MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG APARTEMEN PUNCAK PERMAI DENGAN MENGGUNAKAN BALOK BETON PRATEKAN PADA LANTAI 15 SEBAGAI RUANG PERTEMUAN Reza Murby Hermawan dan Endah Wahyuni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 ABSTRAK Apartemen Puncak Permai merupakan apartemen yang terdiri dari 19 lantai dan terletak di kawasan Surabaya Barat, HR.muhammad yang berada pada zona gempa 3. Gedung ini menggunakan beton konvesional pada struktur balok dan kolomnya. Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan modifikasi dengan desain arsitektural yang istimewa untuk memaksimalkan fungsi ruang yaitu pada lantai 15 akan dibuat ruang pertemuan dan ruang seminar yang luas tanpa kolom. Dalam perancangan strukturnya digunakan sistem struktur Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) sesuai dengan peraturan SNI 03 -2847 – 2002. Sebagai solusi dari adanya ruangan yang luas tanpa kolom, maka digunakan struktur balok pratekan. Kata kunci: SRPMM, Balok pratekan
I. Pendahuluan Akhir-akhir ini perkembangan teknologi beton sangat maju. Hal itu dibuktikan dengan adanya gedung-gedung bertingkat yang pembangunannya menggunakan teknologi beton mutu tinggi. Oleh karena itu, dibutuhkan cara desain gedung dengan bentang panjang yang efektif dan efisien. Untuk itu dalam tugas akhir ini, penulis menggunakan Gedung apartemen Puncak Permai tower C di Surabaya Barat, jalan Darmo Permai 3, yang mana dalam pembangunannya menggunakan konstruksi beton bertulang dengan jumlah 19 lantai dan terletak pada zone gempa 3. Untuk memaksimalkan fungsi ruang pada gedung tersebut, maka dirancang modifikasi pada gedung apartemen Puncak Permai tersebut dengan memberi suatu ruangan yang luas tanpa kolom pada lantai 15 dimanfaatkan sebagai ruang pertemuan dan seminar. Tujuan secara rinci dari pembahasan tugas akhir ini yaitu: 1. Dapat menentukan permodelan dan asumsi pembebanan berdasarkan peraturan yang ada 2. Dapat menganalisa dan memeperhitungkan beban gempa dinamik 3. Dapat melakukan perhitungan struktur sekunder meliputi plat, tangga, lift dan balok
4. Dapat melakukan perhitungan struktur utama, meliputi balok pratekan, balok induk, dan kolom 5. Dapat menganalisa struktur bangunan yang telah dimofikasi tersebut dengan program bantu SAP 2000 Memperoleh hasil akhir dari perancangan modifikasi bangunan tersebut melalui gambar, dengan program bantu AutoCAD
II. Metodologi 2.1 Pengumpulan data dan studi literatur a. Pengumpulan data untuk perencanaan gedung, meliputi: - Gambar Arsitektur Gambar arsitektural diperoleh dari PT.WIKA (Wijaya Karya) - Data Tanah (Soil investigation) Data tanah diperoleh dari laboratorium mekanika tanah Teknik Sipil ITS untuk menunjang perencanaan pondasi yang aman dan efisien. b. Studi Literatur Mempelajari literatur yang berkaitan dengan perancangan diantaranya: - Tata Cara Perencanaan Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-28472002). - Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002 dan RSNI 03-1726-2010). - Desain Struktur Beton Prategang (T.Y Lin dan Burns) - Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG 1983) Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Rahmat Purwono, 2010 2.2 Diagram alur perencanaan Metoda penyelesaian ini tergambar dalam flow chart pada gambar dibawah 2.1 dan 2.2 ini
a. Nama Gedung b. Fungsi c. Jumlah Lantai d. Struktur utama e. Tinggi perlantai
:Gedung Puncak Permai : Apartemen : 19 lantai : struktur beton bertulang : 3,5m pada lantai dasar 2,9m typical pada lantai 2-19 Data bangunan setelah dimofikasi :
Gambar 2.1 flowchart struktur
a. b. c. d.
Nama Gedung Fungsi Jumlah Lantai Struktur utama
e.
Tinggi perlantai
: Gedung Puncak Permai : Apartemen : 15 lantai : struktur beton bertulang beberapa balok dimodifikasi menjadi beton pratekan : 3.5m pada lantai dasar 2.9m pada lantai 2-14 4m pada lantai 15
2.4 Preliminary Design Preliminary design dimensi balok sesuai dengan SNI 03 – 2847 – 2002 Ps.11.5.2. Dimensi (tebal) pelat ditentukan menurut peraturan SNI 03–2847–2002 Ps.11.5.3. Preliminary design kolom sesuai dengan SNI 03 – 2847 – 2002 Ps. 12.8. Preliminary design dinding geser sesuai dengan SNI 03 – 2847 – 2002 Ps. 3 s/d 20 2.5 Pembebanan Dalam penyusunan tugas akhir ini dalam merencanakan pembebanan mengacu pada RSNI 031727-1989 dan besarnya beban gempa sesuai dengan ketentuan RSNI 03-1726-2010. Pembebanan tersebut antara lain : 1. Beban Mati berdasarkan RSNI 03-1727-1989 pasal 3.1. 2. Beban Hidup (RSNI 03-1727-1989). Beban hidup pada atap diambil sebesar 100 kg/m2 . Beban hidup pada tiap lantai diambil sebesar 250 kg/m2 (tabel 4.1).
III.
Hasil Dan Pembahasan
3.1 Premilinary Design Untuk desain awal bangunan dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 2.2 flowchart struktur prategang 2.3 Modifikasi dan kriteria pemilihan struktur
Data bangunan sebelum dimodifikasi :
3.1.1 Dimensi Balok Sesuai dengan SNI 03–2847–2002 Ps. 11.5 untuk dimensi balok (minimum) maka diperoleh dimensi balok yang direkapitulasi pada tabel 1.1 Tabel 1.1 Dimensi Balok
No 1 2 3 4
Keterangan : D = beban mati L = beban hidup E = beban gempa
Type Dimensi Balok Anak 25/40 Balok Induk 30/50 Balok Lift 35/50 Balok Prategang 50/80
3.1.2 Dimensi Pelat Perencanaan desain pelat terdiri dari pelat satu arah dan pelat dua arah yang mendesainnya hanya menerima beban lentur saja. (SNI 03– 2847–2002 Ps 11.5.3.3). Untuk memenuhi syarat lendutan, ketebalan minimum dari pelat harus memenuhi persyaratan SNI 03–2847– 2002 Ps 11.5.3.3. Dari hasil perhitungan diperoleh tebal pelat yang dapat dilihat pada tabel 1.2 tabel 1.2 Dimensi pelat Tipe Pelat
Ly
Lx
345 x 500 Lantai Dasar - 14 250 x 490
470
315 1,492 400
12
460 222,5 2,067 400
12
345 x 500
450
315 1,428 400
12
250 x 490
460 212,5 2,165 400
12
Lantai 15
β
Fy Tebal
3.2.2pembebanan gempa Data-data analisa gempa diperoleh dari SNI 031726-2010 yang akan digunakan pada perancangan gedung adalah sebagai berikut: Kelas situs tanah : SE (tanah luak) Kategori Resiko : II faktor keutamaan : 1,0 Ss = 0,60 g S1 = 0,20 g 3.2.3perioda hasil analisa struktur Analisa struktur dilakukan dengan menggunakan program bantu dengan menggunakan spectrum respon gempa IBC 2006 yang typical dengan spectrum respon SNI-1726-2010. Dari hasil analisa struktur diperoleh periode alami fundamental gempa tertinggi sebesar T= 1,43 detik. Periode tidak boleh melebihi Cu x Ta. T= 1,43 detik < Cu x Ta= 1,4 x 1,439 = 2,0146 detik ..ok
3.1.3 Dimensi kolom Persyaratan dimensi kolom 3.2.4kontrol partisipasi massa P (SNI 03 - 2847 – 2002 pasal 0,30 fc ' A 3.3 Desain Struktur sekunder 25.3.1) 3.3.1penulangan pelat lantai Dimana : Perhitungan momen ultimate pada pelat lantai P = Berat total yang dipikul oleh kolom sesuai PBI 1971. Sehingga diperoleh hasil A = Penampang kolom penulangan pelat atap dan pelat lantai sebagai fc’ = Kuat tekan beton berikut : Dari hasil perhitungan didapatkan dimensi kolom yang digunakan adalah 80/80 pada lantai Tabel 3.1 Dimensi dan Penulangan Pelat 1-7 dan 70/70 pada lantai 8-15 Pelat Atap Pelat Lantai 3.2 Pembebanan dan analisa gaya gempa 3.2.1 kombinasi beban berfaktor Perhitungan dengan cara SNI 03 – 2847 – 2002 kombinasi yang digunakan adalah pasal 11.2 : U = 1,4 D U = 1,2 D + 1,6 L U = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 E U = 0,9 D + 1,0 E
Ukuran Pelat
345 x 500 500 x 490 345 x 500 250 x 490
Mtx
Φ8-250
Φ8-250
Φ8-250
Φ8-250
Mty
Φ8-250
Φ8-250
Φ8-250
Φ8-250
3.3.2perencanaan tangga desain awal tangga dapat dilihat pada gambar
Balok Penumpu belakang Tulangan tumpuan pasang 3D16 (Aspakai = 602,88 mm2) Tulangan lapangan pasang 4D16 (Aspakai = 803,84 mm2) 3.4 Perencanaan Struktur Primer Pembebanan yang digunakan balok dan kolom direncanakan tidak memikul beban gempa sehingga kombinasi pembebanan yang digunakan :
Penulangan pelat tangga Jadi dipasang tulangan lentur D12-200 mm dan penulangan susut D12330 mm Penulangan pelat bordes Jadi dipasang tulangan lentur D12-100 mm dan penulangan susut D12-500 mm
U = 1.2 D + 1.6 L Keterangan : D = beban mati
3.3.3Balok Anak 25/40 Perhitungan momen ultimate pada balok terletak atas 4 atau lebih tumpuan sesuai PBI 1971.Dari hasil perhitungan diperoleh kebutuhan tulangan tumpuan dan tulangan lapangan yang dapat dilihat pada gambar berikut
L
= beban hidup
U = 1.2 D + 1.0 L + 1,0 E Keterangan : 3.4.1
E = beban gempa
Balok Induk 30/50 Untuk perhitungan kebutuhan jumlah tulangan digunakan momen yang diperoleh dari analisa program bantu. Selanjutnya penulangan balok direncanakan sesuai SNI 03-1728-2002 Ps. 23.3. Dari hasil perhitungan diperoleh kebutuhan tulangan tumpuan,lapangan dan geser yang dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 3.1 Dimensi balok anak
3.3.4perencanaan balok lift Tipe Lift : Lift Apartemen Merk : Hyundai Kapasitas : 11 orang = 750 kg Kecepatan : 90 m/menit Lebar Pintu : 800 mm Dimensi Sangkar Outside : 1460 × 1505 mm2 Inside : 1400 × 1350 mm2 Beban Reaksi Ruang Mesin - R1 = 4550 kg - R2 = 2800 kg
Gambar 3.2 dimensi balok induk 3.4.2
Balok Prategang 50/80 Dalam perhitungan beton prategang ini menggunakan letak tendon yang dapat diketahui dengan gambar sebagai berikut
Balok penumpu depan Tulangan tumpuan pasang 3D16 (Aspakai = 602,88 mm2) Tulangan lapangan pasang 3D16 (Aspakai = 602,88 mm2)
Gambar 3.3 Konsep umum Balok Pratekan
Maka sesuai dengan persyaratan SNI 03-28472002 beton prategang dapat direncanakan dengan menggunakan dalam 1 tendon terdapat 22 strand, dengan hasil bantuan program analisa maka didapat nilai gaya dalam beton pratekan tersebut dan didapatkan penulangan 4D25 pada daerah serat atas dan serat bawah dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 3.6 Kolom 70 x 70
Gambar 3.4 Balok Pratekan daerah tumpuan
Gambar 3.7 Kolom 80 x 80 3.5 Perencanaan Struktur bawah Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut : Gambar 3.5 Balok pratekan daerah lapangan 3.4.3Kolom Penulangan lentur kolom 80x80 menggunakan program bantu sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Rasio Tulangan Longitudinal = 1,27 % Penulangan 16D25 (As= 8160 mm2) dan Penulangan lentur kolom 70x70 menggunakan program bantu sehingga didapatkan hasil sebagai berikut : Rasio Tulangan Longitudinal = 1,66 % Penulangan 16D25 (As= 8160mm2). Dari hasil perhitungan diperoleh kebutuhan tulangan lentur, geser dan panjang lewatan yang dapat dilihat pada gambar berikut
Pondasi kolom : menggunakan tiang pancang produk PT. Wijaya Karya diameter 60 cm sebanyak 4 buah dengan susunan 2 x 2 dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 3.8 Denah Pondasi
memperhatikan kelayakan struktur V. Daftar Pustaka
Gambar 3.9 detail Pondasi
IV. Penutup 4.1 Kesimpulan Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Perancangan Gedung Apartemen Puncak Permai Tower C di zona gempa sedang daerah Surabaya Barat memiliki dimensi struktur utama, meliputi : Kolom = 80x80 cm pada lantai 1-7 = 70x70 cm pada lantai 8-15 Balok induk
= 30/50 cm
Balok Lift
= 35/50 cm
Balok prategang
= 50/80 cm ( 1 tendon)
Balok Anak
= 25/40 cm
2. Perhitungan Gaya gempa menggunakan SNI – 1726 – 2010 dengan mencari grafik gempa response spectrum berdasarkan zona gempa dan data tanah sesuai peraturan SNI – 1726 – 2010 3. Pemanfaatan beton prategang pada perancangan gedung Apartemen Puncak Permai Tower C dinilai efektif dikarenakan fungsi ruangan yang mengharuskan tanpa penggunaan kolom
4.2 Saran Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini maka dapat disarankan : 1. Dalam Perancangan struktur beton prategang sebaiknya memperhatikan dimensi balok dengan gaya prategang yang terjadi dengan memperhatikan panjang balok prestress yang dibutuhkan 2. Untuk bangunan yang berada pada zona gempa sedang dengan tingkat tanah sedang lebih baik lebih
Badan Standardisasi Nasional 2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Gedung, SNI 03-1726-2002. Badan Standardisasi Nasional 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002. Departemen Pekerjaan Umum 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983. Bandung :Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung. Lin. T.Y., dan Ned H. Burns. 2000. Desain Struktur Beton Prategang Ed. 3 Jil. 1. Diterjemahkan oleh : Mediana. Jakarta : Erlangga. Nawy, Edward G. 2001. Beton Prategang : Suatu Pendekatan Mendasar Ed. 3 Jil. 1. Diterjemahkan oleh : Bambang Suryoatmono. Jakarta : Erlangga. Purwono, R. 2005. Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa Sesuai SNI-1726 dan SNI-2847 Terbaru. Surabaya : ITS Press. Tavio dan Benny Kusuma. 2009. Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press
