TINJAUAN ULANG PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BATAM CENTER PARK PROPINSI KEPULAUAN RIAU Yoka Sumar, Nasfryzal Carlo, Khadavi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Email:
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrak Secara umum struktur bagian atas bangunan meliputi balok, kolom, lantai dan atap yang berfungsi untuk mendukung beban-beban yang bekerja pada suatu bangunan. Perhitungan yang akan dilakukan pada gedung Batam Center Park yaitu pada struktur atas meliputi pelat atap dan pelat lantai, balok, kolom dan sloof. Beban struktur (beban mati, beban hidup) berpedoman pada SNI 03-2847-2002 dan beban gempa berpedoman pada SNI 03-1726-2002, dimana portal dihitung secara 2D dengan metoda statik ekivalen. Tujuan dari perhitungan ini yaitu untuk mendapatkan gambaran tentang prinsip dasar perencanaan dan meninjau ulang struktur gedung, membandingkan hasil perhitungan penulis dengan hasil perhitungan konsultan perencanana. Dari hasil perhitungan diperoleh tebal pelat 120 mm, tulangan ø10200 mm (sama dengan perencana). Untuk kolom, balok dan sloof, terdapat perbedaan tulangan, yaitu : kolom K1 (40x40) : 8 D 16, perencana :12 D 16, Kolom K2 (30x30): 8 D 13, perencana : 8 D 16, Balok B1(30x40) : 6 D 13, perencana : 6 D 16, sloof (20x40) : 4 D 16, perencana : 4 D 16. Kata kunci : Tinjauan, perencanaan, gedung
Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Nasfryzal Carlo, MSc
Khadavi, ST, MT
REVIEW DESIGN OF THE UPPER STRUCTURE OF BUILDING ON BATAM CENTER PARK RIAU ISLAND PROVINCE Yoka Sumar, Nasfryzal Carlo, Khadavi Department of Civil Engineering, Faculity of Civil Engineering and Planing, University of Bung Hatta, Padang Email:
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrack In general, the upper structure of building covers beam, column, floor plate, and roof which function to support the loads that carry out in building. The calculation will be done in Batam Center Park Building is to top structure covers roof and floor plate, beam, column, and sloof. Structure load (dead load, live load) oriented on SNI 03-2847-2002 and earth-quake oriented on SNI 03-1726-2002 where portal calculated by 2D with equivalent static method. The purpose of this calculation is to get the description of basic principle of planning to Reobserve building structure, comparating writer's calculation with consultant planning result. From the calculation result found the plate thick is 120 mm, reinforcement bar 10-200 mm (same with planner). For column, beam, and sloof, there are differences of reinforcement bar, that are, column K1 (40x40): 8 D 16, planner :12 D 16, column K2 (30x30): 8 D 13, planner 8 D 16, beam B1 (30x40) 6 D 13, planner : 6 D 16, sloof (20x40): 4 D 16, planner: 4D 16 Keywords : review, planing, building
PENDAHULUAN Dalam
3. Dalam menghitung gaya-gaya yang
merencanakan
bekerja
gedung
struktur
digunakan
bantuan program komputer (ETABS
bertingkat, erat hubungannya dengan ilmu-
2D).
ilmu kontruksi terutama dalam bidang mekanika teknik, struktur gedung, gempa
pada
4. Beban sementara yang diperhitungkan adalah beban gempa.
dan pengetahuan lapangan. Untuk memperdalam pengetahuan tentang penulis
perencanaan
gedung,
melakukan
maka
tinjauan
ulang
perencanaan pada gedung Batam Center Park yang terletak di Propinsi Kepulauan Riau yang terdiri dari enam lantai Adapun
tujuan
Tugas
perencanaan
dan
mengetahui faktor apa saja yang menjadi
pertimbangan
ini, yaitu dengan menggunakan studi literatur,
dimana
perhitungan
yang
buku-buku dan peraturan atau standarstandar yang ada. Sedangkan data-data
1. Untuk mendapatkan gambaran tentang dasar
Metodologi penulisan tugas akhir
dilakukan dengan berpedoman kepada
penulisan
Akhir ini adalah sebagai berikut :
prinsip
METODOLOGI PENULISAN
yang digunakan didapat dari Kontraktor pada
Proyek
Gedung
Batam
Center
Propinsi Kepulauan Riau tersebut.
dalam
perhitungan suatu konstruksi. 2. Meninjau
ulang
struktur
gedung
Batam Center Park secara teoritis dan
HASIL Dalam
menganalisa
struktur
membandingkan
hasil
perhitungan
gedung bertingkat pada prinsipnya adalah
penulis
hasil
perhitungan
meninjau respon struktur terhadap beban-
dengan
konsultan perencana.
beban yang bekerja, kriteria desain serta
BATASAN MASALAH
menentukan tegangan dan gaya-gaya yang batasan
terjadi pada elemen struktur. Secara garis
masalah pada Tugas Akhir ini, yaitu
besar struktur bangunan harus memenuhi
sebagai berikut :
kriteria sebagai berikut :
Penulis
memberikan
1. Perhitungan dilakukan pada struktur atas balok, kolom, pelat dan sloof. 2. Asumsi yang digunakan adalah Portal 3
dimensi
dengan
pembebanan
vertikal dengan gaya geser horizontal.
1. Kuat
(aman),
berarti
mampu
menahan beban maksimal selama usia bangunan.
tidak
Berat lantai meliputi beban pelat,
mempunyai defleksi dan deformasi
balok, kolom, dan lain – lain, serta
yang besar.
ditambah dengan beban hidup.
2. Kaku
dan
stabil,
3. Ekonomis,
berarti
berarti
Berikut
di-disain
ini
adalah
hasil
dari
seminimal mungkin tetapi mampu
perhitungan berat lantai pada gedung yang
menahan
ditinjau:
beban
terbesar
yang
Tabel 1. Berat Struktur Tiap Lantai
diterimanya.
Tinggi hx (m)
Berat Lantai Wx (kN)
Dak
17.80
1622.06
28872.707
5
14.50
5899.24
85538.924
4
11.26
6203.54
69851.826
yang mutlak dilakukan. Besar beban yang
3
8.02
6203.54
49752.366
bekerja
ditentukan
2
4.78
6291.79
30074.778
berdasarkan jenis dan fungsi bangunan
1
1.54
6489.37
9993.6265
4. Mempunyai
nilai
keindahan
Lantai
(estetika). (L. Wahyudi 1997).
Dalam perencanaan suatu gedung, perhitungan beban struktur merupakan hal
pada
konstruksi
kN-m
32709.53
yang akan dikerjakan. Dalam perhitungan beban akibat
Wx . Hx
•
Waktu Getar Alami Fundamental (T) Untuk
beban tetap (beban vertikal) yang ditijau
struktur
gedung
berupa
hanya beban mati dan beban hidup saja
portal beton tanpa unsur-unsur pengaku
guna untuk mengetahui besarnya gaya
yang membatasi simpangan: T = 0,0466 H 3 / 4
dalam yang bekerja pada struktur tersebut. Dalam perhitungan struktur beton
Dimana:
bertulang akibat beban sementara, pada
H = tinggi bangunan, diukur dari
umumnya yang diperhitungkan adalah
tingkat penjepitan lateral (m).
beban gempa. Pada saat gempa terjadi,
Hasil perhitungan :
bangunan menerima getaran akibat gempa
T = 0.4038 detik
dari dalam tanah secara acak dari berbagai arah (arah vertikal dan arah horizontal).
•
Nilai Faktor Respon Gempa (C1) Dari peta gempa, diketahui bahwa
Perhitungan beban gempa pada
Kota Batam terletak dalam wilayah I,
tulisan ini berdasarkan pada SNI 03-1726-
maka nilai faktor respon gempa dapat
2002. Adapun langkah – langkahnya
dilihat pada grafik berikut :
adalah dengan menentukan parameter – parameter sebagai berikut : •
Berat per lantai (Wi)
R
= Faktor Reduksi Gempa
Wt = Berat Total Gedung, termasuk beban hidup yang sesuai Dari hasil perhitungan, diperoleh V = 60.746 N. •
Distribusi Gaya Geser Horizontal Beban geser dasar akibat gempa (V) harus dibagikan sepanjang tinggi gedung
Gambar 1. Grafik faktor respon gempa
beban
Dari grafik di atas diperoleh C = 0,13.
masing tingkat lantai menurut rumus :
Faktor Keutamaan (I) Faktor
keutamaan
horizontal
terpusat yang bekerja pada masing-
wilayah 1
•
menjadi
Fi =
ditentukan
berdasarkan Tabel 1( SNI-03-1726-2003).
Wi . Zi n
∑ Wi . Zi
V
i =1
Dimana:
Dari tabel tersebut diperoleh nilai faktor keutamaan (I) pada gedung yang ditinjau
Wi = berat lantai tingkat ke-I,
untuk kategori Rumah susun didapat nilai
termasuk beban hidup yang sesuai Zi = ketinggian lantai tingkat ke-I
I = 1.0 •
diukur dari taraf penjepitan lateral
Faktor Reduksi Gempa
n = nomor lantai tingkat paling atas
Berdasarkan Tabel 2 SNI 03-1726-
Hasil perhitungan adalah sebagai
2002, untuk kategori Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) beton bertulang. Didapat nilai R = 3,5 •
berikut : Tabel 2. Berat Struktur Tiap Lantai Tinggi
Beban Geser Dasar Nominal (V) Dalam SNI-03-1726-2003, beban
Lt
dengan rumus :
V =
C Ι R
WT
Dimana: C1 = Nilai faktor response Gempa I
= Faktor Keutamaan
Wx . Hx
F
V
Lateral
Strory
Fx
Vx
hx
Wx
(m)
(kN)
kN-m
(kN)
(kN)
Dak
17.80
1622.06
28872.71
6.40
6.40
5
14.50
589924
85538.92
18.96
25.36
4
11.26
6203.54
69851.83
15.48
40.84
3
8.02
6203.54
49752.37
11.03
51.87
2
4.78
6291.79
30074.78
6.67
58.53
1
1.54
6489.37
9993.63
2.21
60.75
32709.53
274084.2285
geser dasar nominal statik ekuivalen (V) yang terjadi ditingkat dasar dapat dihitung
Berat Lantai
Pelat Lantai
Tabel 3. Penulangan Pelat
Dalam PBI 1971 diberikan tabel koefisien
momen
lentur
yang
Lantai
Tulangan
Lantai atap
Ø 10 – 200
Lantai 4
Ø 10 – 200
Lantai 3
Ø 10 – 200
Lantai 2
Ø 10 – 200
Lantai 1
Ø 10 – 200
memungkinkan penentuan nilai momenmomen dari masing-masing arah. Setiap panel
pelat
berdasarkan
dianalisis kondisi
tersendiri,
tumpuan
bagian
tepinya. Untuk menghitung penulangan pada pelat, digunakan metode koefisien momen yang menganalisis nilai momen dari arah X dan arah Y pada setiap panel. Menurut
Tata
Cara
Perhitungan
Struktur Beton Bertulang Untuk Bangunan Gedung SNI 03–2847–2002. Ada beberapa syarat yang harus diperhatikan dalam menghitung penulangan pelat, yaitu : ρb
= 0.85.β1 x
ρ maks
= 0,65 ρ b
ρ min
= 1,4 / fy
f 'c 600 x f y 600 + f y
Gambar 2. Denah Penulangan Pelat
Data struktur yang digunakan pada
Balok Balok diasumsikan sebagai balok
tinjauan ulang pelat adalah sebagai berikut: - Mutu beton (fc’)
= 30 Mpa
- Mutu baja (fy)
= 400 Mpa
- Tulangan
= d 10 mm
T.
Penulangan
balok
direncanakan
terhadap momen maksimum yang terjadi pada masing – masing lantai. Tahapan perhitungan penulangan
Setelah
dilakukan
perhitungan,
diperoleh penulangan pelat dengan tebal 120 mm sebagai berikut :
balok
induk
adalah
menentukan : • Lebar efektif balok T be ≤ 16 hf + bw be ≤ ln + bw be ≤ ¼
sebagai
dengan
• Tinggi efektif tulangan (d)
400
Øtul.utama
400
d = h – p – Øtul.sengkang – ½ • Tinggi blok tekan (a) Untuk tulangan rangkap : a=
=
300
300
ρ .b.d . fy − 0,5ρ .b.d . fy 0,85 fc ' .b
Gambar 4. Detail Penulangan Balok
0,5ρ .b.d . fy 0,85 fc ' .b
= 0,5882 ρ .d
Kolom Perencanaan Kolom berdasarkan
fy fc '
pada kekakuan antara balok dan kolom,
• Momen kapasitas (Mn)
yaitu:
Untuk tulangan rangkap : a Mn = φ ⋅ 0,5 ⋅ ρ ⋅ b ⋅ d ⋅ fy ⋅ d − + (d − d ') 2
Dimana
• Batas rasio tulangan
Ib
= Inersia balok T
Lb
=Panjang bentang balok
Ik
= Inersia kolom
Lk
= Panjang kolom
1,4 fy
ρmin
=
ρb
= 0.85.β1 x
ρ maks
= 0,75 ρ b
f 'c 600 x f y 600 + f y
Untuk menghitung Inersia balok T, pertama perlu ditentukan letak garis netral dari balok T tersebut. Formulanya adalah
• Luas tulangan (As) As
sebagai berikut :
=ρxbxd
Tabel 4. Penulangan balok Lantai
Tulangan Pokok
be
Sengkang
Tump.
Lap.
Tump.
Lap.
Lt. Atap
5 D 13
5 D 13
Ø 10 - 150
Ø 10 - 200
Lantai 4
5 D 13
5 D 13
Ø 10 - 150
Ø 10 - 200
Lantai 3
5 D 13
5 D 13
Ø 10 - 150
Ø 10 - 200
Lantai 2
5 D 13
5 D 13
Ø 10 – 150
Ø 10 – 200
Lantai 1
5 D 13
5 D 13
Ø 10 - 150
Ø 10 – 200
hf hw
h
b1
bw
b2
Gambar 5. Penampang Balok T
yaitu:
Maka, inersia balok adalah : Ib= 1/12 . b1 . h13 + b1 . h1( Y - Y1)2 + 1/12 . b2 . h23 + b2 . h2( Y - Y2)2
Syarat : Penulangan dihitung
struktur
berdasarkan
gaya
kolom
Vu < φVc
aksial Dari perhitungan yang dilakukan,
maksimum dan momen lentur yang terjadi padaportal yang ditinjau.
Parameter –
diperoleh hasil sebagai berikut : Tabel 5. Penulangan Kolom K1(40X40)
parameter yang diperlukan yaitu : • Tinggi efektif tulangan (d) d
= h – tc – Øs – 1/2 Øt
• Luas penampang bruto kolom
Sengkang
Tulangan
Lantai
Utama
Tumpuan
Lapangan
Lantai 3
8 D 16
Ø 10 - 100
Ø 10 - 100
Lantai 2
8 D 16
Ø 10 – 100
Ø 10 – 100
Lantai 1
8 D 16
Ø 10 – 100
Ø 10 - 100
Agr = b x h • Gaya normal reduksi Ø10-150
400
400
Ø10-100 8Ø16
8Ø16
• Eksentrisitas momen lentur 400
400
TUMPUAN
LAPANGAN
Gambar 6. Detail Kolom K
• Rasio tulangan (ρ)
Tabel 6. Penulangan Kolom K2(30X30)
• Luas tulangan yang diperlukan As = ρ x b x d
Sengkang
Tulangan
Lantai
Utama
Tumpuan
Lapangan
L. Atap
8 D 13
Ø 10 - 100
Ø 10 - 100
Lantai 4
8 D 13
Ø 10 – 100
Ø 10 – 100
Pemeriksaan kapasitas penampang kolom terhadap gaya aksial dan lentur dilakukan
dengan
rumusan
sebagai
Syarat yang harus dipenuhi :
300
300
beriukut:
300
300
φMn ≥ Mu Adapun penulangan geser kolom, dihitung
berdasarkan
kapasitas
geser,
Gambar 7. Detail Kolom K2
Sloof Perhitungan kapasitas penampang sloof dan penulangan sloof tidak jauh
a. Pelat (tebal 120 mm) Tabel 8. Perbandingan perencanaan pelat
berbeda dengan perhitungan pada balok
antara penulis dengan perencana
induk. Hanya saja, pada sloof dilakukan
Lantai
Penulis
Perencana
perhitungan tegangan tanah dibawah sloof.
Lantai atap
Ø 10 – 200
Ø 10 – 200
Tegangan tanah maksimal dihitung dengan
Lantai 4
Ø 10 – 200
Ø 10 – 200
Lantai 3
Ø 10 – 200
Ø 10 – 200
Lantai 2
Ø 10 – 200
Ø 10 – 200
Lantai 1
Ø 10 – 200
Ø 10 – 200
rumusan :
b. Balok (30/40 cm) Dari perhitungan yang dilakukan,
Tabel 9. Perbandingan tulangan utama balok antara penulis dengan perencana
diperoleh hasil sebagai berikut :
Penulis
Lantai
Tabel 7. Penulangan Sloof Sengkang
Tulangan
Lantai Lantai dasar
Perencana
Tum.
Lap.
Tum.
Lap.
Lt. atap
6 D 13
6 D 13
4 D 16
4 D 16
Lantai 4
6 D 13
6 D 13
4 D 16
4 D 16
Utama
Tumpuan
Lapangan
Lantai 3
6 D 13
6 D 13
4 D 16
4 D 16
4 D 16
Ø 10 - 200
Ø 10 - 200
Lantai 2
6 D 13
6 D 13
4 D 16
4 D 16
Lantai 1
6 D 13
6 D 13
4 D 16
4 D 16
Tabel 10. Perbandingan tulangan sengkang 2 D 16
2 D 16
4000
4000
Lantai 2 D 16
2 D 16
Penulis
Perencana
Tum.
Lap.
Tum.
Lap.
Lt. atap
Ø 10 - 150
Ø 10 - 200
Ø 10 – 150
Ø 10 – 150
Lantai 4
Ø 10 - 150
Ø 10 - 200
Ø 10 - 150
Ø 10 - 150
Lantai 3
Ø 10 - 150
Ø 10 - 200
Ø 10 - 150
Ø 10 - 150
Lantai 2
Ø 10 – 150
Ø 10 – 200
Ø 10 – 150
Ø 10 – 150
Lantai 1
Ø 10 - 150
Ø 10 – 200
Ø 10 – 150
Ø 10 – 150
2000
2000
TUMPUAN
balok antara penulis dengan perencana Ø 10-200
Ø 10-200
LAPANGAN
Gambar 8. Detail Sloof
c. Kolom K1(40/40 cm)
KESIMPULAN Dari hasil
Tabel 11. Perbandingan tulangan utama
perhitungan Tugas
Akhir ini, dapat diambil kesimpulan
kolom K1antara penulis dengan perencana Lantai
Penulis
Perencana
berupa perbandingan hasil perhitungan
Lantai 3
8 D 16
12 D 16
penulis dengan perhitungan perencana
Lantai 2
8 D 16
12 D 16
seperti berikut :
Lantai 1
8 D 16
12 D 16
Tabel 12. Perbandingan tulangan sengkang
terjadinya perbedaan adalah dalam metoda
kolom K1 antara penulis dengan perencana
perhitungan
Penulis
Lantai
Perencana
Tum.
Lap.
Tum.
Lap.
Lantai 3
Ø 10 - 100
Ø 10 - 100
Ø 10 - 75
Ø 10 - 150
Lantai 2
Ø 10 – 100
Ø 10 – 100
Ø 10 – 75
Ø 10 - 150
Lantai 1
Ø 10 – 100
Ø 10 - 100
Ø 10 - 75
Ø 10 - 150
Tabel 13. Perbandingan tulangan utama
Lantai
Penulis
Perencana
Lantai Atap
8 D 13
8 D 16
Lantai 4
8 D 13
8 D 16
perencana
pada kolom tengah sementara penulis menganalisa momen disain terjadi pada bentang
bersih
balok
dan
perhitungan
pembebanan
yaitu
pada
perhitungan
beban
menggunakan
kolom K2 antara penulis dengan perencana
yaitu
menganalisa momen disain yang terjadi
ujung d. Kolom K2 (30/30 cm)
momen
hidup
faktor
perencana
reduksi
0.3
sedangkan penulis menggunakan beban hidup dengan metoda papan catur.
KESIMPULAN Tabel 14. Perbandingan tulangan sengkang
Departemen Pekerjaan Umum. 2003.
kolom K2 antara penulis dengan perencana Penulis
Lantai
Tata Cara perencanan Ketahanan
Perencana
Tum.
Lap.
Tum.
Lap.
Gempa Untuk Bangunan Gedung,
Lt. Atap
Ø 10 – 100
Ø 10 – 100
Ø 10 – 75
Ø 10 - 150
SNI 03 – 1726 –2003, Yayasan
Lantai 4
Ø 10 – 100
Ø 10 - 100
Ø 10 - 75
Ø 10 - 150
Badan Penerbit : PU. Departemen Pekerjaan Umum. 2003. Tabel 15. Perbandingan tulangan utama sloof
Penulis
Lt. dasar
Tum.
Lap.
Tum.
Lap.
4 D 16
4 D 16
6 D 16
6 D 16
LT. dasar
Struktur
Penerbit : PU. Direktorat Masalah
Penerbit
Penyelidikan
Bangunan.
1983.
Peraturan Pembebanan Indonesia
sloof antara penulis dengan perencana Penulis
perhitungan
03 – 2847 –2002, Yayasan Badan
Perencana
Tabel 16. Perbandingan tulangan sengkang
Lantai
Cara
Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI
antara penulis dengan perencana Lantai
Tata
Untuk Gedung. Direktorat Jendral
Perencana
Tum.
Lap.
Tum.
Lap.
Ø 10 - 200
Ø 10 - 200
Ø10 - 200
Ø10 - 200
Cipta Karya departemen Pekerjaan umum, Bandung. Dipohusodo Istimawan. 1994, Struktur
Dari
hasil
perhitungan
diatas,
terdapat beberapa perbedaan antara hasil perhitungan penulis dengan perencana. Faktor
utama
yang
menyebabkan
Beton
Bertulang,
Penerbit
Gramedia Pustaka Utama. Jakarta
:
Gideon
H.
Kusuma,
M.Eng.AndrianoTakim,
Ir. Dr,
Ir.
1993. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa Seri Beton 3. Penerbit : Erlangga. Jakarta. McCormac Jack C. 2003, Desain Beton Bertulang Edisi Kelima Jilid 1, Penerbit : Erlangga. Jakarta McCormac Jack C. 2003, Desain Beton Bertulang Edisi Kelima Jilid 2, Penerbit : Erlangga. Jakarta Muto
Kiyoshi.
1993,
Analisis
Perancangan Gedung Tahan Gempa. Penerbit : Erlangga. Jakarta
