Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
KEBUTUHAN MATERIAL PADA PERENCANAAN PORTAL GEDUNG BETON BERTULANG DI WILAYAH GEMPA 1 DENGAN SISTEM ELASTIK DAN DAKTAIL PENUH Ali Asroni Program Studi Magister Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura 57102 Telp 0271 717417 Email :
[email protected]
Abstrak Tujuan penelitian ini untuk memperoleh perbandingan antara hasil perencanaan portal beton bertulang yang direncanakan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh dalam hal kebutuhan volume beton dan berat tulangan. Pada penelitian ini direncanakan struktur portal tiga lantai untuk gedung perkantoran yang terletak di wilayah gempa satu dengan dua sistem perencanaan. Perencanaan pertama menggunakan sistem elastik penuh, dan perencanaan kedua menggunakan sistem daktail penuh. Kombinasi beban (beban mati, beban hidup, dan beban gempa) diberikan pada portal-portal untuk diteliti. Kombinasi beban tersebut mengikuti peraturan beton di Indonesia (Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002). Dimensi portal (balok, kolom, sloof, dan fondasi) serta penulangannya direncanakan dengan baik/cukup untuk mendukung beban-beban yang bekerja. Berdasarkan dimensi dan penulangan portal yang diperoleh, maka dapat dibandingkan jumlah volume beton dan berat tulangan yang dibutuhkan pada kedua sistem perencanaan tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa volume beton yang diperlukan untuk pembuatan portal (pembuatan balok, kolom, sloof, dan fondasi) pada perencanaan dengan sistem elastik penuh lebih boros daripada perencanaan dengan sistem daktail penuh, dengan kelipatan 1,280 kali, sedangkan berat tulangan yang diperlukan pada perencanaan dengan sistem elastik penuh sedikit lebih hemat daripada perencanaan dengan sistem daktail penuh, dengan kelipatan 0,996 kali. Kata kunci : berat tulangan; daktail penuh; elastik; portal; volume beton PENDAHULUAN Bangunan gedung tiga atau empat lantai dengan struktur beton bertulang, saat ini banyak diminati oleh masyarakat di kota-kota yang tidak terlalu besar (Surakarta, Klaten, dan kota-kota di luar Pulau Jawa), baik untuk gedung hunian, sekolah, maupun kantor. Keadaan ini dapat dimaklumi, karena biaya pemba-ngunan gedung tiga atau empat lantai masih relatif murah (terjangkau oleh ma-syarakat), dan belum diperlukan lift. Perencanaan gedung tahan gempa di Indonesia dilaksanakan dengan 3 sistem, yaitu: sistem elastik penuh, daktail parsial, dan daktail penuh. Pada perencanaan dengan sistem elastik penuh, struktur beton sepenuhnya berperilaku elastis dengan beban gempa nominal dihitung berdasarkan faktor reduksi gempa (R) = 1,6. Sistem ini umumnya sesuai dengan gedung yang dibangun di wilayah yang beresiko gempa kecil (wilayah gempa 1 atau 2). Pada perencanaan dengan sistem daktail parsial, struktur beton berada pada kondisi liat terbatas dengan faktor R = 2,4 sampai dengan 8,0. Sistem ini umumnya sesuai dengan gedung yang beresiko gempa menengah (wilayah gempa 3 atau 4). Adapun pada perencanaan dengan sistem daktail penuh, struktur beton berada pada kondisi betul-betul liat dengan faktor R = 8,5. Sistem ini umumnya sesuai dengan gedung yang ber-resiko gempa tinggi (wilayah gempa 5 atau 6). Faktor reduksi gempa R akan berpengaruh pada besar-kecil beban gempa yang bekerja membebani portal, sehingga berakibat pada besar-kecil dimensi portal gedung yang direncanakan, baik dimensi balok, kolom, maupun fondasi. Mengingat struktur portal gedung dengan tiga atau empat lantai tersebut banyak diminati oleh masyarakat, dan perencanaan gedung dapat dipilih salah satu dari tiga sistem perencanaan, maka perlu diteliti tentang kebutuhan material (beton dan baja tulangan) pada portal gedung yang direncanakan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh. Penelitian dilaksanakan dengan mengambil contoh portal gedung yang cukup sederhana, yaitu gedung kantor tiga lantai dengan resiko gempa kecil, atau gedung yang dibangun di wilayah gempa 1. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh nilai perbandingan hasil peren-canaan portal beton bertulang yang direncanakan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh pada gedung perkantoran tiga lantai di wilayah gempa 1. Perbandingan ditinjau dari segi kebutuhan volume beton dan berat tulangan yang dipakai. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai bahan kajian kelayakan pada perencanaan portal dengan sistem elastik penuh dan daktail
TS-23
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
penuh di wi-layah gempa 1, dan/atau dapat digunakan sebagai gambaran tentang seberapa besar perbandingan hasil kebutuhan material (beton dan baja tulangan) dari kedua sistem perencanaan yang ditinjau. Jika pada portal 3 lantai bekerja beban horisontal, portal akan memberikan respons berupa deformasi sehingga bentuk portal menjadi miring/condong yang arahnya sesuai dengan arah beban yang bekerja. Jika beban bekerja dengan arah bolak-balik (bergantian ke kanan dan ke kiri), portal juga bergantian miring ke kanan dan ke kiri. Akibat dari beban bolak-balik ini, pada joint terjadi saling adu kekuatan antara balok dan kolom dari portal sehingga dapat terjadi salah satu dari dua kemungkinan, yaitu: balok kuat kolom lemah atau kolom kuat balok lemah. Untuk kemungkinan pertama (balok kuat kolom lemah), akan terjadi retak (terjadi leleh lentur dan terbentuk sendi plastis) pada kolom lebih dahulu sebelum balok. Keadaan paling berbahaya apabila terjadi 6 buah retak pada ujung-ujung kolom lantai paling bawah seperti ditunjukkan pada Gambar 1, karena portal akan runtuh. Untuk kemungkinan kedua (kolom kuat balok lemah), akan terjadi retak (terbentuk sendi plastis) pada balok lebih dahulu sebelum kolom. Keadaan paling berbahaya apabila terjadi 15 buah retak pada semua ujung-ujung balok seperti ditunjukkan pada Gambar 2, karena portal akan runtuh.
2
1
6 7
5 1 4
2
3
5
9
6
13
Gambar 1. Balok kuat kolom lemah, runtuh dengan 6 sendi plastis
4
3
10 11 14
8 12 15
Gambar 2. Balok kuat kolom lemah, runtuh dengan 15 sendi plasris
Portal pada Gambar 1 ini dikatakan sebagai portal yang mudah runtuh atau bersifat getas (elastik) karena runtuh dengan sedikit (6 buah) sendi plastis, sedangkan portal pada Gambar 2 tidak mudah runtuh atau bersifat liat (daktail) karena runtuh dengan banyak (15 buah) sendi plastis. Menurut Pasal 4.3.1 SPKGUSBG-2002, keliatan suatu struktur (portal) dinyatakan dengan faktor daktilitas (µ) yang merupakan rasio antara simpangan maksimal struktur pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan (δm) dan simpangan struktur tersebut pada saat terjadi leleh awal (δy). Besar simpangan (δ) yang timbul bergantung pada besar beban horisontal (V) yang bekerja pada struktur, seperti dilukiskan pada Gambar 3. V elastik daktail Vy δy
δm
δ
Lihat Gambar 3: Untuk portal bersifat elastik, pada saat terca-pai simpangan maksimal sebesar δm, maka portal akan runtuh. Keadaan ini berarti simpangan leleh awal δy dan simpangan maksi-mal δm terjadi pada saat sama (δy = δm). Jadi, faktor daktilitas µ = δm/ δy = 1. Untuk portal yang bersifat daktail, pada saat terjadi simpangan leleh awal δy portal belum runtuh, dan pada saat tercapai simpangan maksimal δm portal akan runtuh (δy < δm). Jadi, faktor daktilitas µ = δm/ δy > 1.
Gambar 3. Hubungan antara V dan δ Gempa yang melanda suatu bangunan gedung berupa beban horisontal de-ngan arah bolak-balik, yang menggoncang bagian dasar struktur gedung. Menurut Pasal 6.1.2 SPKGUSBG-2002, beban gempa nominal yang melanda suatu gedung sederhana dengan bentuk simetris dapat ditentukan berdasarkan analisis statik ekuivalen dengan persamaan : V = (C.I/R).Wt .....(1) dengan: V = beban geser dasar nominal akibat gempa, kN. C = faktor respons gempa. I = faktor keutamaan sesuai fungsi gedung. R = faktor reduksi gempa. Wt = berat total bangunan gedung, kN.
TS-24
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Faktor reduksi gempa (R) ini bergantung pada taraf kinerja struktur gedung atau sistem perencanaan portal gedung yang akan dipakai. Menurut SPKGUSBG-2002, portal gedung yang direncanakan dengan sistem elastik penuh diambil nilai R = 1,6; sedangkan sistem daktail penuh diambil nilai R = 8,5. Pada perencanaan dengan sistem elastik penuh, beban gempa yang diambil sangat besar (lihat Persamaan (1) dengan R = 1,6), sehingga penulangan dan dimensi portal yang dipakai juga harus besar. Di samping itu, penulangan dan dimensi portal hanya diperhitungkan terhadap beban perlu (yaitu beban maksimal dari kombinasi antara beban mati, beban hidup, dan beban gempa) yang bekerja pada portal. Dengan demikian, perencanaan ini tidak dapat menjamin bahwa kolom lebih kuat daripada balok atau portal bersifat elastis dan mudah roboh. Pada perencanaan dengan sistem daktail penuh, beban gempa yang diambil cukup kecil (lihat Persamaan (1) dengan R = 8,5). Namun demikian jika terjadi gempa yang besar, portal harus dapat menjamin bahwa kolom lebih kuat daripada balok atau portal bersifat daktail dan tidak mudah roboh. Sistem perencanaan portal ini dapat dilaksanakan dengan cara berikut: 1). Dimensi dan penulangan semua balok direncanakan / dihitung lebih dahulu berdasarkan beban perlu yang bekerja pada balok sampai selesai. 2). Dimensi dan penulangan kolom, selain direncanakan berdasarkan beban perlu yang bekerja pada kolom, juga harus mempertimbangkan terjadinya sendi plastis (momen kapasitas) pada semua ujung balok. 3). Joint (pertemuan balok dan kolom) harus diberi tulangan geser horisontal dan vertikal agar lebih kuat daripada balok maupun kolom di sekitarnya. METODE PENELITIAN Sebagai bahan (materi) penelitian, yaitu Portal B (lihat Gambar 4) dari gedung dengan ketentuan berikut: 1). Gedung berfungsi sebagai gedung kantor, dibangun di wilayah gempa 1, dan direncanakan dengan sistem elastik penuh serta daktail penuh. 2). Dipakai mutu beton fc’ = 20 MPa, baja tulangan fy = 350 MPa. 3). Dipakai fondasi telapak menerus, berat tanah di atas fondasi γt = 17,3 kN/m3, daya dukung tanah pada kedalaman -1,60 m ( σ t ) = 175 kPa. 4). Atap digunakan pelat lantai beton bertulang dengan tebal 90 mm. 5). Sekat-sekat antar ruangan digunakan dinding dengan berat 18 kN/m3. 6). Dimensi portal (awal): balok 300/500, kolom 450/450. Dimensi portal ini dapat berubah berdasarkan kecukupan dimensi terhadap beban-beban yang bekerja, dan tidak terlalu boros. A 6,0 m 3,5 m
B 4,0 m
3,5 m
6,0 m
4,0 m
C
D
6,0 m
4,0 m
6,0 m
6,0 m
4,0 m
6,0 m
(a). Denah bangunan (b). Bentuk portal Gambar 4. Denah bangunan dan bentuk portal Penelitian dilaksanakan dalam 4 (empat) tahap sebagai berikut: 1). Tahap I : Penentuan dimensi portal (pada 2 sistem perencanaan). 2). Tahap II : Perencanaan portal (dengan 2 sistem perencanaan). 3). Tahap III : Perhitungan kebutuhan material (pada 2 sistem perencanaan). 4). Tahap IV : Analisis data dan kesimpulan. Tahap penelitian tersebut dilukiskan dalam bentuk bagan alir seperti disaji-kan pada Gambar 5. TS-25
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Mulai Persiapan dan penentuan data portal: dimensi awal, mutu bahan, dsb.
Kontrol dimensi balok: Ukuran balok cukup ?
tidak/ boros
ya tidak/ boros
Kombinasi beban Kontrol dimensi balok: Ukuran balok cukup ?
tidak/ boros
ya
Kontrol dimensi kolom: Ukuran kolom cukup ?
Kontrol dimensi kolom: Ukuran kolom cukup ?
ya
tidak/ boros
tidak/ boros
ya
Penetapan dimensi portal akhir
Fondasi diubah
Kolom diubah
Kombinasi beban
Tahap I
Analisis beban: beban mati, beban hidup, dan beban gempa
Balok diubah
Kolom diubah
Analisis beban: beban mati, beban hidup, dan beban gempa
Perencanaan dengan sistem daktail penuh
Balok diubah
Perencanaan dengan sistem elastik penuh
Penetapan dimensi portal akhir
Penulangan balok
Penulangan balok
Penulangan kolom
Penulangan kolom
Analisis beban fondasi
Analisis beban fondasi
Kontrol dimensi fondasi: Ukuran fondasi cukup?
Kontrol dimensi fondasi: Ukuran fondasi cukup?
ya
ya
Penulangan fondasi
Penulangan fondasi
Gambar penulangan portal
Gambar penulangan portal
Kebutuhan material: - Volume beton - Berat tulangan
Kebutuhan material: - Volume beton - Berat tulangan
Tahap II Fondasi diubah tidak/ boros
Tahap III
Perbandingan hasil perencanaan kedua portal Tahap IV Kesimpulan Selesai Gambar 5. Bagan alir penelitian
TS-26
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 1. Penentuan dimensi portal Hasil analisis dari kombinasi beban (beban mati, beban hidup, dan beban gempa) terhadap dimensi portal awal (semua balok 300/500, semua kolom 450/450), diperoleh momen dan gaya aksial perlu seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Momen dan gaya aksial perlu pada balok maupun kolom pada dua sistem perencanaan portal awal Jenis Letak struktur Beban perlu pada sistem Beban perlu pada sistem struktur perencanaan elastik penuh perencanaan daktail penuh Pu (kN) Mu (kNm) Pu (kN) Mu (kNm) Lantai 2 -199,51 -121,87 Balok Lantai 3 -169,73 -120,77 Atap -80,92 -66,25 Lantai 1 725,37 214,08 665,63 108,25 Kolom Lantai 2 425,13 144,25 450,57 110,70 Lantai 3 142,43 93,78 144,28 77,60 Berdasarkan beban perlu pada Tabel 1, ternyata sebagian besar dari dimensi balok 300/500 maupun kolom 450/450 yang dipakai pada portal awal terlalu besar, sehingga diperkecil menjadi berikut: 1). Untuk perencanaan dengan sistem elastik penuh, ditetapkan balok lantai 2 dengan dimensi 300/500, balok lantai 3 dengan 300/450, balok lantai atap dengan 250/400, kolom lantai 1 dengan dimensi 400/400, kolom lantai 2 dengan 380/380, dan kolom lantai 3 dengan 350/350. 2). Untuk perencanaan dengan sistem daktail penuh, ditetapkan balok lantai 2 dengan dimensi 250/400, balok lantai 3 dengan 250/350, balok lantai atap dengan 200/350, kolom lantai 1 dengan dimensi 320/320, kolom lantai 2 dengan 300/300, dan kolom lantai 3 dengan 290/290. Perbandingan rata-rata dimensi balok antara sistem elastik penuh dan sistem daktail penuh diperoleh nilai sebesar (300x500 + 300x450 + 250x400) berbanding (250x400 + 250x350 + 200x350) atau sebesar 1,495 : 1. Di samping itu, diperoleh perbandingan rata-rata dimensi kolom sebesar (400x400 + 380x380 + 350x350) berbanding (320x320 + 300x300 + 290x290) atau sebesar 1,544 : 1. 2. Tingkat keborosan hasil perencanaan Tingkat keborosan hasil perencanaan dapat diketahui dari hasil hitungan tulangan terpasang pada portal, yaitu dengan menghitung momen rencana Mr dibagi dengan momen perlu Mu yang bekerja pada portal (Mr/Mu). Hasil perencanaan dimasukkan dalam kategori hemat atau boros apabila nilai Mr/Mu secara berturut-turut diperoleh berikut: 1,01 sampai dengan 1,20 termasuk kate-gori sangat hemat, 1,21 sampai dengan 1,40 termasuk kategori hemat, 1,41 sam-pai dengan 1,60 termasuk kategori sedang, 1,61 sampai dengan 1,80 termasuk kategori boros, dan lebih besar dari 1,80 termasuk kategori sangat boros. Nilai perbandingan Mr/Mu pada balok, kolom, dan fondasi disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Tingkat keborosan hasil perencanaan Sistem elastik penuh Sistem daktail penuh PerbanNo Jenis struktur dingan Mu Mr Mr/Mu Mu Mr Mr/Mu n =(1)/(2) (kNm) (kNm) (1) (kNm) (kNm) (2) A. Balok 1 Balok atap 517,30 891,78 1,724 534,08 881,80 1,651 1,044 2 Balok Lt.3 1308,57 1836,23 1,403 1065,64 1420,78 1,333 1,053 3 Balok Lt.2 1758,04 2281,16 1,298 1133,22 1467,14 1,295 1,002 Jumlah sub A 3583,91 5009,17 1,398 2732,94 3769,72 1,379 1,014 B. Kolom 4 Kolom Lt.3 155,09 169,64 1,094 126,85 142,69 1,125 0,972 5 Kolom Lt.2 267,55 282,87 1,057 191,92 192,59 1,003 1,054 6 Kolom Lt.1 333,49 341,17 1,023 223,63 230,23 1,030 0,993 Jumlah sub B 756,13 798,68 1,050 542,40 565,51 1,043 1,007 C. Sloof 7 Sloof tepi (2bh) 2595,76 2841,56 1,095 3954,04 4901,18 1,240 0,883 8 Sloof tengah 1471,05 1672,63 1,137 2120,26 2411,06 1,137 1,000 Jumlah sub C 4066,81 4514,19 1,110 6074,30 7312,24 1,204 0,922 Jumlah sub A+B+C 8406,85 10322,04 1,228 9349,64 11647,47 1,246 0,986 TS-27
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Dari Tabel 2 dapat diketahui beberapa hal sebagai berikut: 1). Pada perencanaan balok atap, balok lantai 3, dan balok lantai 2 diperoleh nilai rata-rata Mr/Mu sebesar 1,398 pada sistem elastik penuh, dan 1,379 pada sistem daktail penuh, berarti kedua sistem perencanaan termasuk dalam kategori hemat. Perbandingan nilai Mr/Mu antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,014 sehingga sistem elastik penuh sedikit lebih boros daripada sistem daktail penuh. 2). Pada perencanaan kolom lantai 3, lantai 2, dan lantai 1 diperoleh nilai rata-rata Mr/Mu sebesar 1,050 pada sistem elastik penuh, dan 1,043 pada sistem daktail penuh, berarti kedua sistem perencanaan termasuk dalam kategori sangat hemat. Perbandingan nilai Mr/Mu antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,007 sehingga sistem elastik penuh sedikit lebih boros daripada sistem daktail penuh. 3). Pada perencanaan sloof diperoleh nilai rata-rata Mr/Mu sebesar 1,110 pada sistem elastik penuh, dan 1,204 pada sistem daktail penuh, berarti kedua sistem perencanaan termasuk dalam kategori sangat hemat. Perbandingan nilai Mr/Mu antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 0,922 sehingga sistem elastik penuh lebih hemat daripada sistem daktail penuh. 4). Pada perencanaan portal keseluruhan (balok, kolom, dan sloof) diperoleh nilai rata-rata Mr/Mu sebesar 1,228 pada sistem elastik penuh, dan 1,246 pada sistem daktail penuh, berarti kedua sistem perencanaan termasuk dalam kategori hemat. Perbandingan nilai Mr/Mu antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 0,986 sistem elastik penuh sedi-kit lebih hemat daripada sistem daktail penuh. 3. Kebutuhan volume beton dan berat tulangan Kebutuhan volume beton (bersih) dan berat tulangan (bersih) yang diper-oleh dari perencanaan portal dengan sistem elastik penuh dan sistem daktail penuh disajikan pada Tabel 3. Karena tulangan joint pada perencanaan dengan sistem elastik penuh tidak diperhitungkan, maka berat tulangan joint pada Tabel 3 tidak diisi (kosong), sedangkan pada sistem daktail penuh diperhitungkan berat total tulangan joint sebesar 0,211 ton. Tabel 3. Kebutuhan volume beton dan berat tulangan Sistem elastik penuh Sistem daktail penuh Jenis struktur Vol. be-ton Berat tul. Vol. be-ton Berat tul. (ton) (m3) (ton) (m3) (1) (2) (3) (4) A. Balok Balok atap 1,495 0,197 1,050 0,233 Balok Lt.3 2,006 0,319 1,284 0,372 Balok Lt.2 2,220 0,336 1,478 0,397 Jumlah sub A 5,721 0,852 3,812 1,002 B. Kolom Kolom Lt.3 1,507 0,613 1,060 0,767 Kolom Lt.2 1,747 0,792 1,100 0,905 Kolom Lt.1 2,400 1,011 1,556 0,487 Kolom dlm tanah 0,512 0,456 0,348 0,393 Jumlah sub B 6,166 2,872 4,064 2,552 C. Joint Joint M dan P 0,098 -0,091 -Joint N dan O 0,098 -0,072 -Joint I dan L 0,130 -0,202 -Joint J dan K 0,130 -0,148 -Joint E dan H 0,160 -0,141 -Joint F dan G 0,160 -0,128 -Jumlah sub C 0,776 -0,782 0,211 D. Fondasi, sloof Fondasi 3,666 0,222 3,526 0,211 Sloof 5,248 0,813 4,668 0,801 Jumlah sub D 8,914 1,035 8,194 1,012 Jumlah sub 21,577 4,759 16,852 4,777 A+B+C+D
Perbandingan Volume Berat beton tulangan (1)/(3) (2)/(4) 1,424 1,562 1,502 1,501
0,845 0,858 0,846 0,850
1,422 1,588 1,542 1,471 1,517
0,799 0,875 2,076 1,160 1,125
1,077 1,361 0,644 0,878 1,135 1,250 0,992
--------
1,040 1,124 1,088 1,280
1,052 1,015 1,023 0,996
Dari Tabel 3 dapat diketahui kebutuhan volume beton sebagai berikut:
TS-28
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
1). Untuk balok atap, balok lantai 3, dan balok lantai 2 diperoleh jumlah total volume beton sebesar 5,721 m3 pada sistem elastik penuh, dan 3,812 m3 pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,501. Jadi, sistem elastik penuh lebih boros daripada sistem daktail penuh. 2). Untuk kolom lantai 3, lantai 2, dan lantai 1 diperoleh jumlah total volume beton sebesar 6,166 m3 pada sistem elastik penuh, dan 4,064 m3 pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,517. Jadi, sistem elastik penuh lebih boros daripada sistem daktail penuh. 3). Untuk semua joint diperoleh jumlah total volume beton sebesar 0,776 m3 pada sistem elastik penuh, dan 0,782 m3 pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 0,992. Jadi, sistem elastik penuh sedikit lebih hemat daripada sistem daktail penuh. 4). Untuk fondasi dan sloof diperoleh jumlah total volume beton sebesar 8,914 m3 pada sistem elastik penuh, dan 8,194 m3 pada sistem daktail penuh. Perban-dingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,088. Jadi, sistem elastik penuh sedikit lebih boros daripada sistem daktail penuh. 5). Kebutuhan volume beton keseluruhan (balok, kolom, joint, fondasi, dan sloof) diperoleh sebesar 21,577 m3 pada sistem elastik penuh, dan 16,852 m3 pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,280. Jadi, sistem elastik penuh lebih boros daripada sistem daktail penuh. Dari Tabel 3 juga dapat diketahui kebutuhan berat tulangan sebagai berikut: 1). Untuk balok atap, balok lantai 3, dan balok lantai 2 diperoleh jumlah total berat tulangan sebesar 0,852 ton pada sistem elastik penuh, dan 1,501 ton pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 0,850. Jadi, sistem elastik penuh lebih hemat daripada sistem daktail penuh. 2). Untuk kolom lantai 3, lantai 2, dan lantai 1 diperoleh jumlah total berat tulangan sebesar 2,872 ton pada sistem elastik penuh, dan 2,552 ton pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,125. Jadi, sistem elastik penuh lebih boros daripada sistem daktail penuh. 3). Untuk semua fondasi dan sloof diperoleh jumlah total berat tulangan sebesar 1,035 ton pada sistem elastik penuh, dan 1,012 ton pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 1,023. Jadi, sistem elastik penuh sedikit lebih boros daripada sistem daktail penuh. 4). Kebutuhan berat tulangan keseluruhan (balok, kolom, joint, fondasi, dan sloof) diperoleh sebesar 4,759 ton pada sistem elastik penuh, dan 4,777 ton pada sistem daktail penuh. Perbandingan volume beton antara perencanaan dengan sistem elastik penuh dan daktail penuh diperoleh n = 0,996. Jadi, sistem elastik penuh sedikit lebih hemat daripada sistem daktail penuh. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap portal gedung kantor beton bertulang tiga lantai di wilayah gempa satu untuk model yang ditinjau berdasarkan perencanaan dengan sistem elastik penuh dan sistem daktail penuh, dapat disimpulkan sebagai berikut: 1). Hasil perencanaan kedua portal, baik dengan sistem elastik penuh maupun sistem daktail penuh, termasuk dalam kategori hemat. 2). Meskipun hasil perencanaan portal dengan sistem elastik penuh lebih hemat daripada sistem daktail penuh, ternyata masih memberikan dimensi portal yang lebih besar. 3). Ukuran balok pada portal dengan sistem elastik penuh lebih besar daripada portal dengan sistem daktail penuh, dengan kelipatan 1,495 kali. 4). Ukuran kolom pada portal dengan sistem elastik penuh lebih besar daripada portal dengan sistem daktail penuh, dengan kelipatan 1,544 kali. 5). Kebutuhan total volume beton untuk portal dengan sistem elastik penuh lebih besar daripada sistem daktail penuh, dengan kelipatan 1,280 kali. 6). Kebutuhan total berat tulangan (bersih) untuk portal dengan sistem elastik penuh sedikit lebih kecil daripada sistem daktail penuh, dengan kelipatan 0,996 kali. Saran yang perlu diperhatikan terutama bagi para perencana struktur bangunan gedung, yaitu: 1). Pada perencanaan struktur bangunan gedung, perlu ditinjau tingkatan daktilitas dari struktur yang akan dipakai, agar dapat dihasilkan perencanaan yang ekonomis dan dapat dipertanggungjawabkan. 2). Untuk perencanaan portal gedung beton bertulang tiga lantai di wilayah gempa 1 sesuai dengan model struktur yang ditinjau, akan lebih baik/hemat jika direncanakan dengan sistem daktail penuh, karena mempunyai beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan sistem elastik penuh, yaitu: TS-29
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
a). Ukuran balok lebih kecil, yaitu 1/1,495 = 66,89%. b). Ukuran kolom lebih kecil, yaitu 1/1,549 = 64,56%. c). Kebutuhan volume beton sedikit, yaitu 1/1,280 = 78,13%. d). Kebutuhan tulangan hampir sama, yaitu 1/0,996 = 100,40%. Akhirnya, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini, mulai dari proses pengajuan proposal sampai dengan selesainya penulisan laporan hasil penelitian. DAFTAR PUSTAKA ............, 2002. Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SK SNI 03-2847-2002, Panitia Teknik Standardisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan, Bandung. Asroni, A. 2009. Struktur Beton Lanjut, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta. Asroni, A. 2010. Balok Dan Pelat Beton Bertulang, Cetakan pertama, P.T. Graha Ilmu, Yogyakarta. Asroni, A. 2010. Kolom, Fondasi Dan Balok ”T” Beton Bertulang, Cetakan pertama, P.T. Graha Ilmu, Yogyakarta. DPMB, 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia Tahun 1971, PBI-1971, Dinas Pekerjaan Umum, Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung. DSN, 1989. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung, SNI 03-1727-1989, UDC, Dewan Standardisasi Nasional, Jakarta. Kardiyono dan Budihardjo, 1980. Distribusi Momen Dengan Cara C.T. Morris (Cara Cross Pada Portal Dengan Satu Tabel), Teknik Sipil, UGM, Yogyakarta. Kardiyono, 1981. Teknologi Gempa, Bahan Kuliah Teknik Sipil, UGM, Yogyakarta. Kimpraswil, 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, Departemen Pemukiman Dan Prasarana Wilayah, Badan Penelitian Dan Pengem-bangan Pemukiman Dan Prasarana Wilayah, Pusat Penelitian Dan Pengembangan Tek-nologi Pemukiman, Bandung. Vis, W.C. dan Kusuma, G.H., 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-199103, Seri Beton 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
TS-30
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Lampiran 1. Penulangan Portal Dengan Perencanaan Sistem Elastik Penuh (digambar setengah bentang, simetris) 1.50 m 3D19
2D19
φ
I
2D19
2D19
I
φ 6–170
φ 6–170
1.10 m
1.10 m
10 – 145
φ 6–170
2D19
φ 6–170
2D19
φ 6–170 1.10 m
4D19
φ 6–170
400 2D19
2D19
2D19
φ 6–170 φ 6–170 φ 6–170 0.70 m
XIV
250 POT. III–III
XIV
5D19
2D19
IV
3D19
V
2D19
2D19
φ 6–180
1.10 m
1.10 m
φ 6–180
φ 6–170 φ 6–90
1.22 m
1.10 m
2D19
2D12
2D12
450
1.10 m
5D19
2D12
2D19
φ 6–180
3D19
φ 6–180
300
300 POT. V – V
φ 10 – 160
XVI
XVI
POT. VI – VI
VII
2D19
VIII
8D19
6D19
3D19
VII
3D19
VIII
2D19
3D19
φ 6–195 1.10 m
8D19
φ 6–195
φ 6–190 φ 6–190
1.20 m
1.10 m
2D19
2D12
500
2D12
500 3D19
φ 6–120
300 POT. VII–VII
1.10 m
6D19
2D12
3D19
φ 6–195
500 3D19
φ 6–195
300 POT. VIII–VIII
XVIII XI
3D19
3D19
φ 12–180 1.10 m
XI φ 10–225 1.10 m
2D19
2D19 IX φ 6–195 φ 6–195 φ 6–195 0.70 m 0.70 m 0.80 m
φ 10 – 170
XVIII
XII 12D19
X
IX
300 POT. IX – IX
XVII X
2D19
2D19 VI φ 6–180 φ 6–180 φ 6–180 0.70 m 0.70 m 0.82 m
8D19
1.10 m
VI
450
φ 6–110
φ 6–120
0.85 m
φ 10 – 145
8D19
φ 6–110
0.70 m
φ 6–170
V
XV 300 POT.IV – IV
0.40
2D19
2D19
2D19
0.625
1.10 m
250 POT. II – II
450
XVII
φ 6–170
2D19
1.00 m 3D19
IV
8D19
φ 10 – 170
III
1.50 m 4D19
8D19
φ 10 – 160
XV
II
2D19 400
250 POT. I – I XIII
XIII
III
1.25 m
3D19 400
II
3D19
φ 10–295 1.20 m
3D19
3D19
3D19
12D19 12D19 3D19 XII φ 10–290 φ 12–115 φ 12–90 φ 10–320 0.40 φ 10–260 1.10 m 1.10 m 0.70 m 0.70 m 0.80 m
6.00
2.00
TS-31
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Lampiran 1. (lanjutan) 400 3D19
400
800 3D19
250
3D19
φ 12–180 2D12
12D19
2D12 φ 10–225
800 3D19
250
1250 D10–110
D8–100
D8–100
350
350
POT. XIII–XIII
POT. XIV–XIV
380 POT. XVI–XVI
φ 10–160
D10–110 D8–100 POT. XII – XII
φ 10–145 Ast = 10D25
350
Ast = 14D25
1250
POT. XI – XI
φ 10–145
380
12D19
250
D10–110
Ast = 8D25
400
φ 12–90 2D12
800
1250
POT. X – X
350
400
380
Ast = 12D25
φ 10–160
380 POT. XV–XV
φ 10–170
Ast = 14D25
400
Ast = 16D25
400
400
POT. XVII–XVII
POT. XVIII–XVIII
TS-32
φ 10–170
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Lampiran 2. Penulangan Portal Dengan Perencanaan Sistem Daktail Penuh (digambar setengah bentang, simetris) 1.50 m 4D19 I
II
2D19
1.50 m 4D19
III
M 2D19
I
φ 6–65
φ 6–90 1.40m
0.70m
φ 10 – 105
4D19 350 2D19
XIII
2D19
2D10
φ 6–65
II
φ 6–90 1.51m
2D19
III
φ 6–90 1.40m
2D10
350
φ 6–170
200 POT. II – II
IV
φ 6–90 φ 6–90 φ 6–90 0.70m
4D19
2D10
2D19
φ 6–170
200 POT. III–III
5D19
3D19
XIV
6D19
VI
3D19
3D19
V
φ 6–110
φ 6–55
1.50m 2D19
2D10
350
2D19
3D19
φ 10 – 115
3D19
2D10
φ 6–110
250
POT. V – V
6D19 VII
φ 8–95
2D19
250
XV 250 POT.IV – IV
2D19 VI φ 8–95 φ 6–110 φ 6–110 0.70m 0.75m 0.80m
0.70m
350
φ 8–60
2D19
φ 8–55
1.40m
350 2D19
XV
XV
POT. VI – VI VIII
2D19
6D19
E
3D19
IX
2D19
2D19
IX
2D19
F 3D19
4D19
VII
φ 8–65
φ 6–75
0.80m
φ 6–70
1.48m 2D19
2D10
400
φ 8–65
250 POT. VII–VII
φ 8–65
1.30m 2D10
400 3D19
3D19
VIII
φ 6–120
1.30m 6D19
3D19
2D10
φ 6–120
2D19
φ 6–55
250 POT. VIII–VIII
XVI X
φ 12–105 1.50m
φ 10 – 125
250 POT. IX – IX
XVI
3D22
φ 6–55 φ 6–120 φ 6–120 0.80m 0.70m 0.68m
0.80m
400 4D19
12D22
X
XI
4D22
4D22
φ 10–300 φ 10–300 0.85m
XVI
XII
XI
3D22
0.60
0.81m
J
φ 10 – 115
0.32
0.75m
φ 10 – 105
XIV
V
2D19
2D19 IV φ 8–60 φ 6–70 0.70m 1.40m
XVI
2D19
0.70m
I
φ 10 – 125
2D19
φ 6–60
350 2D19
200 POT. I – I
5D19
XV
2D19
N 2D19
XIII
1.00 m 2D19
0.88m
XII
φ 12–160 0.85m
6.00
4D22
11D22
φ 12–65 1.50m
3D22
11D22 0.32
3D22
φ 12–150 1.50 m 2.00
TS-33
φ 10–300 0.68 m
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Lampiran 2. (lanjutan) 380
380
3D22
φ 12–105
2D12 φ 10–300
750
3D22
250
D8–100
250 1200
D10–110
POT. X – X
Ast = 8D28
11D22
1200
D10–110
D8–100
D10–110 D8–100 POT. XII – XII
POT. XI – XI
φ 10–105
Ast = 10D28
290
290
Ast = 12D28
φ 10–105 300
290
POT. XIII–XIII
POT. XIV–XIV
φ 12–65 2D12
750
4D22
250
1200
290
4D22
12D22
2D12
750
380
φ 10–115
Ast = 10D28
320
300
φ 10–125
320
POT. XV–XV
POT. XVI–XVI
Penulangan Joint M (360/360/350) 200 4D19
Kolom 290/290 4 x 4 φ 13
360
I 350 4 x 4 φ 13
I
360 360 290
200
2D19 Joint 360/360/350
290 200
TAMPAK DEPAN
POTONGAN I–I
Penulangan Joint N (320/320/350) 200 4D19
320
II 350
2D19
tulangan khusus yang dijangkarkan
II 4 x 4 φ 13 350 2D19
200
2D19
Kolom 290/290 4 x4 φ 13
320
320
290
Joint 320/320/350
200 TAMPAK DEPAN
POTONGAN II–II
TS-34
200
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS
ISSN : 1412-9612
Lampiran 2. (lanjutan) Penulangan Joint I (490/490/420) 290
250
Kolom 300/300
5D19
tulangan khusus yang dijangkarkan 8 x 4 φ 13
I
I
350 8 x 4 φ 13
420
250
490
2D19 Joint 490/490/420
490
300 490
250
TAMPAK DEPAN
POTONGAN I – I
Penulangan Joint J (420/420/420) 420
6D19 350
Kolom 300/300
3D19
II 420
250
tulangan khusus yang dijangkarkan
290
8 x 4 φ 13
3D19
II 350
8 x4 φ 13 250
420
250
2D19
420
Joint 420/420/420
250
300 TAMPAK DEPAN
POTONGAN II–II
Penulangan Joint E (420/420/400) 250
300 420
420
6D19
I
Kolom 320/320
I 5x4 φ 13
400
420
250
3D19 320
320
5 x 4 φ 13 Joint 420/420/400
250 TAMPAK DEPAN
POTONGAN I – I
Penulangan Joint F (400/400/400) 250 tulangan khusus yang dijangkarkan
300 6D19
400
II 400
Kolom 320/320
3D19 5 x 4 φ 13
3D19
II 400
250
2D19
5 x 4 φ 13
400
400
320
Joint 400/400/400
250 TAMPAK DEPAN
POTONGAN II–II
TS-35
250
