BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Peningkatan Lantai Rusunawa kabupaten Tegal

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Analisis struktur

Analisis struktur bertujuan untuk mengetahui gaya-gaya dalam, reaksi perletakan, dan perpindahan yang terjadi akibat pembebanan. Sebelum dilakukan analisis struktur dibutuhkan pengumpulan informasi tentang perencanaan struktur

seperti:

a. Data arsitek b. Data beban c. Data material Perhitungan struktur digunakan untuk mendapatkan gaya-gaya dalam yang akan digunakan pada analisis struktur. 2.1.1 Beban Mati Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983, beban mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu. Beban mati itu terbagi 2, yaitu berat sendiri struktur dan berat mati komponen gedung. Tabel 2.1 merupakan tabel mengenai sebagain berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung. Berat (kg/m3)

Bahan Bangunan Beton bertulang

2400 Berat (kg/m2)

Komponen Gedung Adukan, per cm tebal dari semen

21

Dinding pasangan bata merah setengah batu

250

Langit-langit

dan

dinding

(termasuk

rusuk-rusuknya,

tanpa

penggantung langit-langit atau pengaku), teradiri dari semen asbes

11

Peningkatan Lantai Rusunawa kabupaten Tegal Tabel 2.1 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung ( Lanjutan ) (eternit dan bahan lain sejenis), dengan tebal maksimum 4 mm Penggantun langit-langit (dari kayu) dengan bentang maksimum 5 m

7

dan jarak s.k.s minimun 0,8 m Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton, tanoa

24

adukan, per cm tebal Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

Beban Hidup 2.1.2 Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983,

beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung, dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut. Pembebanan untuk beban hidup pada lantai gedung menurut PPIUG 1983 dapat dilihat pada tabel 2.2, sudah termasuk perlengkapan ruang sesuai dengan kegunaan dan juga dinding ringan dengan berat tidak lebih dari 100 kg/m3. Tabel 2.2 Beban Hidup pada Lantai Gedung

No. a

Beban Hidup Pada Lantai Gedung Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang di sebut dalam point b

Berat (kg/m2) 200

Lantai dan tangga rumah sederhana dan gudanb

gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik

125

atau bengkel c

Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran, hotel, asrama dan rumah sakit

250

Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

Pembebanan pada atap gedung berbeda dengan pembebanan untuk pelat lantai. Menurut PPIUG 1983 beban hidup pada atap yang dapat dicapai dan dibebani oleh orang harus diambil minimum sebesar 100 kg/m3 bidang datar.


Peluang untuk terjadinya beban hidup penuh yang membebani semua bagian dan semua unsur struktural pemikul secara serempak selama umur gedung tersebut

sangatlah kecil atau tidak efektif sepenuhnya, sehingga beban hidup tersebut dapat direduksi. Berikut sebagian tabel koefisien reduksi beban hidup menurut PPIUG

1983. Tabel 2.3 Koefisien Reduksi Beban hidup

Koefisien Reduksi beban hidup

Penggunaan Gedung

Untuk perencanaan balok

Untuk peninjauan

induk dan portal

Gempa

0,75

0,30

PERUMAHAN/PENGHUNIAN Rumah

tinggal,

asrama,

hotel,

rumah sakit

Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2.1.3 Beban Gempa Beban gempa dapat di modelkan dengan metode statik ekivalen, yang mana metoda statik ekivalen ini merupakan suatu cara analisis statik secara tiga dimensi linier. Sehubungan dengan sifat struktur bangunan gedung beraturan yang berperilaku sebagai struktur dua dimensi, sehingga respons dinamiknya ditentukan oleh respons ragam yang pertama dan dapat ditampilkan sebagai akibat dari beban gempa statik ekivalen (SNI 03-1726-2002 hal. 2). Untuk menghitung beban gempa dengan metoda statik ekivalen ada beberapa parameter-parameter yang digunakan. 1.

Faktor Keutamaan Bangunan (I) Berbagai kategori gedung bergantung pada tingkat kepentingan gedung paska

gempa, pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan Faktor Keutamaan (I) pada Tabel 2.4.


Tabel 2.4 Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung atau bangunan Faktor Keutamaan Kategori gedung I1 I2 I Gedung umum seperti untuk penghunian, 1,0 1,0 1,0 perniagaan dan perkantoran

Monumen dan bangunan monumental

Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat,

1,0

1,6

1,6

1,4

1,0

1,4

1,6

1,0

1,6

1,5

1,0

1,5

fasilitas radio dan televisi. Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun. Cerobong, tangki di atas menara. Sumber: SNI 03-1726-2002, hal. 12

2.

Faktor Reduksi Gempa (R) Tabel 2.5 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum dan faktor tahanan lebih total bangunan gedung

Sistem dan subsistem struktur Uraian sistem pemikul beban bangunan gedung gempa 1. Sistem dinding penumpu 1. Dinding geser beton bertulang (Sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul 2. Dinding penumpu dengan rangka beban gravitasi secara lengkap. baja ringan dan bresing tarik Dinding penumpu atau sistem 3. Rangka bresing di mana bresingnya bresing memikul hampir semua memikul beban gravitasi beban gravitasi. Beban lateral a. Baja dipikul dinding geser atau rangka bresing). b. Beton bertulang (tidak untuk wilayah 5 & 6) 2. Sistem rangka gedung (Sistem 1. Rangka bresing eksentris baja struktur yang pada dasarnya (RBE) memiliki rangka ruang pemikul 2. Dinding geser beton bertulang beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding 3. Rangka bresing biasa geser atau rangka bresing). a. Baja b. Beton bertulang (tidak untuk wilayah 5 & 6) 4. Rangka bresing konsentris khusus

Rm

f

2,7

4,5

2,8

1,8

2,8

2,2

2,8

4,4

2,2

1,8

2,8

2,2

4,3

7,0

2,8

3,3

5,5

2,8

3,6

5,6

2,2

3,6

5,6

2,2

Peningkatan Lantai Rusunawa kabupaten Tegal Tabel 2.5 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum dan

faktor tahanan lebih total bangunan gedung ( Lanjutan ) a. Baja

4,1

6,4

2,2

4,0

6,5

2,8

3,6

6,0

2,8

3,3

5,5

2,8

5,2

8,5

2,8

5,2

8,5

2,8

3,3

5,5

2,8

2,7

4,5

2,8

2,1

3,5

2,8

4,0

6,5

2,8

5,2

8,5

2,8

2,6

4,2

2,8

4,0

6,5

2,8

Dengan SRPMK baja

5,2

8,5

2,8

b. Dengan SRPMB baja

2,6

4.2

2,8

a. Baja dengan SRPMK baja

4,0

6,5

2,8

b.

2,6

4,2

2,8

c. Beton bertulang dengan SRPMK beton bertulang (tidak untuk wilayah 5 & 6) d. Beton bertulang dengan SRPMM beton bertulang (tidak untuk wilayah 5 & 6) Rangka bresing konsentris khusus

4,0

6,5

2,8

2,6

4,2

2,8

a. Baja dengan SRPMK baja

4,6

7,5

2,8

5. Dinding geser beton bertulang berangkai daktail 6. Dinding geser beton bertulang kantilever daktail penuh 7. Dinding geser beton bertulanng kantilever daktail parsial 3. Sistem rangka pemikul momen 1. Rangka pemikul momen khusus ( sistem struktur yang pada (SRPMK) dasarnya memiliki rangka a. Baja ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral b. Beton bertulang dipikul rangka pemikul momen

terutama melalui mekanisme lentur).

2. Rangka pemikul momen menengah beton (SRPMM) (tidak untuk wilayah 5 & 6) 3. Rangka pemikul momen biasa (SRPMB) a. Baja b. Beton bertulang 4.Rangka batang baja pemikul momen khusus (SRPBMK)

4. Sistem ganda (Terdiri dari: 1) rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi; 2) pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikkul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral; 3) kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi / sistem ganda)

1. Dinding geser a.

Beton bertulang dengan SRPMK beton bertulang b. Beton bertulang dengan SRPMB baja c. Beton bertulang dengan SRPMM beton bertulang 2. RBE baja a.

3.

4.

Rangka bresing biasa

Baja dengan SRPMB baja

Peningkatan Lantai Rusunawa kabupaten Tegal Tabel 2.5 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum dan

faktor tahanan lebih total bangunan gedung ( Lanjutan )

b. Baja dengan SRPMB baja

2,6

4,2

2,8

Sistem struktur kolom kantilever

1,4

2,2

2

Beton bertulang menengah ( tidak untuk wilayah 3,4 5 & 6)

3,4

5,5

2,8

1. Rangka terbuka baja

5,2

8,5

2,8

2. Rangka terbuka beton bertulang

5,2

8,5

2,8

3. Rangka terbuka beton bertulang dengan balok beton pratekan (bergantung pada indeks baja total) 4. Dinding geser beton bertulang barangkai daktail penuh 5. Dinding geser beton bertulang barangkai daktail parsial.

3,3

5,5

2,8

4,0

6,5

2,8

3,3

5,5

2,8

5. Sistem struktur bangunan

gedung kolom kantilever: (Sistem struktur yang

memanfaatkan kolom

kantilever untuk beban lateral)

6. Sistem interaksi dinding geser dengan rangka

7. Subsistem tunggal (Subsistem struktur bidang yang membentuk struktur bangunan

gedung secara keselururuhan)

Sumber: SNI 03-1726-2002, hal. 16

3.

Waktu Getar Alami Untuk mencegah penggunaan struktur bangunan gedung yang terlalu

fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T1 dari struktur bangunan gedung harus dibatasi sesuai dengai persamaan (2) dimana koefisien ditetapkan menurut Tabel 2.6. T1

.................................................................................... (Pers. 2)

Keterangan: T1 = Waktu getar alami fundamental struktur bangunan gedung. n = Jumlah lantai gedung.

= Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur bangunan gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur bangunan gedung, bergantung pada Wilayah gempa dan jenis struktur.

Peningkatan Lantai Rusunawa kabupaten Tegal Tabel 2.6

struktur bangunan gedung

Wilayah Gempa

1 2 3 4 5 6

0,2 0,19 0,18 0,17 0,16 0,15

Sumber : SNI 03-1726-2002 hal 26

4.

Respon Spektrum Gempa Untuk masing-masing wilayah gempa ditetapkan spektrum respons Gempa

Rencana C-T seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.1. Nilai faktor respon gempa (C) dapat diketahui berdasarkan wilayah gempa pada lokasi gedung yang dibangun, jenis tanah pada lokasi yang akan dibangun berdasarkan hasil uji SPT dan waktu getar empiris.

Gambar 2.1 Respon Spektrum Gempa


Sumber : SNI 03-1726-202 hal 22 Gambar 2.1 Respon Spektrum Gempa (Lanjutan)

2.1.4 Kombinasi Pembebanan Setelah diketahui beban-beban yang bekerja pada elemen struktur maka dalam mendesain elemen struktur digunakan kombinasi pembebanan untuk mendapatkan pembebanan yang maksimum yang mungkin terjadi pada saat beban bekerja

secara

individual

maupun

bersamaan.

Kombinasi

berdasarkan SNI 1729-2002 dapat dilihat sebagai berikut:

COMBO 1

= 1,4DL

COMBO 2

= 1,2DL + 1,6LL

COMBO 3

= 1,2DL + LL + EQx + 0,3 EQy

COMBO 4

= 1,2DL + LL + EQx - 0,3 EQy

COMBO 5

= 1,2DL + LL - EQx + 0,3 EQy

COMBO 6

= 1,2DL + LL - EQx - 0,3 EQy

COMBO 7

= 1,2DL + LL + 0,3EQx + EQy

COMBO 8

= 1,2DL + LL + 0,3EQx

COMBO 9

= 1,2DL + LL - 0,3EQx + EQy

COMBO 10

= 1,2DL + LL - 0,3EQx - EQy

COMBO 11

= 0,9DL + EQx + 0,3EQy

COMBO 12

= 0,9DL + EQx - 0,3EQy

COMBO 13

= 0,9DL - EQx + 0,3EQy

Eqy

pembebanan


COMBO 14

= 0,9DL - EQx - 0,3EQy

COMBO 15

= 0,9DL + 0,3EQx + EQy

COMBO 16

= 0,9DL + 0,3EQx - EQy

COMBO 17

= 0,9DL - 0,3EQx +EQy

COMBO 18

= 0,9DL - 0,3EQx - EQy

COMBO 19

= Envelope

Keterangan: DL

= Dead Load

LL

= Live Load

EQx

= Earth Quake Load (X

EQy

= Earth Quake Load (Y Direction )

2.1.5

Arah Pembebanan Gempa

Direction )

Arah pembebanan pada perancangan struktur atas gedung ini dilakukan dengan metode pusat masa yang setiap lantai tingkatnya dibuat diagfragma. 1. Pusat Massa Pusat massa lantai tingkat suatu struktur gedung adalah titik tangkap resultante beban mati, berikut beban hidup yang sesuai yang bekerja pada lantai tingkat itu. Pada perancangan struktur gedung, pusat massa adalah titik tangkap beban gempa statik. Nilai pusat massa didapatkan dari perhitungan gaya-gaya dalam dengan melihat gaya normal pada setiap struktur, kemudian dihitung dengan menggunakan rumus:

X pm

Ni X i n

Ni i 1

Ypm

Ni X i n

Ni i 1

Keterangan: Xpm

= Jarak dari koordinat (0,0) untuk menentukan pusat massa arah X

Ypm

= Jarak dari koordinat (0,0) untuk menentukan pusat massa arah Y

Pusat massa suatu lantai terletak pada koordinat (Xpm,Ypm).


2. Pusat Rotasi Pusat rotasi lantai tingkat suatu struktur gedung adalah suatu titik pada lantai

tingkat itu yang bila suatu beban horizontal bekerja padanya, lantai tingkat tersebut tidak berotasi, tetapi hanya bertranslasi, sedangkan lantai-lantai tingkat

lainnya yang tidak mengalami beban horizontal semuanya berotasi dan bertranslasi. 3. Eksentrisitas Desain

Menurut SNI 03-1726-2002 Pasal 5.4, pusat massa lantai tingkat suatu

struktur gedung adalah titik tangkap resultante beban mati dan beban hidup yang

sesuai, yang bekerja pada lantai tingkat tersebut. Pada perancangan struktur gedung, pusat massa adalah titik tangkap beban gempa statik ekivalen. Sedangkan pusat rotasi lantai tingkat suatu struktur gedung adalah suatu titik pada lantai tingkat yang ditinjau yang bila diberi beban horizontal maka lantai tingkat tersebut tidak berotasi akan tetapi mengalami translasi, sedangkan lantai-lantai tingkat lain yang tidak mengalami beban horizontal akan mengalami rotasi dan translasi. Jarak antara pusat massa dan pusat rotasi dinyatakan sebagai eksentrisitas teoritis. Sedangkan antara pusat massa dan pusat rotasi tersebut harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana (ed). Eksentrisitas rencana ini merupakan jarak dari pusat rotasi ke pusat massa yang telah dipindahkan, di mana pusat massa yang telah dipindahkan ini

merupakan pusat massa

yang dihitung

dengan

mempertimbangkan kemungkinan perpindahan pergerakan beban hidup. Gaya gempa mempunyai rotasi sehingga harus memperhitungkan rotasi, karena beban-beban yang bekerja tidak tetap, maka rotasipun akan berpindah pula. Selain itu, pada setiap lantai terdapat pusat rotasi dan pusat massa yang biasanya tidak berimpit (sesuai dengan bentuk bangunan), sehingga perlu dicari eksentrisitas desainnya. Eksentrisitas (SNI 03-1726-2002 pasal 5.4.3) dapat dinyatakan sebagai berikut:

Ed = 1,5e + 0,05b atau Ed = e 0,5b


Dari kedua nilai di atas, dipilih di antara keduanya yang pengaruhnya paling

menentukan untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.

Untuk e > 0,3b, maka: Ed = 1,33e + 0,1b atau

Ed = 1,17e - 0,3b Dari kedua nilai di atas, di pilih diantara keduanya yang pengaruhnya paling

menentukan untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.

Dimana: e

Ed b

= eksentrisitas antara pusat rotasi dan pusat massa = eksentrisitas desain = ukuran horisontal terbesar denah struktur gedung yang diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa.

2.1.6 Perancangan Komponen Struktur Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) Menurut SNI 03-2847-2002. Detail penulangan komponen SRPMM harus memenuhi ketentuan

ketentuan 23.10.4, bila beban aksial tekan terfaktor pada

terfaktor dipasang tulangan spiral sesuai persamaan 27. Bila konstruksi pelat dua arah tanpa balok digunakan sebagai bagian dari sistem rangka pemikul beban lateral maka detail penulangannya harus memenuhi 23.10.6 2.1.7 Kuat Geser Rencana Kuat geser rencana balok, kolom, dan konstruksi pelat dua arah pada struktur SRPMM diambil sebagai nilai terbesar dari dua kondisi berikut ini

Jumlah gaya lintang akibat termobilisasinya kuat lentur nominal komponen struktur pada setiap ujung bentang bersihnya dan gaya lintang akibat beban gravitasi terfaktor.

Gaya lintang maksimum yang diperoleh dari kombinasi beban rencana termasuk pengaruh beban gempa, E, dengan nilai E diambil sebesar dua kali nilai yang ditentukan dalam SNI gempa.


2.1.8 Persyaratan detailing komponen lentur SRPMM Sama seperti halnya pada komponen struktur SRPMK, pada komponen

struktur SRPMM juga berlaku beberapa persyaratan untuk penulangan lentur, diantaranya:

a) Kuat lentur positif pada muka kolom harus lebih besar dari sepertiga (1/3) kuat lentur negatifnya. b) Kuat lentur negatif dan positif pada setiap irisan penampang di sepanjang

bentang harus lebih besar dari seperlima (1/5) kuat lentur yang terbesar yang

disediakan pada kedua ujung balok tersebut.

Untuk tulangan transversal, beberapa ketentuan di bawah ini harus dipenuhi, yaitu: Pada kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang jarak dua kali tinggi komponen struktur dari muka perletakan. Sengkang pertama harus dipasang pada jarak tidak lebih dari 50 mm dari muka perletakan. Spasi maksimum sengkang di daerah ini tidak boleh melebihi: -

d/4

-

delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil

-

24 kali diameter sengkang, dan

-

300 mm

Sengkang di luar ujung balok harus dipasang dengan spasi maksimum d/2 2.2 Landasan Teori 2.2.1

Pondasi Telapak

Macam macam pondasi telapak Secara garis besar, Pondasi telapak dapat dibedakan menjadi 5 macam, yaitu sebagai berikut: 1) Pondasi dinding Pondasi dinding ini sering disebut Pondasi lajur. 2) Pondasi telapak tunggal Pondasi ini sering disebut dengan Pondasi kolom tunggal, artinya setiap kolom mempunyai Pondasi sendiri sendiri. Pondasi telapak tunggal dapat berbentuk bujur sangkar, lingkaran, dan persegi panjang


3) Pondasi gabungan Jika letak kolom relatif dekat, Pondasinya digabung menjadi satu. Bentuk

Pondasi berupa persegi panjang atau trapezium. 4) Pondasi telapak menerus

Jika letak kolom berdekatan dengan daya dukung tanah relative kecil, lebih baik dibuat Pondasi telapak menerus. Agar kedudukan kolom lebih kokoh dan kuat, maka antara kolom satu dan lainya dijepit oleh balok dan sloof. Balok

sloof dicor bersamaan dengan Pondasi

5) Pondasi mat

Pondasi mat sering disebut Pondasi pelat, dipasang di bawah seluruh bangunan, karena daya dukung tanahnya sangat kecil. 2.2.2

Konsep Dasar Perhitungan Daya Dukung Daya dukung tanah dapat dihitung berdasarkan persamaan analitis atau

persamaan empiris. Dalam hal kurangnya data-data index / pisikal propertis dan mekanikal propertis dari pemeriksaan laboratorium untuk seluruh kedalaman penyelidikan, apabila diperlukan nilai karakteristik tanah dapat diperkirakan dengan pendekatan apabila diperlukan nilai karakteristik tanah diperkirakan dengan pendekatan konversi dari nilai-nilai kepadatan atau konsistensi dan klasifikasi jenis tanahnya. Salah satu syarat pondasi dangkal yaitu nilai D/B < 1

Gambar 2.2 Pondasi dangkal


Perhitungan Daya Dukung Pondasi Dangkal. Persamaan

umum

berdasarkan

nilai

soil

mechanical

properties

(berdasarkan kekuatan geser lapisan).

= daya dukung batas (ultimate)

C

= cohesion

q

= beban permukaan effektif =

Df

= kedalaman pondasi terendah

= berat volume

B

= lebar (diameter) pondasi

= faktor daya dukung ( bearing capacity factor )

= faktor koreksi untuk muka air tanah

= faktor bentuk pondasi ( shape factor)

= 1 + (B/L) (Nq/Nc)

= 1 + (B/L) tan Ø

= 1 0.4 (B/L) Untuk kondisi bidang runtuh General Shear Failure harga Nc, Nq,

diambil berdasarkan perhitungan Prandtl dan Caqout Kerisel. Persamaan daya dukung pondasi berdasarkan persamaan empiris dari data hasil sondir. Persamaan Mayerhof

Keterangan :

= daya dukung ijin (t/m2) Qc = nilai perlawanan konis B

= lebar pondasi(m)

D = kedalaman pondasi (m) n

= antar hubungan (qc/SPT)


2.2.3

Mengontrol kuat dukung Pondasi Pondasi harus mampu mendukung semua beban yang bekerja pada

bangunan di atasnya. Oleh karena itu disyaratkan bahwa beban aksial terfaktor pada kolom (Pu) tidak boleh melampaui kuat dukung dari Pondasi ( , yang

dirumuskan:

Pu

Pu =

Keterangan: Pu = gaya aksial terfaktor (pada kolom), N.

= kuat dukung Pondasi yang dibebani, N. = mutu beton yang disyaratkan, MPa.

= luas daerah yang dibebani, mm2. 2.2.4

Struktur Balok Perencanaan balok beton bertulang bertujuan agar suatu balok yang

direncanakan mampu menahan momen lentur murni, gaya-gaya lintang dan momen puntir yang bekerja cukup kuat. Balok yang dibuat juga harus bernilai ekonomis dan sesuai dengan peraturan yang berlaku. Menentukan dimensi merupakan langkah awal dalam perencanaan balok, penentuan dimensi tinggi (h) dapat menggunakan rumus sebagai berikut. Tabel 2.7 Tebal minimum balok (h) Tinggi minimum, h Komponen struktur

Dua tumpuan sederhana

Satu ujung menerus

Kedua ujung menerus

Kantilever

Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar Pelat masif satu arah

l /20

l /24

l /28

l /10

Balok atau pelat rusuk satu arah

l /16

l /18,5

l /21

l /8

CATATAN Panjang bentang dalam mm. Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal (wc = 2400 kg/m3) dan tulangan BJTD 40. Untuk kondisi lain, nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut : a. Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis di antara 1500 kg/m3 sampai 2000 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan [1,65 - (0,000 3)wc] tetapi tidak kurang dari 1,09, dimana wc adalah berat jenis dalam kg/m3. b. Untuk y f selain 400 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700). c. Sedangkan untuk dimensi lebar (b) menggunakan rumus .

1 2

Sumber : SNI 03-2847-2002

23


Perancangan struktur beton bertulang berdasarkan SNI 03-2847-2002

pasal 3.3.2 ayat 6 dan 7 yaitu mengenai hubungan antara tegangan tekan beton

dan regangan beton boleh diasumsikan persegi (ekuivalen) yang didefinisikan sebagai berikut:

a. Tegangan beton sebesar 0,85 c harus diasumsikan pada daerah tekan ekuivalen yang dibatasi oleh tepi penampang dan garis lurus yang sejajar

dengan sumbu netral berjarak a =

1

.c dari serat yang mengalami regangan

maksimum.

b. Jarak c dari serat dengan regangan maksimum kesumbu netral harus diukur dalam arah tegak terhadap sumbu tertentu.

c. Faktor

1

harus diambil sebesar 0,85 untuk kuat tekan beton

c

hingga sama

dengan 30 MPa. Untuk kekuatan > 30 MPa, 1 harus direduksi secara menerus sebesar 0,008 untuk setiap kelebihan tegangan 1 MPa, tetapi

1

tidak boleh

kurang dari 0,65. Ketentuan lain pada SNI 03-2847-2002 pasal 3.3.2 ayat 3 menyatakan bahwa regangan maksimum yang dapat digunakan pada serat beton tekan terluar harus diasumsikan sama dengan c = 0,003. 2.2.5

Perencanaan lantai tambahan.

2.2.5.1 Preliminary Design pelat Dalam proses perencanaan tebal pelat yang harus ditetapkan terlebih m m

adalah perbandingan antara kekakuan balok dan kekakuan

pelat yaitu :

= Modulus Elastisitas beton

I = Momen Inersia = 1/12. b. h3

!"

m

tahap selanjutnya adalah menentukan Hmin dengan

ketentuan : Tebal pelat minimum dengan balok yang menghubungkan tumpuan pada semua sisinya harus memenuhi ketentuan sebagai berikut: a. Untuk

#m

yang sama atau lebih kecil dari 0,2 harus menggunakan

persamaan 11.5(3(2))


b. Untuk m lebih besar dari 0,2 tapi tidak lebih dari 2,0 ketebalan pelat

minimum harus memenuhi

dan tidak boleh kurang dari 120 mm

c. Untuk m lebih besar dari 2,0 ketebalan pelat minimum tidak boleh kurang

dari:

dan tidak boleh kurang dari 90 mm

d. Pada tepi yang tidak menerus, balok tepi harus mempunyai rasio kekakuan

tidak kurang dari 0,8 atau sebagai alternative ketebalan minimum yang

ditentukan persamaan 16 atau persamaan 17 harus dinaikan 10% pada panel dengan tepi yang tidak menerus.

!"#"$%&'%&(

= bentang terpanjang pelat ) = bentang terpendek pelat

2.2.5.2 Preliminary Design Kolom Perancangan struktur kolom dilakukan berdasarkan persamaan berikut: *+

P A

Dimana: ,

= Diasumsikan kuat tekan beton (MPa)

P

= Beban aksial yang diterima beton (N)

A

= Luas penampang awal (mm2) Hasil perhitungan harus memenuhi pasal 23.4 (1) SNI 03-2874-2002 untuk

komponen struktur yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial pada SRPMM adalah : bmin = 300 mm dan

b - ./4 h

dengan : b = dimensi penampang terkecil (mm) h = dimensi penampang yang tegak lurus penampang terkecil (mm)


2.2.5.3 Preliminary Design Balok Sesuai Tabel 8 pasal 11.5 SNI 03-2874-2002 untuk komponen struktur

balok tebal minimum, h adalah : a.

Untuk balok dengan satu ujung menerus : hmin =

L 18.5

Untuk balok dengan kedua ujung menerus :

b.

hmin =

L 21 Tabel 2.8. Tebal Minimum Balok

Tinggi minimum, h Komponen struktur

Dua tumpuan sederhana

Satu ujung menerus

Kedua ujung menerus

Kantilever

Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar Pelat masif satu arah

l /20

l /24

l /28

l /10

Balok atau pelat rusuk satu arah

l /16

l /18,5

l /21

l /8

CATATAN Panjang bentang dalam mm. Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal (wc = 2400 kg/m3) dan tulangan BJTD 40. Untuk kondisi lain, nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut : a. Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis di antara 1500 kg/m3 sampai 2000 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan [1,65 - (0,000 3)wc] tetapi tidak kurang dari 1,09, dimana wc adalah berat jenis dalam kg/m3. b. Untuk y f selain 400 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700). c. Sedangkan untuk dimensi lebar (b) menggunakan rumus .

1 2

23

Sumber: [SNI 03-2847-2002]

Sesuai pasal 23.3(1) SNI 03-2874-2002 untuk komponen struktur lentur pada Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMM) adalah: bmin = 250 mm dan

b h

Dengan : b = lebar penampang balok (mm) h = tinggi penampang balok (mm) L = panjang bentang balok, diukur dari pusat ke pusat (mm)


2.2.6

Analisa Penampang Balok Persegi Bertulang Ganda.

(i). Penampang

(ii). Regangan

(iii). Tegangan

Gambar 2.3 Penampang, regangan, tegangan balok bertulang ganda

Keterangan h = tinggi balok (mm) b = lebar balok (mm) c = garis netral (mm)

c = regangan beton (0.003) s = regangan baja tulangan tarik = regangan baja tulangan tekan = gaya tekan beton (N) = gaya tekan baja tulangan tekan (N) = gaya tarik baja tulangan (N) d = tinggi efektif balok, ditentukan dari serat tekan beton terluar sampai dengan titik berat tulangan tarik (mm)

= jarak serat tekan terluar sampai dengan titik berat tulangan tekan (mm) = luas tulangan tarik (mm2) = luas tulangan tekan (mm2) a = tinggi balok tegangan persegi ekivalent (mm) =

= momen nominal penampang (Nmm) Dengan mengasumsikan tulangan tarik dan tekan sudah leleh, maka:


Dari keseimbangan gaya horizontal pada diagram (iii) tegangan

Kontrol terhadap asumsi diatas, bahwa

Dari diagram regangan: a)

!" #

)

$% #&'( * + *

,

b)

# !" 5s

=

# -#&'(. #

01 / 23

sudah leleh

4& !

-4& . #

#

= ,

-'&#. #

01 / 23

Bila kedua asumsi di atas benar, maka besarnya momen nominal (67 ) 67

= 8# 9+

: ;

< 8 + +

Bila tulangan tekan belum leleh, sedangkan tulangan tarik sudah leleh, maka harus ada koreksi terhadap garis netral atau nilai a, karena tegangan tulangan tekan tidak sama dengan tegangan leleh, sehingga besarna nilai: 1)

=

atau


2)

Dari diagram (iii) tegangan:

0,85. .a.b + ! . = " # $ % # & , dengan nilai & '((((( )*+ - $ , , . / $ 01 # , dengan nilai , 2 - 34

5

+ . /% 8 67 # + 67

9: .

< =

9

/% # 67 +

;#

> + . / # 6? +

+ . /% # 67 +

@ # A

; # (B((C

$ $ # & + . /% # 67 ; # (B((C#'((((( 9 + D((E: .

/% # 67 +

F

Dengan mensubstitusikan persamaan di atas ( G HI JKLKM NIOPKMKKQ R S T UV maka:

0,85. .a.b + ! . = " # 0,85. .a.b + ! .600W

X01$ Y34 Z " # X

0,85. .b.a2 + ! .600.a - ! .600. 67 .d = " # # +


0,85. . b.a2 + .600- )a - .600. .d = 0 a1 dan a2 akan didapatkan hasilnya

Besarnya momen nominal yang terjadi (Mn) adalah

Cek momen kapasitas penampang

2.2.7

Analisis kapasitas geser balok Perilaku balok beton bertulang pada keadaan runtuh karena geser lentur

sangat berbeda dengan keruntuhan yang disebabkan olen lentur (momen). Balok dengan keruntuhan geser, pada umumnya tidak adanya peringatan terlebih dahulu. Untuk perilaku kegagalan getas ini, perlu direncanakan penampang yang cukup kuat untuk memikul gaya geser yang terjadi.

Gambar 2.4 Perencanaan geser untuk balok (a) (b)

gaya geser rencana akibat gravitasi dan goyangan ke kiri gaya geser rencana akibat gravitasi dan goyangan ke kanan

a. Perhitungan nilai yaitu gaya geser akibat beban !"#

!$%#

b. Perhitungan pada kondisi Gambar 2.4a &

'

( )

%

c. Perhitungan pada kondisi Gambar 2.4b &*

(

%

' )

d. Kontrol gaya geser rencana &


e. Kuat Geser yang Ditahan Oleh Beton

Sesuai dengan peraturan bahwa kuat geser yang ditahan oleh beton sebesar :

Untuk komponen struktur yang dibebani oleh geser dan lentur.

f. Perhitungan kapasitas geser akibat sengkang terpasang Perhitungan kapasitas geser yang diberikan oleh sengkang adalah

Keterangan : Vs = Kuat geser akibat tulangan sengkang (N) Av = Luas tulangan geser untuk dua kaki fy = Tegangan leleh baja tulangan (MPa) d = Tinggi efektif balok (mm) s = Jarak antar tulangan sengkang (mm) g. Perhitungan kuat geser balok eksisting Perhitungan kuat geser balok eksisting dihitung menggunakan persamaan berikut:

2.2.8

Analisis Elemen Struktur Kolom

2.2.8.1 Pengaruh kelangsingan Sesuai pasal 12.10(2) SNI 03-2874-2002 perencanaan komponen struktur tekan dapat dilakukan dengan analisis tingkat pertama, kecuali untuk komponenkomponen struktur tekan tunggal pada rangka yang ditinjau memiliki kelangsingan lebih besar daripada 100. Untuk rangka portal tak bergoyang pengaruh panjang/kelangsingan kolom harus diperhitungkan jika :

!

"# % "$


dengan suku tidak boleh diambil lebih besar dari 40. Suku

bernilai positif bila kolom melentur dengan kelengkungan tunggal dan

bernilai negatif bila kolom melentur dengan kelengkungan ganda. Untuk rangka portal bergoyang pengaruh panjang/kelangsingan kolom harus

diperhitungkan jika :

Faktor panjang efektif k dihitung menggunakan nomogram seperti terlihat

pada Gambar 2.5 dengan berdasarkan :

Gambar 2.5 Faktor panjang efektif (k)

Sesuai SNI-03-2847-2002 pasal 12.11 (1) momen inersia penampang kolom dan balok dapat direduksi dengan memperhatikan pengaruh beban aksial, adanya retak sepanjang bentang komponen struktur dan pengaruh durasi beban, sehingga :


dan pada Gambar 2.5 adalah nilai pada kedua ujung kolom, dengan adalah nilai pada ujung atas dan pada ujung bawah. Jari-jari girasi r dihitung menggunakan persamaan berikut :

Sesuai SNI-03-2847-2002 pasal 12.11 (2) nilai r dapat diambil sebesar :

Untuk penampang persegi

Untuk penampang bulat Dengan nilai : = dimensi total dalam arah stabilitas yang ditinjau : = diameter penampang kolom Suatu tingkat pada struktur dapat dianggap tidak bergoyang apabila :

! "

#$%&'% ()* +'% ,* -'./%& 0 masing adalah beban vertikal total dan gaya &$.$1 2'%3'/ 343'2 )'+' 3/%&5'3 6'%& +/3/%7'*8 +'% 90 adalah simpangan relatif antartingkat orde 0 pertama pada tingkat yang ditinjau akibat Vu (SNI-03028472002 hal 77). 2.2.8.2 Kolom pendek Kolom dikategorikan menjadi kolom pendek dan kolom tinggi, kolom bisa dikategorikan sebagai kolom pendek apabila memenuhi persyaratan dibawah ini : a. Untuk kolom tidak bergoyang :

:; ?@ ! < = > B ?A b. Untuk kolom bergoyang :

:; !


Dimana : k = faktor panjang efektif kolom

lu = panjang bersih kolom (m) r = radius atau jari

jari inersia penampang kolom (m) 0.3 h (kolom persegi) dan

0.25 (kolom bundar) M1 = momen terkecil pada ujung kolom M2 = momen terbesar pada ujung kolom

2.2.9 Metode Perkuatan Balok

Perkuatan balok sangat diperlukan karena berbagai hal antara lain karena

perubahan fungsi bangunan, perubahan ketentuan atau peraturan, meningkatnya nilai keamanan, terjadinya kerusakan struktur, desain yang kurang baik, konstruksi yang kurang baik. Perkuatan balok beton merupakan tindakan untuk mengantisipasi balok dari kerusakan yang dapat terjadi. Dalam perkuatan balok beton, terdapat beberapa metode perkuatan yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kekuatan balok beton. Pada umumnya metode yang dapat digunakan dalam perkuatan balok

dapat berupa elemen-

elemen balok terpasang yang diberi tulangan dengan bahan yang baru atau elemen baru, bungkus pelat baja maupun beton (jacketing) dengan maksud untuk meningkatkan kapasitas tarik dan tekan. Perkuatan Balok Dengan Fiber Reinforced Polymer (FRP) Metode perkuatan balok beton menggunakan fiber reinforced polymer (FRP) adalah metode perkuatan balok untuk perkuatan lentur, maupun untuk perkuatan geser dengan menggunakan serat fiber dengan cara merekatkan bahan fiber reinforced polymer (FRP) pada balok beton dengan menggunakan epoxy resin.


1.

Perkuatan lentur balok Kapasitas lentur balok didasarkan pada kekuatan batas ultimit, yang

ditentukan oleh batasan kuat tekan beton dan tegangan leleh baja tulangan serta tegangan efektif Fiber Reinforced Polymer (FRP).

81

d234

M7

A

9:; <=? >@

d2a56

g.n

!"#

Gambar 2.6 Diagram regangan tegangan perkuatan lentur balok

a. Perhitungan properti FRP Perhitungan properti FRP meliputi perhitungan luas penampang FRP yang digunakan, perhitungan mengacu pada ACI Committee 440 seperti yang telah dijelaskan pada Bab ini. Perhitungan luas penampang FRP yang digunakan dihitung menggunakan persamaan berikut : $% & '() *)

Dimana, n adalah jumlah lapis FRP yang digunakan

b. Perhitungan tegangan FRP Tegangan efektif FRP dihitung menggunakan persamaan berikut : / %)+ & ,- . %)+

c. Perhitungan regangan disain FRP Regangan efektif FRP dihitung menggunakan persamaan berikut : / 0)+ & ,- . 0)+

d. Perhitungan rasio FRP terhadap penampang balok Perhitungan rasio FRP dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :


e. Perhitungan tingkat regangan beton pada ikatan FRP

Perhitungan tingkat regangan beton pada ikatan FRP dihitung dengan

persamaan berikut (ACI 440.2R-02)

, dimana

" ! #$% adalah asumsi momen

yang terjadi pada saat dilakukan perkuatan

menggunakan FRP dan c sebagai asumsi awal digunakan 0,2d . f. Perhitungan koefisien ikatan FRP dengan beton Perhitungan koefisien ikatan FRP dihitung menggunakan persamaan berikut: Untuk &'

( )*++++ digunakan persamaan sebagai berikut: &' ) , ) ( +/0 -+ . !-++++ Untuk &' 1 )*++++ digunakan persamaan sebagai berikut: ) 0++++ , 2 3 ( +/0 -+ . &' Dimana &' adalah jumlah lapis FRP yang digunakan dikali

tebal FRP

dikalikan modulus elastisitas FRP yang digunakan. g. Perhitungan regangan efektif FRP Perhitungan regangan efektif FRP dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

4 +/++! ( ,. Dimana terdapat batasan bahwa regangan efektif FRP harus kurang dari atau sama dengan koefisien ikatan FRP dikalikan dengan regangan desain FRP. h. Perhitungan regangan tulangan tarik


Perhitungan regangan tulangan tarik baja setelah dilakukan perkuatan

menggunakan FRP, sehingga perhitungan regangan tulangan tarik dihitung

berdasarkan persamaan berikut:

i. Kontrol asumsi nilai c

Asumsi nilai c diperiksa menggunakan persamaan berikut:

Persamaan di atas digunakan karena balok eksisting menggunakan tulangan

ganda. Apabila nilai c asumsi c hasil kontrol, maka perhitungan dapat diulang kembali hingga asumsi nilai c nilai c hasil kontrol. j. Perhitungan momen kapasitas balok yang diperkuat menggunakan FRP Perhitungan momen kapasitas balok yang diperkuat menggunakan FRP dihitung menggunakan persamaan (2.116). Kontribusi dari FRP masih perlu dikalikan dengan faktor reduksi sebesar = 0,85.

2.

" # $ ! !

Perkuatan Geser Kuat geser nominal % merupakan gabungan kontribusi beton % , tulangan

geser % dan pemasangan FRP % . Sehingga perhitungan kapasitas geser balok dihitung menggunakan persamaan sesuai ACI Committee 440. % % % % % adalah kuat geser yang diberikan FRP dan telah direduksi sebesar .

Sedangkan nilai % diperoleh dari persamaan dimana : %

& "'() * +,' *# -

& adalah luas FRP, adalah tinggi FRP yang dipasang untuk perkuatan geser

dan - adalah jarak antar FRP yang dipasang untuk perkuatan geser. & !./ 0


Dimana regangan efektir FRP

yang dipasang pada keempat sisi untuk

perencanaan geser, dihitung menggunakan persamaan berikut :

Keterangan:

= 0,75

= 0,95 untuk komponen yang ditutup lembaran FRP pada keliling

penampang tersebut atau keempat sisinya = 0,85 untuk pemasangan U-wrap atau tiga sisi

Gambar 2.7 Perkuatan geser dengan FRP

2.2.10 Faktor Reduksi Kekuatan Faktor reduksi kekuatan diberikan dalam persamaan di bawah yang sesuai dalam ACI Commitee 440,2002 adalah sebagai berikut :

2.2.11 Perkuatan Elemen Struktur Kolom Sistem perkuatan menggunakan FRP dapat digunakan untuk meningkatkan kapasitas tekan aksial dengan cara memberikan efek kekangan (confined) menggunakan FRP (ACI Commitee 440, 2002). Kekangan pada kolom dilakukan secara melintang terhadap sumbu longitudinal kolom. Dalam kasus ini serat melingkar FRP mirip dengan sengkang konvensional. Balutan FRP memberikan kekangan pasif pada kolom. Sehingga rekatan antara FRP dengan beton sangatlah


penting. Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung kapasitas tekan aksial kolom yang terkekang oleh FRP dapat dihitung menggunakan persamaan

berikut sesuai (ACI Commitee 440,2002) : kolom persegi dengan sengkang digunakan persamaan berikut : Untuk

adalah faktor reduksi tambahan dengan nilai (ACI Commitee 440,2002) dan kuat tekan beton terkekang dihitung menggunakan persamaan

berikut :

dimana adalah tekanan lateral akibat laminasi FRP yang dihitung menggunakan persamaan berikut :

" " % & ! # #$ ! # #$ #$ Jika pemasangan FRP pada kolom ditujukan untuk mengalami kombinasi aksial dan geser, sehingga regangan FRP harus dibatasi berdasarkan kriteria pada persamaan berikut :

%#$ ' ( %#) Untuk rasio perkuatan menggunakan FRP "# pada penampang persegi dan persegi panjang, dihitung menggunakan persamaan berikut :

"#

*+# ,- ./ -.

dan faktor efisiensi untuk penampang persegi dan persegi panjang harus ditentukan berdasarkan geometri, aspek rasio

dan konfigurasi baja tulangan.

Persamaan berikut digunakan untuk menentukan faktor efisiensi (ACI Commitee 440,2002), dimana r adalah jari-jari tepi kolom.

!

,- 0/1 ,. 0/1 2-. , " /

efek kekangan dari balutan FRP harus diabaikan untuk penampang persegi panjang dengan aspek rasio

-3. melebihi 1,5 atau dimensi tampak b atau h


melebihi 36 in (900 mm) , kecuali hasil pengujian dapat membuktikan efektivitas tersebut (ACI Commitee 440, 2002).

Dimana

adalah rasio tulangan longitudinal kolom yang terkekang dapat

dihitung menggunakan persamaan berikut :

2.2.12 Detail Perkuatan Menggunakan FRP

Sesuai ACI Committee 440 bahwa detail pemasangan FRP untuk perkuatan

struktur tergantung pada geometri struktur, kekuatan dan kualitas substrat, dan

tingkat beban yang harus ditopang oleh lembaran FRP. Banyaknya kegagalan rekatan antara FRP dengan beton dapat dihindari dengan mengikuti panduan detail pemasangan FRP seperti berikut : 1. Balutan FRP tidak boleh dihentikan pada sudut penampang (lihat Gambar 2.8). 2. Menyediakan radius pada sudut terluar minimum 13 mm pada FRP yang dipasang melingkar (dibalukan). 3. Pemberhentian balutan FRP harus menyediakan tumpang-tindih (overlap) sejarak x (lihat Gambar 2.8). untuk balok menerus pemberhentian pemasangan FRP untuk perkuatan lentur harus diteruskan sejarak x

9a)

dari

inflection point. Jika pemasangan FRP lebih dari satu lapis maka panjang penyaluran untuk FRP pada lapis terluar diteruskan sejarak x

150 mm dari inflection point dan panjang penyaluran lapis berikutnya sejarak x

tusan

FRP pada lapis terluar begitu

pun kumulatif hingga lapis terdalam (lihat Gambar 2.9b).

Peningkatan Lantai Rusunawa kabupaten Tegal x

Kolom

Lapisan FRP Perkuatan Geser balok

Lapisan FRP

x

(a)

(b)

Gambar 2.8 Detail panjang penyaluaran FRP yang dipasang dengan cara dililitkan (dibalutkan) Mu¯

Inflection Point

Mu

(a)

x

FRP

(b)

x

FRP

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

(c)

Gambar 2.9 Panjang penyaluran FRP perkuatan lentur pada balok menerus a) bidang momen balok b) pemasangan FRP satu lapis c) pemasangan FRP dua lapis

Sebagai contoh jika pemasangan FRP diperlukan sebanyak tiga lapis maka

inflection point.

inflection point dan lapis terluar se inflection point.

2.2.13 Perkuatan Elemen Struktural Menggunakan FRP Dalam beberapa elemen beton bertulang, tulangan baja digunakan untuk menahan tarik dan meningkatkan kekuatan lentur serta kekakuan dari elemen dengan tinggi yang terbatas dan untuk membatasi lebar retak. Fiber Reinforced Polymer (FRP) merupakan alternatif dari perkuatan material yang dapat digunakan secara efisien seperti tambahan perkuatan. Material FRP

tersedia


dalam bentuk material atau lembaran, yang dapat terikat pada permukaan luar dari elemen beton dengan bahan perekat berupa epoxy untuk mencapai tujuan yang

diinginkan. FRP dapat digunakan sebagai perkuatan eksternal dalam berbagai antara lain : kasus,

1. Perkuatan elemen beton yang mengalami

peningkatan beban untuk

memperbaiki kekakuan dan kekuatan, dengan asumsi bahwa debonding FRP tidak menyebabkan kerusakan elemen.

2. Perbaikan elemen beton yang mengalami kerusakan akibat gempa bumi atau kebakaran.

3. Meningkatkan daya layan dan kekuatan geser elemen beton. 4. Perbaikan struktur bangunan yang sudah lama dan bersejarah 2.2.14 Faktor Keamanan FRP ACI Committee 440 menyarankan bahwa untuk perkuatan eksternal menggunakan FRP harus mempertimbangkan pengaruh lingkungan dengan faktor reduksi lingkungan . Faktor reduksi lingkungan tergantung pada lokasi dan agresivitas kondisi terekspos (Tabel 2.9). Faktor reduksi yang lebih tinggi untuk kondisi terekspos eksternal seperti pada dek jembatan dan pier dermaga sedangkan faktor reduksi yang lebih rendah disarankan untuk kondisi terekspos interior seperti kolom, balok dan pelat lantai pada sebuah gedung karena kurangnya agresivitas dan unsur lingkungan (misalnya uap air, fluktuasi temperatur dan kadar air garam). Tabel 2.9 Faktor reduksi lingkungan untuk berbagai jenis sistem FRP dan kondisi terekspos

Kondisi Terekspos Terekspos Interior

Terekspos Eksterior (jembatan, dermaga dan parkir ruang terbuka) Lingkungan Agresif (ruangan bahan kimia dan pengolahan limbah pabrik)

Jenis Fiber dan Resin

Faktor Reduksi Lingkungan

Carbon/epoxy

0,95

Glass/epoxy

0,75

Aramid/epoxy

0,85

Carbon/epoxy

0,85

Glass/epoxy

0,65

Aramid/epoxy

0,75

Carbon/epoxy

0,85

Glass/epoxy

0,50

Aramid/epoxy

0,70


2.2.15 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sifat FRP 1.

Pengaruh uap air

Masuknya uap air kedalam material dapat mempengaruhi kinerja FRP. Air

menembus FRP melalui dua proses yaitu difusi melalui resin dan mengalir

melalui celah atau cacat material lainnya. Penetrasi air kedalam retak atau cacat lainnya terjadi oleh aliran kapiler. Pelunakan dan pencampuran karena hidrolisis mengarah ke pengurangan sifat domain dari campuran seperti kekuatan geser,

kekuatan dan kekakuan dari komposit. Pengurangan properti mekanik dititikberatkan dengan adanya tekanan dan temperatur.

2.

Pengaruh temperatur Temperatur mempengaruhi tingkat penyerapan air dan sifat mekanik

komposit FRP. Sifat mekanik komposit FRP menurun ketika material terkena temperatur tinggi (37°C sampai 190°C). Peningkatan temperatur mempercepat rangkak dan tegangan relaksasi. Variasi kekuatan dan variasi kekakuan terjadi saat polimer pada temperatur rendah, sehingga terjadi kerusakan rapuh sebelum pada waktunya. Fleksibelitas dan kekerasan polimer pada penurunan temperatur dapat menyebabkan peningkatan pada: Modulus Elastisitas Kekuatan tarik dan lentur Fatik, kekuatan dan ketahanan Penurunan suhu dapat juga menyebabkan pengurangan dalam: Pemanjangan dan defleksi Pengurangan kekuatan material Kekuatan tekan 3.

Radiasi ultraviolet (UV) Komposit FRP terkena radiasi UV mengalami kerusakan fotokimia,

sehingga menyebabkan perubahan warna dan pengurangan berat molekul yang mengakibatkan degradasi komposit. Panjang jangka waktu pencahayaan sinar UV dapat menyebabkan erosi resin yang dapat menyebabkan tereksposnya fiber, penetrasi uap air dan retak campuran, menyebabkan pengurangan pada sifat termomekanis.


2.2.16 Kelebihan dan Keterbatasan dari Komposit FRP untuk Memperkuat Elemen Beton

Konvensional beton bertulang telah banyak digunakan di seluruh dunia

sebagai salah satu material struktur paling penting. Aplikasi struktur termasuk

gedung, jembatan, dinding penahan, terowongan, tangki, pipa bawah tanah, dan sebagainya. Namun elemen beton bertulang menimbulkan korosi akibat lingkungan terekspos seperti garam deicing, bahan kimia, dan masuknya uap air

karena mikroretak pada beton. Terlalu cepat retak pada beton bertulang akibat baja berpengaruh pada kekuatan, kekakuan, dan daya layan yang berkurang korosi

serta kerusakan beton, yang pada waktunya dapat mengakibatkan kerusakan struktural. Korosi pada beton bertulang dapat memperlemah struktur akibat dari tegangan yang disebabkan oleh ekspansi dari baja yang terkorosi. Elemen beton memerlukan perawatan untuk memperbaiki kekuatan dan kekakuan setelah mengontrol tingkat korosi melalui perlindungan katodik atau cara konvensional lainnya. Penerapan teknologi komposit FRP wraps pada elemen beton telah ditemukan sebagai solusi yang sangat baik untuk masalah tersebut. Berikut ini beberapa kelebihan menggunakan FRP-ER: 1. Rasio k g-masing untuk glass dan carbon dibandingkan dengan baja). 2. Rasio k g-masing, untuk glass dan carbon dibandingkan dengan baja). 3. Ketahanan korosi yang lebih tinggi 4. Berat yang lebih ringan, sehingga lebih murah untuk penanganan yang ekonomis, pengiriman, dan transportasi serta peralatan untuk pemasangan lebih ringan 5. Durability lebih tinggi, yang mengarah untuk menurunkan life-cycle cost. 6. Daktilitas lebih besar, memberikan peringatan yang cukup sebelum keruntuhan. 7. Lebih mudah untuk memperkuat mikroretak. 8. Lebih mudah untuk mengontrol pertumbuhan retak dengan membatasi beton.


9. Modifikasi yang lebih baik untuk memenuhi kebutuhan secara spesifik. 10. Instalasi lapangan lebih cepat, sehingga prosedur yang lebih ekonomis untuk

penahanan beton pada kolom. Beberapa keterbatasan aplikasi komposit FRP wraps:

1. Ketidakpastian tentang durability FRP, data terbatas untuk kinerja jangka panjang. 2. Kekhawatiran ketahanan api, efek samping dari asap dan tingkat keracunan,

serta ketahanan resin lebih buruk terhadap sinar UV 3. Keterbatasan pengetahuan properti material dan prosedur aplikasi, serta

kemungkinan korosi dari tulangan. 4. Kurangnya laboratorium yang memadai dan data lapangan sehubungan dengan berbagai tindakan struktural, termasuk fenomena geser karena adanya peningkatan jumlah lapisan fiber pada komposit. 2.2.17

Pemodelan Struktur Sistem pemodelan struktur yang dipakai dalam penyelesaian studi ini yaitu

menggunakan ETABS. Pemodelan struktur merupakan penyederhanaan bentuk bangunan ke dalam suatu sistem untuk mempermudah dalam perhitungan gayagaya yang terjadi.

Gambar 2.10 Denah pembalokan lantai 2




Gambar 2.13 Denah pembalokan lantai dak


Gambar 2.14 Denah pembalokan lantai ring balk

Gambar 2.15 Gambar 3 dimensi Rusunawa

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Recommend Documents