi kerusakan seperti ini, bangunan menjadi sangat berbahaya sehingga harus dikosongkan 4.1.5 Kerusakan Total Suatu bangunan dikategorikan sebagai rusak total / roboh apabila terjadi hal-hal sebagai berikut : a. Bangunan roboh seluruhnya ( > 65%) b. Sebagian besar komponen utama struktur rusak c. Tidak laik fungsi/ huni Tindakan yang perlu dilakukan adalah merubuhkan bangunan, membersihkan lokasi, dan mendirikan bangunan baru. 4.2 Jenis Perbaikan Perbaikan bangunan pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga jenis : 1. Perbaikan Arsitektur (Repair) 2. Restorasi (Restoration) 3. Perkuatan (Strengthening) 4.2.1 Perbaikan Arsitektur Tujuannya adalah mengembalikan bentuk arsitektur bangunan agar semua perlengkapan/peralatan dapat berfungsi kembali. Tindakan-tindakan yang termasuk jenis ini : 76
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Menambal retak-retak pada tembok, plesteran, dll. Memperbaiki pintu-pintu, jendela-jendela, mengganti kaca, dll. Memperbaiki kabel-kabel listrik. Memperbaiki pipa-pipa air, pipa gas, saluran pembuangan. Membangun kembali dinding-dinding pemisah, cerobong, pagar, dll. Memplester kembali dinding-dinding Mengatur kembali genteng-genteng. Mengecat ulang, dll.
4.2.2 Restorasi (Restoration) Tujuannya melakukan perbaikan pada elemen-elemen struktur penahan beban. Tindakan-tindakan yang termasuk jenis ini : 1. Menginjeksikan air semen atau bahan-bahan epoxy (bila ada) ke dalam retak-retak kecil yang terjadi pada dinding pemikul beban, balok, maupun kolom. Retak kecil adalah retak yang mempunyai lebar celah antara 0,075 cm dan 0,6 cm. 2. Penambahan jaringan tulangan pada dinding pemikul, balok, maupun kolom yang mengalami retak besar kemudian diplester kembali. Retak besar adalah retak yang mempunyai lebar celah lebih besar dari 0,6 cm. 3. Membongkar bagian-bagian dinding yang terbelah dan menggantikannya dengan dinding baru dengan spesi yang lebih kuat dan dijangkar pada portal. 4.2.3 Perkuatan (Strengthening) Tujuannya meningkatkan kekuatan struktur dibandingkan dengan kekuatan semula. Tindakan-tindakan yang termasuk jenis ini : 1. Menambah daya tahan terhadap beban lateral dengan jalan menambah dinding, menambah kolom, dll. 2. Menjadikan bangunan sebagai satu kesatuan dengan jalan mengikat semua unsur penahan beban satu dengan lainnya. 3. Menghilangkan sumber-sumber kelemahan atau yang dapat menyebabkan terjadinya konsentrasi tegangan di bagian-bagian tertentu : a. Penyebaran letak kolom yang tidak simetris. b. Penyebaran letak dinding yang tidak simetris. c. Beda kekakuan yang menyolok antara lantai yang satu dengan yang lainnya. d. Bukaan-bukaan yang berlebihan. 77
4.
Menghindarkan terjadinya kehancuran getas dengan cara memasang tulangan sesuai dengan detail-detail untuk mencapai daktilitas yang cukup.
4.3. Teknik Restorasi 4.3.1 Teknik Restorasi Pada Dinding 1. Pengisian bagian yang retak (tidak dalam) dengan adukan semen. 2. Jaringan kawat ayam pada bagian yang retak (dalam) 4.3.2 Teknik Restorasi pada Kolom 1. Untuk kolom yang mengalami retak sedang, bagian yang rusak dibobok dan dibersihkan, setelah itu dicor kembali. 2. Untuk kolom yang rusak berat, yaitu kolom yang berkurang kekuatannya berdasarkan pengamatan dan perhitungan, bagian yang rusak dibobok dan setelah itu (kalau perlu) kolom dibungkus dengan tambahan tulangan baru dan sengkang, kemudian dicor kembali. 4.4 TEKNIK PERKUATAN 4.4.1 Teknik Perkuatan Bangunan Tembok 1. Perkuatan dengan tulangan
Gb. 83 Perkuatan dengan tulangan
78
2.
Perkuatan dengan anyaman Perkuatan horizontal kawat anyaman
Gb. 84 Perkuatan dengan anyaman 3.
Perkuatan dengan seng tebal yang diberi lubang paku seperti parutan Lubang-lubang bebas paku
Seng BWG 28 atau lebih tebal
pillaster
pillaster dipakukan balok lintel kayu
Gb. 85 Perkuatan dengan seng tebal
79
POTONGAN MELINTANG
4.4.2 Teknik-Teknik Perkuatan Konstruksi Beton Bertulang a. Teknik untuk Meningkatkan Kekuatan
80
b.
Teknik untuk Meningkatkan Daktilitas
4.5 CONTOH PELAKSANAAN PERBAIKAN
81
4.5. Metode Perbaikan Struktur Pada bagian ini diberikan metode perbaikan kerusakan struktural dan nonstruktural dari rumah yang rusak akibat goncangan gempa bumi. Metode kerusakan diberikan sesuai dengan tipe kerusakan yang sering terjadi pada rumah tinggal yang rusak akibat gempa menurut hasil penelitian dilapangan. 4.5.1 Tipe kerusakan Dari hasil pengamatan kerusakan yang dilakukan selama berapa tahun pada bangunan rumah tinggal, maka dapat dikelompokkan kerusakan menjadi 9 tipe, yaitu; a. tipe kerusakan dinding akibat beban tegak lurus bidang dinding, b. tipe dinding retak pada setiap sudut bukaan, c.
tipe dinding terpisah pada sudut dan pertemuan,
d. tipe dinding hancur pada pertemuan sudut, e. tipe dinding terpisah pada sudut dan pertemuan, f.
tipe retak diagonal pada dinding yang terjadi melalui siar,
g. tipe retak diagonal pada dinding yang terjadi melalui siar, h. tipe retak diagonal pada dinding yang terjadi melalui unsur penyusunnya (bata atau batako), i.
tipe rangka atap lepas dari dudukannya,
j.
tipe kegagalan pada pertemuan balok dan kolom beton bertulang, tipe mutu bahan dan mutu pengerjaan yang buruk.
82
Gambar 86 Tipe kerusakan ringan pada dinding dan bukaan pintu/jendela 4.5.2 Sebab-Sebab Kerusakan Kerusakan pada bangunan dengan konstruksi pasangan tanpa perkuatan pada umumnya disebabkan oleh: a. Bangunan relatif berat b. Bangunan tidak daktail c. Bangunan tidak kuat menahan tarikan yang terjadi akibat gaya gempa yang bekerja di arah tegak lurus bidang dinding. Kerusakan pada bangunan dengan konstruksi pasangan dengan perkuatan pada umumnya disebabkan oleh: a. b. c. d. e.
Tidak ada angkur untuk mengikat antara dinding dengan elemen perkuatannya (kolom dan balok). Tidak ada elemen perkuatan untuk bidang dinding yang luasnya ≥ 6m2. Detail penulangan yang tidak benar pada pertemuan elemen-elemen perkuatan. Mutu beton dari konstruksi rangka balok dan kolom sangat rendah. Diameter dan total luas penampang tulangan yang dipasang terlalu kecil, jarak antar sengkang yang dipasang terlalu besar.
83
Gambar 87 Tipe kerusakan dinding runtuh karena tidak ada angkur
Gambar 88 Tipe kerusakan struktur rangka beton bertulang yang diakibatkan oleh detail penulangan yang tidak baik 84
4.5.3 Metode Perbaikan dan Perkuatan a. Perbaikan dinding retak diagonal dan dinding retak pada sudut bukaan-bukaan Untuk retak kecil (retak dengan lebar celah antara 0,075 cm dan 0,6 cm: - Plesteran lama di sekitar retak dikupas lalu retak tersebut diisi dengan air semen. - Setelah celah rapat dinding diplester kembali dengan campuran spesi 1 semen : 3 pasir.
Gambar 89 Perbaikan retak pada dinding dengan lebar 0,075 cm – 0,6 cm Untuk retak yang besar (retak yang mempunyai lebar celah lebih besar dari 0,6 cm): - Plesteran lama di sekitar retak dikupas lalu retak tersebut diisi dengan air semen - Setelah celah rapat, pada bagian bekas retakan dipasang kawat anyaman yang dipaku kuat. - Dinding diplester kembali dengan campuran spesi 1 semen : 3 pasir
85
Gambar 90 Perbaikan retak pada dinding dengan lebar > 0,6 cm a. Perbaikan dan perkuatan dinding hancur Dibuat balok pondasi, balok keliling dan kolom praktis lengkap dengan angkur-angkur setiap 10 lapis bata ke dinding baru. Panjang angkur minimum 30 cm.
86
Dinding hancur karena tidak cukup pengangkuran antara dinding dengan rangkanya
Gambar 91 Perbaikan pada dinding yang hancur
87
b. Perbaikan rangka atap yang lepas dari dudukannya Jika kolom tempat tumpuan kuda-kuda tidak roboh, hanya sambungan saja yang terlepas, kuda-kuda diangkur ke kolom atau balok keliling dengan baik. Bila kolom tempat bertumpunya kuda-kuda roboh: -
Buat kolom baru lengkap dengan angkur untuk ke dinding dan diikat ke balok keliling serta balok pondasi dengan baik. Ikat kuda-kuda dengan kolom seperti pada Gambar berikut.
Gambar 92 Perbaikan kuda-kuda lepas dari dudukanya 88
c.
Perbaikan pada pertemuan balok dan kolom praktis
Langkah-langkah perbaikan sebagai berikut: - Balok praktis harus ditunjang terlebih dulu dengan perancah /rangka dari kayu balok 5/10 cm seperti Gambar. - Beton yang mengalami retak-retak dibongkar sedemikian rupa sehingga tulangan pada balok dan kolom terlihat bebas. - Tulangan memanjang pada balok dan kolom yang mengalami tekuk/bengkok, dirapihkan dan atau dipotong dan diganti dengan yang baru. - Penyambungan tulangan memanjang yang lama dan yang baru harus memperhatikan ketentuan panjang penyaluran yaitu 40 d (d = diameter tulangan memanjang). - Tulangan sengkang yang rusak pada balok dan kolom diganti dengan yang baru yang memiliki kekuatan tarik sama dengan yang terpasang. - Permukaan beton dan besi tulangan dibersihkan dari debu yang mengganggu kelekatan beton lama dan baru. - Pasang bekisting bisa dari papan 2/20 atau multiplek. - Lakukan cor beton baru dengan mutu yang sama dengan mutu beton lama atau campuran 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil.
Gambar 93 Balok ditunjang dengan rangka kayu 89
d. Perbaikan kolom praktis yang rusak Balok ditunjang terlebih dulu dengan menggunakan perancah dari kayu, kemudian lakukan seperti prosedur butir c di atas.
1 2 4
7 6 3 5 8 9
1. Beton lama yang tidak rusak 2. Beton lama yang rusak 3. Beton baru 4. Tulangan yang mengalami tekuk/putus 5. Tulangan baru
6. Sengkang baru 7. Dilas 8. Sengkang lama 9. Tulangan lama
Gambar 94 Perbaikan kolom praktis yang rusak 90
e. Penambahan balok baru pada kolom terpasang penambahan dan kolom baru pada balok terpasang
dan
Bobok kolom yang telah terpasang (kolom lama) sampai dengan kedalaman 6 d (d = diameter tulangan memanjang balok), dan bersihkan dari debu yang akan mengganggu melekatnya beton lama dengan yang baru. Buat perancah dari kayu untuk menunjang pemasangan tulangan balok baru dengan ketingian sesuai rencana. Max. Luas dinding 4 m2 Kolom pengaku dinding (beton bertulang) Balok pengaku dinding (beton bertulang)
Balok beton bertulang yang ada
Tulangan kolom baru Dimasukkan ke tulangan kolom lama
Balok lama dibobok
Kolom lama dibobok untuk tulangan baru
Gambar 95 Rencana penempatan kolom dan balok baru
91
Gambar 96 Pemasangan tulangan balok dan kolom baru
92
f.
Perbaikan pada kolom struktural yang rusak di bagian atas
Gambar 97 merupakan ilustrasi dari kolom yang rusak akibat gaya lateral.
Balok utuh
Kolom hancur/ Berubah posisi Kolom miring
Gambar 97 Ilustrasi Kolom Struktural yang rusak Balok yang berada diantara kolom yang akan diperbaiki di tunjang dengan mengunakan perancah. Beton bertulang Balok utuh
Kolom yang diperbaiki
Kolom hancur / Berubah posisi Penyangga kayu/ sejenis Kolom miring lantai
lantai
Gambar 98 Langkah perbaikan tahap pertama Beton pada kolom dibongkar seluruhnya sehingga yang tersisa hanya tulangannya saja. 93
Gambar 99 Langkah perbaikan tahap kedua Tulangan yang bengkok dirapihkan kembali dan yang telah leleh diganti dengan yang baru. Tulangan sengkang dirapihkan dengan jarak sesuai dengan aslinya dan yang rusak/putus diganti dengan yang baru.
Gambar 100 Langkah perbaikan tahap ke tiga Pemasangan tulangan baru, tulangan yang leleh dipotong dan ganti dengan yang baru dengan diameter dan kekuatan tarik yang sama seperti aslinya. 94
Gambar 101 Langkah perbaikan ke empat Pasang bekisting dan kolom di cor kembali dengan adukan beton baru yang memiliki kekuatan tekan yang sama dengan aslinya.
Gambar 102 Langkah perbaikan ke lima g.
Perbaikan kolom struktural yang retak akibat kegagalan geser
Apabila tulangan memanjang tidak mengalami melengkung atau leleh, maka perbaikan dengan prosedur sebagai berikut: 1. Bongkar seluruh selimut beton pada kolom. 2. Bersihkan permukaan kolom setelah dihilangkan selimut betonnya dari debu dengan mengunakan sikat kawat dan disemprot dengan kompresor. 3. Perbaiki jarak sengkang (tambah sengkang baru bila perlu). 4. Pasang bekisting dan cor kolom tersebut dengan adukan beton baru yang memiliki kekuatan tekan yang sama dengan aslinya. 95
Gambar 103 Metoda perbaikan kolom beton yang retak Apabila tulangan memanjang kolom mengalami melengkung dan leleh, maka lakukan langkah-langkah perbaikan seperti butir 6 dari poin ini.
Gambar 104 Metoda perbaikan kolom beton yang retak dengan tulangan memanjang kolom mengalami melengkung dan leleh 96
5.
Perkuatan dinding dengan kolom dari beton bertulang Pada dinding menerus
a.
Gambar 105 Perkuatan dinding menerus
97
b.
Pada pertemuan dua dinding di sudut
Gambar 106 Perkuatan pada pertemuan dinding di sudut
98
Daftar Pustaka UU No.28 th.2002 tentang Bangunan Gedung Kepmen Kimpraswil No. 403/KPTS/M/2002 Tentang Rumah Sederhana Sehat (Umum, Rumah Tembok, Setengah Tembok, Rumah Kayu Panggung, Kayu Tidak Panggung) Ir. R.B. Tular., Perencanaan Bangunan Tahan Gempa, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung, 1981 Boen, T., Manual Perbaikan Bangunan Sederhana Yang Rusak Akibat Gempa Bumi (Hasil Survey GempaBumi Flores, 12 Desember 1992), Teddy Boen & Rekan, Jakarta, 1992 Boen, T., Anjuran Perbaikan Detail Struktur Bangunan Sederhana yang rusak Akibat Gempa Bumi (hasil Survey Gempa Bumi Halmahera, 21 Januari 1994), Teddy Boen & Rekan, Jakarta, 1994 Boen, T., Manual Perbaikan Bangunan Yang Rusak Akibat Gempa Bumi (Hasil Survey Gempa Bumi Lampung Barat, 16 Februari 1994), Teddy Boen & Rekan, Jakarta, Februari 1994
99
