EVALUASI STRUKTUR BANGUNAN PASAR DI MADIUN PASKA KEBAKARAN M. Sigit Darmawan Prodi Diploma Teknik Sipil ITS Kampus ITS Jl. Menur 127 Surabaya Tel :031-5981006 Fax :031-5981006 Email:
[email protected]
ABSTRAK Tulisan ini menyajikan hasil evaluasi struktur bangunan pasar di Madiun paska kebakaran. Kebakaran yang terjadi telah menyebabkan terjadinya retak dan lendutan yang berlebihan pada bangunan. Sebagai akibatnya diperlukan kajian teknis yang berupa evaluasi struktur bangunan paska kebakaran untuk mengetahui tingkat kelayakan bangunan. Data yang diperlukan untuk evaluasi struktur didapat melalui survei lapangan, uji lapangan maupun uji laboratorium. Dari hasil tes tekan beton benda uji core-drill didapat mutu beton (fc’) sebesar 10 MPa untuk beton yang terbakar dan 22 MPa untuk beton yang tidak mengalami kebakaran. Data-data teknis yang diperoleh selanjutnya dipergunakan sebagai data masukan untuk keperluan evaluasi struktur. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kebakaran telah menyebabkan terjadinya penurunan kekuatan struktur yang cukup besar, baik pada elemen plat, balok maupun kolom. Sebagai akibatnya struktur bangunan pasar Madiun paska kebakaran dinyatakan tidak layak secara struktur dan direkomendasikan untuk dibongkar. Kata kunci: kebakaran, evaluasi struktur, kelayakan struktur
PENDAHULUAN Pada tanggal 23 Oktober 2008 Pasar Besar Kota Madiun mengalami kebakaran yang cukup besar, bila ditinjau dari luasan daerah yang terbakar dan dari lamanya waktu kebakaran. Survey awal yang dilakukan terhadap kondisi elemen struktur bangunan paska kebakaran menunjukkan bahwa mayoritas bangunan telah mengalami kerusakan berupa retak dan mengalami lendutan yang berlebihan. Namun demikian ditemukan juga ada sebagian lokasi di Pasar tersebut yang tidak mengalami kebakaran. Mengingat bangunan tersebut merupakan bangunan sarana umum yang vital untuk perdagangan masyarakat Madiun, maka perlu dilakukan langkah untuk mengetahui kualitas konstruksi bangunan secara menyeluruh paska kebakaran. Untuk mengetahui kelayakan dari konstruksi bangunan tersebut maka Pemerintah Kota Madiun menugasi Tim LPPM ITS Surabaya untuk melakukan kajian teknis bangunan gedung Pasar Besar Kota Madiun tersebut. Kajian teknis berupa evaluasi struktur bangunan gedung Pasar Besar Kota Madiun pasca kebakaran ini bertujuan untuk mengetahui kelayakan konstruksi bangunan pasca kebakaran dan agar bisa diambil langkah-langkah teknis berikutnya terhadap pemanfaatan bangunan tersebut. METODE Untuk mencapai tujuan kajian teknis, maka metode dan tahapan pekerjaan yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Study Pendahuluan dan Pengumpulan Data Sekunder
Tahap ini dilakukan dengan mempelajari dokumendokumen teknis tentang rancang bangun konstruksi gedung dengan tujuan untuk : a. Mendapatkan data teknis sistim struktur gedung b. Mendapatkan data parameter dan kriteria rancang bangun yang dipakai oleh perencana 2. Pengumpulan Data Perencanaan Melakukan pengumpulan data kriteria perencanaan, yang antara lain terdiri dari : a. Mutu material beton dan baja tulangan b. Data pembebanan c. Gambar-gambar perencanaan dan as-built drawing 3. Survey Lapangan, Pengujian Lapangan dan Pengambilan Sample (Data Primer). Kegiatan tahap ini meliputi : a. Pengamatan visual terhadap kerusakan yang terjadi, tingkat kebakaran dari perubahan warna beton dan benda-benda yang terbakar. Hasil pengamatan akan digunakan sebagai acuan dalam memberikan informasi yang representatif tentang kondisi struktur gedung dan dapat digunakan sebagai dasar rekomendasi tentang bagian–bagian elemen struktur mana saja yang perlu diperbaiki, termasuk skala prioritasnya. b. Pengambilan sample beton (benda uji) dengan core drill sesuai ASTM C42-90. c. Pengujian kekuatan dan keseragaman mutu beton dengan Test Hammer sesuai ASTM C805-85 pada lokasi core drill dan beberapa lokasi lainnya. 4. Melakukan Pengujian di Laboratorium Pengujian yang akan dilaksanakan adalah : a. Pengujian kekuatan tekan beton terhadap benda uji core drill sesuai ASTM C39-93A A-21
ISBN 978-979-18342-1-6
b.
Pengujian kuat tarik tulangan baja sesuai ASTM A370-94 5. Melakukan Analisa dan Evaluasi. Langkah ini dilakukan untuk setiap pekerjaan pengujian yang meliputi : a. Analisa dan evaluasi kekuatan tekan beton dan kuat tarik baja. b. Analisa struktur memakai SAP2000 [1,2] berdasarkan mutu bahan hasil pengujian dan melakukan evaluasi untuk mengetahui kekuatan struktur setelah kebakaran. 6. Memberikan Kesimpulan dan Rekomendasi Sebagai hasil akhir kajian teknis akan diberikan kesimpulan dan rekomendasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Survey Umum Survey umum lapangan dilakukan pada awal kegiatan penelitian ini. Survey yang dilakukan meliputi: a. Pendataan komponen struktur yang ada pada masing-masing ruangan seperti kolom, balok dan pelat. Perubahan warna dan retak-retak yang terjadi dicatat dan ditabelkan. b. Pengambilan contoh-contoh benda yang dapat dipakai sebagai indikasi tingkat panas yang terjadi pada daerah-daerah kebakaran. Beberapa pustaka menyatakan adanya hubungan antara tingkat panas dan perubahan warna dan atau perubahan bentuk bendabenda tertentu. Uji bakar material tidak dilakukan. c. Pengamatan perubahan bentuk komponen struktur, yang dapat dimanfaatkan untuk evaluasi kemungkinan adanya perubahan tegangan yang telah terjadi pada komponen struktur dan dapat dimanfaatkan untuk evaluasi kemampuan struktur bangunan. d. Foto-foto dari bangunan paska kebakaran. Pengamatan Visual dan Layout Zonasi Pengamatan visual dilapangan bertujuan untuk memperkirakan tingkat panas yang terjadi pada saat kebakaran. Beberapa indikasi yang dapat dipakai sebagian antara lain : a. Identifikasi barang yang terbakar Sebagian besar barang-barang yang terbakar adalah jenis seng dan barang pecah belah dari plastik dan gelas/kaca. Sebagian kecil ditemukan barang yang berasal dari metal termasuk instalasi listrik yang terpasang pada bangunan. Sisa-sisa barang plastik, kaca/gelas dan metal yang terbakar masih terlihat disekitar lokasi, bahkan terdapat bahan kaca yang sudah meleleh (lihat Gambar 1). Kondisi ini menunjukkan bahwa suhu api disekitar lokasi barang tersebut telah mencapai lebih dari 1000 0C.
Gambar 1: Kaca yang leleh Atap bangunan di lantai 2 yang terbuat dari rangka baja semuanya mengalami deformasi/lendutan yang cukup besar dan atapnya telah runtuh (lihat Gambar 2). Kondisi ini menunjukkan bahwa lokasi tersebut juga mengalami suhu kebakaran yang cukup tinggi dan diperkirakan hingga mencapai 5000C.
Gambar 2: Konstruksi atap baja yang runtuh b. Perubahan warna pada struktur beton Warna beton berangsur-angsur akan berubah sesuai dengan tingkat panas yang dideritanya. Kemungkinan warna yang terjadi adalah: tidak berubah warna, merah muda (pink), putih keabu-abuan (white-grey) dan warna kekuning-kuningan (buff). Perubahan warna tersebut diatas, terutama bila digunakan agregat yang mengandung silica (siliceous). Perubahan warna dan perubahan suhu beton dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1: Perkiraan temperatur dan perubahan warna Daerah
Temperatur ( 0C )
1
< 250
2
250 – 400
3
400 – 600
4
> 600
Keterangan Tidak terbakar, warna beton tidak berubah. Warna beton hitam/coklat ada retak, kayu berubahjadi arang. Warna beton merah muda ada retak, spalling, kayu terbakar habis. Warna beton putih keabu-abuan, retak Dan spalling aluminium dan besi berubah bentuk.
Dari hasil pengamatan lapangan di lokasi kebakaran yang mengalami rusak berat terutama pada lantai 1, A-22 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
menunjukkan bahwa permukaan beton bagian bawah pelat dan balok sebagian berwarna putih, retak–retak permukaan dan ada bagian yang telah terjadi spalling (lihat Gambar 3). Hal ini menunjukkan bahwa lokasi tersebut telah mengalami kebakaran yang cukup lama dan suhunya diperkirakan sudah mencapai lebih dari 600 0C.
Gambar 5: Beton yang tidak terbakar
Gambar 3: Beton yang terbakar diatas 600oC
c. Retak-retak Retak-retak akan timbul bila pengembangan agregat yang ada lebih besar dari kuat tarik beton (lihat Gambar 6). Retak-retak akan bersifat merusak bila panas yang dialaminya berkisar antara 2200–4000 C.
Sedangkan didaerah tepi bangunan bagian luar warna permukaan beton pada daerah pelat dan balok didominasi oleh warna hitam, coklat dan sedikit merah muda (lihat Gambar 4). Hal ini menunjukkan bahwa lokasi tersebut telah mengalami kebakaran yang juga cukup lama dan suhunya diperkirakan telah mencapai antara 250 0C sampai dengan 600 0C.
Gambar 6: Retak yang terjadi akibat kebakaran
Gambar 4: Beton yang terbakar antara 250oC s/d 600oC
Dari hasil identifikasi kerusakan yang terjadi pada pelat menunjukkan bahwa kerusakan akibat perubahan suhu dan kembang susut pada pelat telah mengakibatkan keretakan. Hasil pengamatan terhadap plat lantai 2 mayoritas mengalami retak lurus memanjang sepanjang bentang panjang plat, lihat Gambar 7.
Namun demikian ditemukan juga daerah yang tidak mengalami kebakaran sama sekali (lihat Gambar 5). Kondisi ini ditunjukkan dengan permukaan beton masih seperti semula, tanpa mengalami perubahan atau hanya ada sedikit noda-noda hitam.
A-23 ISBN 978-979-18342-1-6
Dari pekerjaan pengamatan lapangan yang telah dilakukan, hasil yang diperoleh selanjutnya digambarkan berupa jenis kerusakan yang terjadi dan perkiraan zonasi thermal, seperti yang disajikan pada Gambar 9 dan 10. 1
3
2 600
600
5
4 600
600
6 600
8
7 600
9
600
10
600
600
11 600
13
12 800
600
15
14 600
600
16 600
18
17 600
600
19 600
20 600
21 600
22 600
A 600
B 800
C 600
D 1 600
1247
3
2 600
600
E
E 600
600
F
F 350
350
300
300
G
G H
H 350
350
I
I 600
600
600
600
600
600
600
600
J
J
K
K
L
L
M
M 480
N
N 600
O 600
P 600
Gambar 7: Retak yang terjadi pada pelat
Q 600
R 600
S 600
T
d. Spalling Kejadian ini merupakan proses berikutnya setelah terjadinya retak (lihat Gambar 8). Hal ini dapat terjadi karena adanya perubahan unsur kimiawi pada beton, adanya evaporasi air, pengembangan volume beton dan kemungkinan adanya tegangan sekunder karena tidak ratanya penyebaran temperature yang terjadi. Penampakan spalling yang biasa terjadi diantaranya adalah permukaan beton melepuh, agregat di permukaan yang terbelah dan terlepasnya bagianbagian sudut dari komponen struktur yang terbakar.
Sumber Kebakaran Gambar 9:Denah Zonasi Kerusakan Pada Pasar Besar Kota Madiun (Lantai 1)
1
3
2 600
600
5
4 600
600
6 600
8
7 600
600
9 600
10 600
11 600
13
12 800
600
15
14 600
600
16 600
18
17 600
600
19 600
20 600
21 600
22 600
A 600
B 800
C 600
D 1 600
1247
3
2 600
600
E
E 600
600
F
F 350
350
300
300
G
G H
H 350
350
I
I 600
600
J
J 600
600
600
600
K
K
L
L 600
600
M
M 480
N
N 600
O 600
P 600
Q 600
R 600
S 600
T
Lokasi Dengan Kerusakan Sedang s/d Berat Lokasi Tidak Terbakar Gambar 10: Denah Zonasi Kerusakan Pada Pasar Besar Kota Madiun (Lantai 2)
Gambar 8: Spalling dan Terkelupasnya Spesi e. Perubahan Bentuk Elemen Struktur Beberapa jenis bahan bila terkena panas dan mencapai temperature tertentu akan mulai berubah sifat, bentuk atau perubahan kimia dan warnanya. Sebagai misal, kayu akan berubah menjadi arang pada temperature 2500C, plastik (Polyvinyl Chloride) meleleh pada temperature 3000C, seng meleleh pada temperature 4000C, aluminium meleleh pada temperature 700–8500C dan kaca, keramik, besi tuang meleleh pada temperature 1100-12000C. Oleh sebab itu pengamatan dan pengambilan contoh dari bahanbahan terbakar yang masih ada dapat membantu memperkirakan tingkat panas yang terjadi.
Pengambilan Sample, Pengujian dan Evaluasi Pengujian di lapangan dan di laboratorium dimaksudkan untuk menentukan tingkat dan derajat kerusakan bangunan dari segi kekuatan bahan, seperti terjadinya penurunan mutu beton dan mutu baja. Pengambilan sample di lapangan dilakukan secara acak dengan jumlah sesuai dengan luasan lokasi yang terbakar dan jumlah sample ini disebar secara proporsional. Benda uji untuk beton diambil dari hasil bor inti beton. Benda uji ini berupa silinder beton dengan Ø 9,4 cm dan tinggi antara 10 cm sampai dengan 20 cm. Benda-benda uji beton yang diperoleh tersebut selanjutnya disiapkan untuk ditest di laboratorium, sesuai ASTM C42 dan C39. Gambar 11 menunjukkan hasil bor inti beton.
A-24 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
a. Kuat Tekan dari Bor Inti Beton Benda uji yang diperoleh dari hasil bor inti beton pada kolom dan plat lantai 1 dan 2 sebanyak 20 buah. Untuk keperluan evaluasi tes tekan bor inti dipakai ketentuan Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung–SNI-2847-2002 pasal 7.6.5.4 [3] atau ACI 318 pasal 5.6.4.4 [4]. Ketentuan mengenai hasil tekan bor inti menyebutkan bahwa daerah beton yang dipersoalkan dinyatakan cukup secara struktur bila kuat tekan rata-rata dari 3 benda uji ≥ 85%fc’ dan tidak ada satupun hasil uji < 75% fc’.
Gambar 11: Benda uji hasil core-drill Benda uji baja tulangan yang sebagian besar diambil didaerah yang terbakar terdiri dari beberapa ragam diameter. Benda-benda uji baja tulangan ini dipersiapkan untuk di test tarik di laboratorium sesuai ASTM A6/ A6M dan atau SII 0136-80/0318–80. Non Destructive Test Test yang bersifat tidak merusak dapat dilakukan sebanyak mungkin dilapangan untuk mendapatkan pengamatan yang akurat. Test non-destructive yang dilakukan pada Gedung Pasar Besar Kota Madiun ini adalah Hammer test. Hammer test merupakan salah satu dari nondestructive test yang bertujuan untuk mengetahui keseragaman beton. Alat yang dipergunakan dalam pengetesan ini adalah Hammer tipe F87893 merk Kamekura Japan. Walaupun dari rebound hammer ini dapat pula diterjemahkan kedalam kekuatan beton, namun tidak dapat dilakukan demikian saja secara serta merta, karena banyak faktor yang perlu dipertimbangkan yang terkait dengan keadaan fisik dan kondisi dari beton yang ada.Jumlah keseluruhan test ini diambil sebanyak 120 titik. Hasil evaluasi tes hammer disajikan pada Tabel 2. Tabel 2 menunjukkan bahwa beton di Pasar Besar Kota Madiun mempunyai koefisien variasi untuk lantai 1 sebesar 10.62% dan untuk lantai 2 sebesar 17.11%. Berdasarkan ACI214R-02 [5] bila beton mempunyai koefisien variasi lebih dari 6%, maka beton diindikasikan mempunyai tingkat keseragaman yang kurang baik. Tabel 2: Evaluasi Pengujian Hammer REBOUND No
LOKASI MAKS
MIN
MEAN
SDEV
COV
1
Lantai 1
35.60
20.10
26.99
3.26
10.62
2
Lantai 2
36.50
17.06
28.26
4.14
17.11
Destructive Test Test yang bersifat merusak ini harus diambil secara hati-hati sehingga tidak berdampak pada penurunan kekuatan struktur. Tempat pengambilan benda uji untuk destructive test diupayakan pada tempat-tempat yang mempunyai gaya-gaya dalam yang kecil.
Hasil evaluasi menunjukkan bahwa mutu beton dinyatakan tidak memenuhi syarat yang direncanakan sebesar 22 MPa karena ada 5 nilai tes tekan dibawah 0.75 fc’ dan nilai rata – rata 3 benda uji semua dibawah 0.85 fc’. b. Kuat Tarik Baja Tulangan Hasil tes baja tulangan menunjukkan bahwa mutu baja tulangan polos berkisar antara 393 s/d 574 MPa, yang berarti lebih besar dari tegangan leleh yang direncanakan (273 MPa). Tegangan leleh rata-rata untuk tulangan polos adalah sebesar 358 MPa. Sedangkan untuk baja deform berkisar antara 303 s/d 647 MPa, yang berarti masih lebih besar dari tegangan leleh yang direncanakan (273 MPa). Gambar 12 menyajikan grafik hubungan antara gaya dan regangan yang didapat dari uji tarik.
Gambar 12: Hubungan Antara Gaya dan Regangan Untuk Tulangan Kolom
ANALISA STRUKTUR Umum Untuk mengetahui kelayakan struktur paska kebakaran, maka dilakukan pula perhitungan kekuatan kapasitas penampang struktur berdasarkan data dimensi yang didapat dari as-built drawing serta dengan memakai kekuatan material hasil pengujian sample dari lokasi kebakaran.
Data-data Teknis Data–data teknis yang digunakan dalam melakukan analisa struktur adalah sebagai berikut: a. Struktur gedung berupa portal terbuka, dengan memakai material beton bertulang untuk lantai 1 dan 2. Sedangkan lantai 2 sebagian digunakan sebagai tempat parkir. A-25
ISBN 978-979-18342-1-6
b.
c.
Material bangunan yang digunakan pada saat pembangunan adalah mutu fc’ 22 MPa untuk beton, serta mutu fy 273 MPa untuk baja tulangan. Gambar struktur dan perhitungan struktur bangunan Pasar Besar Kota Madiun.
Permodelan dan Perhitungan Gaya Dalam Untuk permodelan struktur dimodelkan dengan menggunakan portal 3 dimensi. Sedangkan jenis pembebanan untuk struktur adalah sebagai berikut a. Beban mati b. Beban hidup yang diambil untuk lantai sebesar 250 kg/m2 c. Beban hidup yang diambil untuk parkir sebesar 400 kg/m2 d. Beban gempa dihitung sesuai SNI-1726-2002 [5] Permodelan struktur portal Pasar Besar Madiun dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13: Portal 3 Dimensi Struktur Pelat Lantai Hasil perhitungan kapasitas penampang untuk struktur pelat lantai menunjukkan bahwa sebagian besar kapasitas pelat lantai setelah terbakar tidak mampu menahan beban diatasnya. Namun demikian masih ada beberapa plat dengan kapasitas penampang yang masih mampu menahan beban yang yang terjadi. Struktur Balok Hasil perhitungan kapasitas penampang balok terhadap lentur menunjukkan bahwa struktur balok setelah terbakar tidak mampu menahan beban yang terjadi. Demikian pula hasil perhitungan kapasitas penampang balok terhadap geser menunjukkan bahwa sebagian besar balok sudah tidak mampu menahan beban geser setelah terbakar.
penampang sebelum terbakar sebesar 2500 kN dan setelah terbakar berkurang menjadi 1500 kN (penurunan sebesar 40%). Sebelum terbakar Sesudah terbakar
Gambar 14: Kapasitas penampang kolom KESIMPULAN & REKOMENDASI Kesimpulan Hasil uji kuat tarik baja tulangan yang diambil dilapangan menunjukkan nilai yang masih memenuhi syarat, yaitu fy = 303 s/d 647 MPa dari nilai perencanaan fy = 273 MPa. Hasil uji kuat tekan beton hasil core drill diperoleh mutu beton (fc’) pasca kebakaran sebesar 10 MPa. Mutu tersebut jauh dibawah mutu beton rencana sebesar 22 MPa. Mutu beton tersebut tidak memenuhi persyaratan mutu beton yang direncanakan dan tidak memenuhi syarat minimal untuk beton struktural, sehingga gedung dinyatakan tidak layak untuk dipertahankan. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa kapasitas penampang struktur bangunan sudah tidak mampu menahan beban maksimum yang mungkin terjadi. Rekomendasi Dengan memperhatikan persyaratan kelayakan bangunan gedung menurut SNI 03– 2847–2002 pasal 7.1 [3] dan dengan memperhatikan hasil pengujian terhadap mutu beton pasca kebakaran sebesar 10 MPa, maka bangunan Pasar Besar kota Madiun direkomendasikan untuk dilakukan pembongkaran. UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada Tim Forensik Laboratorium Uji Material (NA Husin, Suwandi, Aan, Andre dan Irfan) yang melakukan semua pengujian di lapangan dan laboratorium.
Struktur Kolom Hasil perhitungan kapasitas penampang kolom DAFTAR PUSTAKA menunjukkan bahwa kolom tidak mampu menahan [1] Computers & Structures Inc, 2000. SAP2000 – An beban yang terjadi setelah bangunan terbakar. Perlu Integrated Finite Element for Analysis and disampaikan disini bahwa untuk struktur kolom, Design of Structures, Berkeley, California, pengaruh penurunan mutu beton terhadap daya pikul USA. kolom jauh lebih besar bila dibandingkan pada balok [2] Wigroho, H.Y., 2001. Analisis & Perancangan dan pelat. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 14 yang Struktur Frame Menggunakan SAP2000, menunjukkan hasil perhitungan kapasitas penampang Penerbit Andi. kolom dengan program PCACOL [7]. Gambar 14 menunjukkan bahwa kapasitas aksial murni A-26 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
[3] BSN, 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung–SNI-2847-2002. [4] ACI Committee 318, 1999. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-99). [5] ACI214R-02, 2002. Evaluation of Strength Test Results, ACI Committee 214. [6] BSN, 2002. Tata Cara Perencanaan Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung–SNI-1726-2002. [7] Portland Cement Association, 1999. Design and Investigation of Reinforced Concrete Column Sections, PCA, Skokie-IL, USA.
A-27 ISBN 978-979-18342-1-6
Halaman ini sengaja dikosongkan
A-28 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
