PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR BETON BERTULANG GEDUNG DEKANAT FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG BERDASARKAN SNI 1726 – 2012 M. Ridho Arroniri, Ari Wibowo, Retno Anggraini Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan Mayjen Haryono 167, Malang 65145, Indonesia Email:
[email protected] ABSTRAK Hampir semua gedung tinggi yang ada di Universitas Brawijaya direncanakan dengan struktur beton bertulang. Karena dalam pelaksanaan lebih mudah tanpa banyak memerlukan tenaga ahli khusus. Namun, perencanaan struktur beton bertulang harus sesuai dengan kaidah peraturan standard yang berlaku. Untuk saat ini, telah ditetapkan SNI 1726-2012 tentang Tata Cara Ketahanan Gampa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Peraturan SNI (Standard Nasional Indonesia) ini adalah revisi dari peraturan sebelumnya, yaitu SNI 031726-2002. Dengan demikian, maka SNI 1726-2012 ini membatalkan dan menggantikan SNI 03-1726-2002. Dalam peraturan yang baru, terdapat perubahan yang mendasar yaitu ruang lingkup yang diperluas dan juga penggunaan peta-peta yang baru. Tujuannya tidak lain adalah untuk mendapatkan desain alternatif gedung tahan gempa dengan acuan peraturan yang baru. Perbedaan yang paling mendasar pada perturan gempa SNI 03-1726-2002 dengan SNI 17262012 adalah pada nilai base shear. Gaya geser dasar yang terjadi pada tiap lantai berdasarkan SNI 03-1726-2002 lebih kecil dibandingkan dengan SNI 1726-2012. Lebih kurang tiga kali lebih kecil dibandingkan dengan perhitungan berdasarkan peraturan gempa terbaru, yaitu SNI 1726-2012. Hal ini terjadi dikarenakan koefisien gempa yang digunakan pada peraturan terbaru lebih besar jika dibandingkan dengan peraturan yang lama. Koefisien k, yang merupakan eksponen terkait dengan periode struktur. Sehingga, dalam perhitungan analisis akan didapatkan dimensi ukuran balok kolom yang lebih besar untuk menahan gaya tersebut. Kata kunci: gempa, beton bertulang, SNI 1726-2012 1. Pendahuluan Hampir semua gedung tinggi yang ada di Universitas Brawijaya direncanakan dengan struktur beton bertulang. Karena dalam pelaksanaan lebih mudah tanpa banyak memerlukan tenaga ahli khusus. Namun, perencanaan struktur beton bertulang harus sesuai dengan kaidah peraturan standard yang berlaku. Untuk saat ini, telah ditetapkan SNI 1726-2012 tentang Tata Cara Ketahanan Gampa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Peraturan SNI (Standard Nasional Indonesia) ini adalah revisi dari peraturan sebelumnya, yaitu SNI 03-17262002. Dengan demikian, maka SNI 17262012 ini membatalkan dan menggantikan SNI 03-1726-2002. Dalam peraturan yang baru, terdapat perubahan yang mendasar yaitu ruang lingkup yang diperluas dan juga penggunaan peta-peta yang baru. Gedung Dekanat FT-UB yang diresmikan pada tahun 2011 ini, masih
menggunakan peraturan lama, SNI 031726-2002. Untuk itu perlunya penerapan perencanaan dengan mengunakan peraturan yang terbaru, SNI 1726-2012 sebagai acuan bangunan tahan gempa dengan struktur beton bertulang. Perencanaan struktur beton bertulang dengan menggunakan SNI yang terbaru akan memiliki kinerja struktur yang lebih baik, karena bangunan akan bersifat lebih daktail. (Perceke, 2013). Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memaparkan hasil perencanaan struktur beton bertulang tahan gempa pada Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen berdasarkan SNI 1726-2012. Tujuannya tidak lain adalah untuk mendapatkan desain alternatif gedung tahan gempa dengan acuan peraturan yang baru.
2. Metode Penelitian Adapun data perencanaan Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang merupakan gedung perkantoran delapan lantai yang berfungsi sebagai sarana dan prasarana administrasi bagi mahasiswa, dosen, dan karyawan. Adapun data-data mengenai gedung adalah sebagai berikut : Nama Gedung: Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang Lokasi: Jalan M.T. Haryono Malang Fungsi: Perkantoran. Struktur Gedung: Lantai 1 sampai dengan lantai 8 struktur beton bertulang, sedangkan atap menggunakan struktur rangka baja Zona Gempa: Zona 4 (Malang) Jumlah Lantai: 8 Lantai Tinggi Bangunan: ± 47,6 m (termasuk atap) Mutu beton (f’c): 300 kg/cm2 Mutu baja tulangan polos (fy): 2400 kg/cm2
1. 1,4 D 2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5( Lr atau R ) 3. 1,2 D + 1,6 ( Lr atau R ) + (L atau 0,5W) 4. 1,2 D + 1,0W + L + 0,5( Lr atau R ) 5. 1,2 D + 1,0 E + L 6. 0,9 D + 1,0 W 7. 0,9 D + 1,0 E
Pembebanan yang akan dihitung pada perencanaan gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang secara garis besar adalah sebagai berikut : Beban mati Beban hidup Beban gempa SNI 1726-2012 Pasal 4.2.2 menentukan kombinasi beban untuk Gambar 1: Diagram Alir Perencanaan metode ultimit sebagai berikut : 3. Hasil dan Pembahasan Perencanaan struktur maupun redesign gedung secara keseluruhan harus dimulai dari data gambar baik dengah tata ruang dan instalasinya. Acuan perencanaan bangunan gedung struktur beton bertulang yang dipakai sesuai dengan SNI-03-2847-2002 dan tata cara perhitungan struktur tahan gempa mengikuti acuan peraturan gempa SNI-1726-2012. Peraturan struktur beton bertulang dalam SNI-03-2847-2002 dengan SNI 2847-2013 masih memiliki persamaan dalam perhitungan perencanaan. Jadi peraturan SNI 2002 masih dapat digunakan. Dimensi balok: Dimensi kolom: • B1 = 40/70 K1 = 60/80 • B2 = 20/40 K2 = 40/40 • Balok Ring = 25/35
Perhitungan Spektrum Repons Desain
Gambar 2: Denah Balok dan Kolom
Perhitungan beban gempa pada Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang, perhitungan spektrum repons desain menggunakan program yang telah disediakan oleh dinas Pekerjaan Umum(PU): http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spe ktra_indonesia_2011/ dengan cara memasukkan jenis input koordinat tempat yang akan ditinjau. Kemudian klik peta.
Tabel 1: Rekapitulasi Massa Bangunan Per Lantai:
Gambar 4: Lokasi Koordinat Gedung Dekanat FT-UB Perhitungan konfigurasi struktur:
3,65
Gedung harus diperhitungkan apakah termasuk kategari beraturan atau tidak. Sehingga dapat dengan tepat memilih metode analisis yang pas.
3,28
23,13
Gambar 5: Hasil Spektrum Respon Percepatan
9,6 25,8
Gambar 3: Konfigurasi Gedung Melintang : 15% x 23,13 = 3,47 m < 3,28 + 3,65 = 6,93 m (tak beraturan) Memanjang : 15% x 25,80 = 3,87 m < 9,6m (tak beraturan)
Distribusi gaya gempa Gaya gempa lateral (Fx) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dengan persaaman pada SNI 1726-2012 Pasal 7.8.3. Kemudian gaya gempa horizontal (Vx), geser tingkat desain gempa di semua tingkat harus ditentukan dengan persamaan pada SNI 1726-2012 Pasal 7.8.4.
Tabel 2: Perhitungan Gaya Geser Fi Dan Vi Per Lantai
Analisis StaadPro
Gambar StaadPro
6:
Struktur
Tabel 3: Partisipasi Terkombinasi Struktur
Gedung
Massa
pada
Perhitungan analisis dengan program StaadPro digunakan untuk mencari nilai momen, gaya geser maupun aksial. Input data Load and Definition StaadPro
Hasil analisis StaadPro
1. Beban Mati Selfweight Uniform Load 1000 kg/m Floor Load 130 kg/m2 2. Beban Hidup Plate Load 250 kg/m2 Plate Load 100 kg/m2 3. Beban Atap Nodal Load 4000 kg 4. Gempa Arah X Response Spectra X 5. Gempa Arah Y 6. Response Spectra Y Partisipasi massa ragam terkombinasi harus dihitung sesuai SNI 1726-2012 Pasal 7.9.1. Nilainya harus lebih besar dari 90% Gambar 7: Diagram Momen
Ragam
Gambar 8: Diagram Gaya Aksial
Gambar 9: Diagram Gaya Geser
Dari hasil perhitungan analisis StaadPro diperoleh momen, gaya aksial dan gaya geser untuk menghitung desain balok dan kolom. Mulai dari dimensi dan jumlah tulangan yang dibutuhkan. Berikut merupakan rekapitulasi desain penulangan balok dan kolom. Tabel 4: Rekapitulasi Tulangan Tumpuan Balok
b (mm) B1 400 B2 200 Ring 250
Balok
h Muz As' As Tulangan (mm) (kgm) (cm²) (cm²) Tarik (cm²) 700 157460,78 125,08 25,16 12 D - 38 137 400 32645,13 5,03 1,01 6 D - 16 11,9 350 4711,89 8,65 1,73 4 D - 16 7,94
Tabel 5: Rekapitulasi Tulangan Lapangan Balok
b (mm) B1 400 B2 200 Ring 250
Balok
h Muz As' As Tulangan (mm) (kgm) (cm²) (cm²) Tarik (cm²) 700 125968,62 132,91 26,58 12 D - 38 137 400 26116,11 4,08 0,82 4 D - 16 7,94 350 3769,52 6,84 1,37 4 D - 16 7,94
Tabel 6: Rekapitulasi Tulangan Geser Balok
B1
b (mm) 400
h (mm) 700
Vu (kg) 76344.523
B2
200
400
33863.668
Ø12 - 60 Ø10 - 150
Ring
250
350
2102.613
Ø10 - 200
Balok
X1
Tulangan Tekan (cm²) 6 D - 25 30,4 4 D - 16 7,94 2 D - 16 3,97 Tulangan Tekan (cm²) 6 D - 25 30,4 2 D - 16 3,97 2 D - 16 3,97
Tabel 7: Rekapitulasi Tulangan Kolom Kolom K1 K2
Muz kgm 39313.919 100341.67
Pu Vu Dimensi kg kg b (mm) h(mm) 456331.97 36914.978 600 800 269094.2 22357.48 400 400
4. Kesimpulan dan Saran Dari hasil perhitungan dan pembahasan, didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada perencanaan alternatif Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang ini dilakukan perubahan desain gedung. Perubahan terhadap dimensi elemen struktur balok dan kolom. Perubahan denah dengan menghilangkan desain struktur ruang lobi pada lantai 1 dan ruang auditorium pada lantai 2. Hal ini bertujuan agar mengurangi proses perhitungan yang dikaji dan dianggap perlu. Selain itu, tidak dilakukan peniadaan kolom pada lantai 2 untuk menghindari terjadinya bahaya soft-storey. 2. Perbedaan yang paling mendasar pada perturan gempa SNI 03-1726-2002 dengan SNI 1726-2012 adalah pada nilai base shear. Gaya geser dasar yang terjadi pada tiap lantai berdasarkan SNI 03-1726-2002 lebih kecil dibandingkan dengan SNI 1726-2012. Lebih kurang tiga kali lebih kecil dibandingkan dengan perhitungan berdasarkan peraturan gempa terbaru, yaitu SNI 1726-2012. Hal ini terjadi dikarenakan koefisien gempa yang digunakan pada peraturan terbaru lebih besar jika dibandingkan dengan peraturan yang lama. Koefisien k, yang merupakan eksponen terkait dengan periode struktur. Sehingga, dalam perhitungan analisis akan didapatkan dimensi ukuran balok kolom yang lebih besar untuk menahan gaya tersebut. Perencanaan struktur gedung portal 3D, mampu menghasilkan gaya-gaya dalam yang terjadi akibat pembebanan secara langsung dengan asumsi sesuai lapangan. Namun, dari hasil yang diperoleh tersebut
Tulangan longitudinal As As' 8 - D38 8 - D38 4 - D38 4 - D38
Geser (Ø-10) 100 200
harus tetap memperhatikan peraturanperaturan yang berlaku agar dapat diperoleh hasil yang dapat. Selain itu, para perencana harus lebih teliti dalam memasukkan data dalam program analisis, karena kesalahan input data akan berakibat hasil yang fatal. Semoga dengan adanya kajian skripsi penggunaan peraturan gempa terbaru pada Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya ini dapat menjadi solusi dalam pemilihan metode desain gedung bertingkat tinggi tahan gempa. Kedepannya juga mampu menambah wawasan sudut pandang bagi para akademisi dunia teknik sipil untuk lebih dalam lagi menggali ilmu struktur beton bertulang tahan gempa. 5. Daftar Pustaka Anonim. 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 Sebagai Acuan Dasar Perencanaan Dan Perancangan Infra Struktur Tahan Gempa. Jakarta: Kementrian Pekerjaan Umum. Arifin. 2003. Study Perencanaan Struktur Gedung Lantai Tinggi (Kantor PT. Halim Sakti Jl. HR Muhammad Surabaya) dengan Special Moment Resisting Frame. Jurnal Neuron, Vol. 3, No. 1. Badan Standardisasi Nasional. 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum. Badan Standardisasi Nasional. 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, SNI 1726-2012. Jakarta: Kementrian Pekerjaan Umum. Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perhitungan Beton Bertulang
untuk Bangunan Gedung, SNI 032847-2002. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum. Badan Standarisasi Nasional. 2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung, SNI 28472013. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum. Budiono, Bambang dan Supriatna, Lucky. 2011. Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan RSNI 03-1726-201x. Bandung: Penerbit ITB. Budiono, Bambang. 2011. Konsep SNI Gempa 1726-201x. Jakarta: Seminar HAKI. Dewobroto, Wiryanto. 2012. Menyongsong Era Bangunan Tinggi dan Bentang Panjang. Yogyakarta: Seminar Atmajaya. Ghosh, S.K. dan Fanella, David A. 2003. Seismic and Wind Design of Concrete Buildings (2000 IBC, ASCE7-98, ACI 318-99). USA: International Code Council, Inc. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spe ktra_indonesia_2011/ (diakses 26 Mei 2015 pukul 10.00 WIB) Juwana, Jimmy S. 2005. Panduan Sistem Bangunan Tinggi. Jakarta: Erlangga. Nawy, E. G. 1998. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar (alih bahasa Bambang Suryoatmono). Bandung: PT Refika Aditama. Pawirodikromo, Widodo, Seismologi Teknik & Rekayasa Kegempaan,2012. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Perceka, W. et.al. 2013. Comparison of Structural Performance of Dual Renforced Concrete Building System Designed By Using Indonesian Earthquake Resistance for Building 2002 (SNI 03-17262002) And Indonesian Earthquake Resistance for Building And Other Structures 2012 (SNI 03-17262012). Proceeding the 6th Civil Engineering Conference in Asia Region: Embracing the Future
through Sustainability ISBN 978602-8605-08-3. Tular, R. B. 1984. Perencanaan Bangunan Tahan Gempa. Bandung: Yayasan Lembaga Pendidikan Masalah Bangunan. Vis, W.C. dan Kusuma, Gideon H. 1993. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang. Jakarta: Erlangga.
