FOTO DOKUMENTASI
Kondisi bagian depan sebelum perkuatan
Perkuatan Pada Kolom ( Concrete Jacketing )
Perkuatan Pada Balok dengan Pelat Baja
a. Tampak Bawah b. Tampak Atas c. Tampak Setelah Perkuatan
Tampak Bagian Depan Setelah Perkuatan
Tampak Bagian Belakang Setelah Perkuatan
Tampak Bagian Belakang Setelah Perkuatan
Daftar Pustaka
Badan Standarisasi Nasional, 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, SNI 03 – 1729 – 2002.
Badan Standarisasi Nasional, 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03 – 2847 – 2002.
Wangsadinata, Wiratman.1968, Teori Kekuatan Batas, Bandung ; YLPMB. Setiawarga, Bahari. 1976, Analysis Of Structures, Jakarta ; KHANNA.
Yosepha dkk. 2012, Kritisi Desain PSEUDO ELASTIS pada bangunan beraturan 6 lantai dan 10 lantai dengan denah persegi di wilayah 2 peta gempa Indonesia.
Bazant, Zdenek P.1989, Stability Of Structure : Elastic, Inelastic, Fracture and Damage Theories, USA, World Scientific.
Rees, D. W. A. 2006, Basic Engineering Plasticity, England, Elsevier Ltd.
Aryanti, Riza & Aminsyah, Muhammad. 2014, Penerapan Konsep Desain Kapasitas pada Perencanaan Struktur Tahan Gempa. Volume 4, No 2.
BAB III
Metodologi Penelitian
III. 1. Perkuatan Pondasi
Menentukan besar daya dukung tiang yang diperlukan :
Gambar 3. 1. Pondasi Tiang Dengan syarat :
Dimana : Ø : Effisiensi kelompok tiang
Kontrol gaya geser 1 arah :
Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis adalah :
(
)
Kuat geser beton pada penampang kritis, ditentukan sebagai berikut :
√
Gambar 3. 2. Daerah pembebanan geser 1 arah Kontrol gaya geser 2 arah :
Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis adalah :
Vc diambil adalah nilai terkecil dari :
1. √
2. √
3. √
Gambar 3. 3. Daerah pembebanan geser 2 arah
Perencanaan tulangan Pile Cap :
( )
III. 2. Perkuatan Kolom
Menentukan nilai kolom existing :
a. Kondisi tekan aksial maksimum, Mn = 0
( )
b. Kondisi tarik aksial maksimum, Pn = 0
c. Kondisi seimbang (balanced), Mnbalanced ; Pnbalanced
Check nilai geser :
Komponen struktur yang dibebani tekan aksial :
Tulangan geser dan jarak antar sengkang :
Dimana :
√
√
Syarat Concrete Jacketing :
III. 3. Perkuatan Balok
Untuk daerah Tumpuan
( )
Untuk daerah Lapangan
Perkuatan Balok dengan Externally Reinforcement
Apabila leleh,
Apabila belum leleh,
( )
Maka,
( )
Check lendutan
√
Berat sendiri balok :
Momen Inersia Gross (Ig)
Lendutan akibat berat sendiri
Lendutan ditengah bentang balok akibat pelat
BAB IV
Analisa Perhitungan
IV. 1. Perencanaan Perkuatan Pondasi
Data – data yang dipergunakan dalam perencanaan perkuatan pondasi : 1. Data Bangunan :
Nama Bangunan : Ruko Metrolink Asrama Haji Fungsi Bangunan : Pertokoan
Jumlah Lantai : 3 lantai Panjang Bangunan : 14,15 meter Lebar Bangunan : 16 meter Tinggi Bangunan : 12,17 meter
2. Data Pondasi :
3. Denah Pondasi
IV. 1. 1. Perhitungan Dimensi Bor Pile
Dari hasil SAP2000 :
RLama : 963296,7 N RBaru : 1358455,6 N
Karena nilai PLama < PBaru maka diperlukan perkuatan pada pondasi dengan bor pile. Jumlah bor pile yang digunakan adalah 2 buah dengan kedalaman 6 meter.
Dipakai d = 30 cm dengan jarak antar tiang s = 3 x d = 90 cm Effisiensi Tiang
( )
( )
Check :
(OK)
Jadi, untuk perkuatan pondasi digunakan bor pile berdiameter 30 cm dengan jarak antar tiang (s) = 90 cm.
IV. 1. 2. Perencanaan Pile Cap
Data perencanaan pile cap :
Karakteristik Beton : K – 250 Kuat Tekan Beton , f’c : 20,75 MPa Tegangan Leleh Baja , fy : 400 MPa Ukuran Kolom : 25 cm x 40 cm
Panjang Pile Cap : L = 2,5 m
- Kontrol gaya geser 1 arah
Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis adalah :
( )
( )
Maka ,
Kuat Geser Beton
√
√
Check :
(OK)
- Kontrol gaya geser 2 arah Lebar penampang kritis :
( )
( )
Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis adalah :
( )√
( )√
( )√
( )√
√
√
Dipakai Vc terkecil yaitu 232,3 ton Check :
(OK)
Didapat Pile Cap dengan ukuran 2500 x 1500 x 500 mm.
IV. 1. 3. Perencanaan Tulangan Pile Cap
Data perencanaan tulangan pile cap : P = 135,85 ton
Panjang Pile Cap : 2,5 meter Lebar Pile Cap : 1,5 meter Tebal Pile Cap : 0,5 meter
Lebar daerah pembebanan :
Berat Pile Cap
Tulangan D16 – 150 ( Terpasang 19 buah )
(OK)
Untuk tulangan tekan diambil As = 50% . AsTarik
Tulangan D13 – 150 ( Terpasang 17 buah )
(OK)
Dipakai tulangan diameter 13 mm - 150 (Tulangan Tekan)
IV. 2. Desain Perkuatan dengan Analisa Elastis
Perkuatan dengan analisa elastis akan di lakukan terhadap kolom dan balok bangunan dimana untuk kolom diperkuat dengan metode jacketing dan balok diperkuat dengan menambahkan pelat baja pada daerah tekan dan daerah tarik.
Dari hasil analisis dengan program SAP2000 didapat hasil : a. Balok Utama ( 25 x 40 )
Momen maksimum tumpuan, Mutumpuan = 407822,321 Nm Momen maksimum lapangan, Mulapangan = 323155,464 Nm Lintang maksimun tumpuan, Vutumpuan = 181847,109 N Lintang maksimum lapangan, Vulapangan = 178749,509 N
Normal maksimum, Nu = 39440,672 N
b. Balok Utama ( 25 x 50 )
Momen maksimum tumpuan, Mutumpuan = 514898,602 Nm Momen maksimum lapangan, Mulapangan = 424417,4735 Nm Lintang maksimun tumpuan, Vutumpuan = 192828,716 N Lintang maksimum lapangan, Vulapangan = 189568,261 N
Normal maksimum, Nu = 47816,211 N
c. Kolom
Momen maksimum tumpuan, Mutumpuan = 470080,613 Nm Momen maksimum lapangan, Mulapangan = 67613,103 Nm
Lintang maksimum, Vu = 200943,812 N
IV. 2. 1. Kolom Existing
Data eksisting kolom :
Pu = 1109668,032 N Mu = 470080,613 Nm H = 4160 mm F’c = 18,675 MPa Fytulangan = 300 MPa Fysengkang = 240 MPa
Ag = 250 x 400 = 100000 mm2 ntulangan = 8
Ast = 8 . ( ¼ . π . 162) = 1607,68 mm2 Φ tul.utama = 16 mm
Φ tul.sengkang = 8 mm
As = As’ = 8/2 . ( ¼ . π . 162) = 803,84 mm2 d = 350 mm
a. Kondisi tekan aksial maksimum, Mn = 0 ( )
b. Kondisi tarik aksial maksimum, Pn = 0
( )
c. Kondisi seimbang (balanced), Mnbalanced ; Pnbalanced
Karena nilai maka tulangan tekan dianggap sudah leleh, sehingga nilai
( ) ( )
( )
IV. 2. 2. Perencanaan Perkuatan Kolom
Dari analisis kolom didapat nilai : Mu = 470080,613 Nm
Mr = 135459,407Nm
Berdasarkan nilai diatas dapat disimpulkan bahwa Mu > Mr sehingga diperlukan perkuatan pada kolom. Perkuatan kolom akan dilakukan dengan memperbesar dimensi kolom (Concrete Jacketing). Perkuatan dengan metode concrete jacketing dapat di perhitungan dengnan rumusan :
dengan syarat :
Data existing kolom :
Φ tul.utama = 16 mm Φ tul.sengkang = 8 mm
As1 = 4 D 16 ( = 803,84 mm2) A’s1 = 4 D 16 ( = 803,84 mm2)
Gambar 4. 3. Detail Kolom Existing
{ }
{ }
Data perencanaan Concrete Jacketing : F’cscc = 20,75 MPa
Fy2 = 400 MPa
h2 = h1 + 300 = 700 mm b2 = b1 + 450 = 700 mm d’2 = 100 mm
Φ tul.utama = 16 mm Φ tul.sengkang = 8 mm
Karena nilai maka tulangan tekan dianggap sudah leleh, sehingga nilai
( ) ( )
( )
Check :
(OKE!)
Maka kolom diperbesar menjadi berukuran 700 mm x 700 mm dengan pertambahan 16 ϕ 19 mm.
Perencanaan tulangan geser disesuaikan dengan peraturan SNI 03 – 2847 – 2002 :
Dari data perhitungan diatas : b = 700 mm h = 700 mm
Ag = 700 x 700 = 490000 mm2 Fy = 400 MPa
F’c = 20,75 MPa
Pu = 1109668,032 N
[ ] √ [ ] √
Maka diketahui bahwa nilai Vu berada pada kondisi :
Sehingga besar jarak antar sengkang dapat dihitung dengan persamaan : √ √ √
diambil jarak s = 100 mm.
Gambar 4. 4. Detail Kolom Jacketing
IV. 2. 3. Balok Existing ( 25 x 40 )
[image:30.595.210.392.316.444.2]a. Daerah Tumpuan Data eksisting balok :
Gambar 4. 5. Detail balok Existing 25 x 40 Mu = 407822,321 Nm
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2 b = 250 mm
h = 400 mm d’ = 50 mm d = 350 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa
( )
{[ ( )
( )] }
b. Daerah Lapangan
Gambar 4. 6. Detail Balok Existing 25 x 40 Data eksisting balok :
Mu = 323155,464 Nm
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2 b = 250 mm
f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa
{ ( ) }
Dari analisis diatas dapat disimpulkan bahwa balok memerlukan perkuatan baik didaerah tumpuan maupun pada daerah lapangan.
IV. 2. 4. Perencanaan Perkuatan Balok
[image:32.595.80.539.462.704.2]a. Tumpuan
Data existing :
b = 250 mm h = 500 mm d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa Es = 200000 MPa
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2
Data pelat perkuatan : tp = 50 mm fyp = 240 MPa
, Tulangan tekan belum leleh
Maka,
( )
( )
( ) ( )
Maka,
( )
(OKE)
b. Lapangan
Gambar 4. 8. Diagram Tegangan dan Regangan Balok Lapangan Data existing :
b = 250 mm h = 500 mm d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa Es = 200000 MPa
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2
Data pelat perkuatan : tp = 25 mm fyp = 240 MPa
, Tulangan tekan belum leleh
Maka,
( )
( )
( ) ( )
Maka,
(OKE)
Maka untuk daerah lapangan perkuatan dengan penambahan pelat baja sebesar 25 mm sudah memenuhi.
IV. 2. 4. 1. Lendutan pada Balok Perkuatan
√
√
Berat sendiri balok :
Momen Inersia Gross (Ig)
Karena tidak terdapat retak pada balok setelah dipotong kolom maka :
Lendutan akibat berat sendiri
Lendutan ditengah bentang balok akibat pelat
Lendutan izin sesuai SNI 03 – 2847 – 2002 Tabel 9 :
Diambil batas max lendutan
IV. 2. 5. Balok Existing ( 25 x 50 )
a. Daerah Tumpuan
Gambar 4. 9. Detail Balok Existing 25 x 50 Data eksisting balok :
Mu = 514898,602 Nm
b = 250 mm h = 500 mm d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa
( )
{[ ( )
( )] }
b. Daerah Lapangan
Gambar 4. 10. Detail Balok Existing 25 x 50 Data eksisting balok :
Mu = 424417,474 Nm
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2 b = 250 mm
h = 500 mm d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa
{ ( ) }
Dari analisis diatas dapat disimpulkan bahwa balok memerlukan perkuatan baik didaerah tumpuan maupun pada daerah lapangan.
IV. 2. 6. Perencanaan Perkuatan Balok
[image:41.595.106.538.202.434.2]a. Tumpuan
Gambar 4. 11. Diagram Tegangan dan Regangan Balok Data existing :
b = 250 mm h = 500 mm d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa Es = 200000 MPa
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2
fyp = 240 MPa
, Tulangan tekan belum leleh
Maka,
( )
( )
( ) ( )
Maka,
( )
(OKE)
Maka untuk daerah tumpuan perkuatan dengan penambahan pelat baja sebesar 50 mm sudah memenuhi.
[image:43.595.104.530.290.525.2]b. Lapangan
Gambar 4. 12. Diagram Tegangan dan Regangan Balok Data existing :
b = 250 mm h = 500 mm d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa Es = 200000 MPa
A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2
Data pelat perkuatan : tp = 25 mm fyp = 240 MPa
, Tulangan tekan belum leleh
Maka,
( )
( )
( ) ( )
Maka,
( )
(OKE)
Maka untuk daerah lapangan perkuatan dengan penambahan pelat baja sebesar 25 mm sudah memenuhi.
IV. 2. 6. 1. Lendutan pada Balok Perkuatan
√
√
Berat sendiri balok :
Momen Inersia Gross (Ig)
Karena tidak terdapat retak pada balok setelah dipotong kolom maka :
Lendutan akibat berat sendiri
Lendutan ditengah bentang balok akibat pelat
Lendutan izin sesuai SNI 03 – 2847 – 2002 Tabel 9 :
IV. 3. Desain Perkuatan dengan Analisa Plastis
IV. 3. 1. Pembebanan Struktur
Fy = 300 MPa
Tebal pelat beton = 12 cm Berat sendiri ( Beban mati )
Berat sendiri balok : 360 kg/m Berat sendiri pelat : 1440 kg/m Berat dinding : 1040 kg/m
Berat sendiri ( Beban hidup )
Untuk beban hidup sesuai SNI 03 – 2847 – 2002 untuk bangunan dengan fungsi pertokoan dipakai sebesar 250 kg/m
Lantai 1 : 1040 kg/m
Lantai 2 : 1040 kg/m
Lantai 3 ( Atap ) : 385 kg/m
Beban Gempa Lantai 1
Balok ( 25 x 50 ) : 360 kg/m x 14,15 m Pelat Lantai ( 12 cm ) : 1440 kg/m x 14,15 m Dinding ( h = 4,16 m) : 1040 kg/m x 14,15 m Kolom ( 70 x 70 ) : 1176 kg/m x 14,15 m x 10 30% beban hidup : 1040 kg/m x 14,15 m x 30%
Lantai 2
Balok ( 25 x 50 ) : 360 kg/m x 14,15 m Pelat Lantai ( 12 cm ) : 1440 kg/m x 14,15 m Dinding ( h = 4,16 m) : 1040 kg/m x 14,15 m Kolom ( 70 x 70 ) : 1176 kg/m x 14,15 m x 10 30% beban hidup : 1040 kg/m x 14,15 m x 30%
Total : 211004,8 kg Lantai 3
Balok ( 25 x 50 ) : 360 kg/m x 14,15 m Pelat Lantai ( 12 cm ) : 1440 kg/m x 14,15 m Kolom ( 70 x 70 ) : 1176 kg/m x 14,15 m x 10 30% beban hidup : 385 kg/m x 14,15 m x 30%
Total : 193508,325 kg Total beban bangunan : 615517,925 kg
Letak bangunan yang berada di Sumatera Utara ( Kota Medan ) sehingga termasuk dalam wilayah gempa 3.
Untuk keadaan tanah diasumsikan jenis tanah sedang.
Dimana :
Distribusi Fi : ∑
Tabel 4. 1. Tabel beban gempa
Lantai Tinggi ( h )
3 12,17 193508,325 2354996,315 38421,97
2 8,32 211004,8 1755559,936 28642,12
1 4,16 211004,8 877779,968 14321,06
IV. 3. 2. Mekanisme Pembebanan Struktur
IV. 3. 2. 1. Mekanisme Pembebanan Kombinasi
[image:50.595.94.468.175.735.2]1. Lantai 3 ( Beban mati + Beban hidup )
Gambar 4. 13. Mekanisme Pembebanan Lt. 3
Kerja Dalam :
Kerja Luar :
( ) ( )
Syarat keseimbangan :
Maka nilai momen plastis :
[image:52.595.134.472.197.529.2]
2. Lantai 2 ( Beban mati + Beban hidup )
Gambar 4. 14. Mekanisme Pembebanan Lt. 2
Kerja Dalam :
Kerja Luar :
( ) ( )
Syarat keseimbangan :
Maka nilai momen plastis :
[image:54.595.132.463.231.553.2]
3. Lantai 1 ( Beban mati + Beban hidup )
Gambar 4. 15. Mekanisme Pembebanan Lt. 1
Kerja Dalam :
Kerja Luar :
( ) ( )
Syarat keseimbangan :
Maka nilai momen plastis :
[image:56.595.113.498.294.590.2]
4. Lantai 1 + Lantai 2 + Lantai 3 ( Beban mati + Beban hidup )
Gambar 4. 16. Mekanisme Pembebanan Total
Kerja Dalam :
( )
Kerja Luar :
[ ( )
( ) ]
Syarat keseimbangan :
Maka nilai momen plastis :
IV. 3. 2. 2. Mekanisme Pembebanan Goyang
[image:59.595.112.487.107.455.2]1. Lantai 3 ( Beban gempa )
Gambar 4. 17. Mekanisme Goyang Lt. 3
Kerja Dalam :
Kerja Luar :
Syarat keseimbangan :
[image:60.595.149.483.223.495.2]
2. Lantai 2 ( Beban gempa )
Gambar 4. 18. Mekanisme Goyang Lt. 2
Kerja Dalam :
Syarat keseimbangan :
[image:61.595.152.477.304.556.2]
3. Lantai 1 ( Beban gempa )
Gambar 4. 19. Mekanisme Goyang Lt. 1
Kerja Luar :
Syarat keseimbangan :
[image:62.595.113.469.321.573.2]
4. Lantai 1 + Lantai 2 + Lantai 3 ( Beban gempa )
Gambar 4. 20. Mekanisme Goyang Total Kerja Dalam :
Kerja Luar :
������ � ���� ���
� � �
Dari perhitungan analisis plastis diatas didapat : Tabel 4 . 2. Rekaptilasi Momen Plastis
Mekanisme Pembebanan Momen Plastis ( Nm )
Lantai 3 Kombinasi 374679,65
Lantai 2 Kombinasi 683276,96
Lantai 1 Kombinasi 683276,96
Lantai 1 , 2 , 3 Kombinasi 579867,23
Lantai 3 Goyang 628679,48
Lantai 2 Goyang 506392,68
Lantai 1 Goyang 253196,34
Lantai 1 , 2 , 3 Goyang 462756,169
Dari tabel diatas ditentukan bahwa untuk mekanisme kombinasi pada balok momen plastis maksimum sebesar 683276,96 Nm sedangkan untuk mekanisme goyang pada kolom momen plastis maksimum sebesar 628679,48 Nm.
IV. 3. 3. Desain Balok
Dari hasil perhitungan analisa plastis : Mpmax = 683276,96 Nm
Maka momen yang dipakai untuk desain balok baru adalah :
Data balok :
As = 4 D 16 mm = 803,84 mm2 A’s = 3 D 10 mm = 235,5 mm2 b = 250 mm
d’ = 50 mm d = 450 mm f’c = 18,675 MPa fy = 300 MPa
Diambil Mn minimun = 49297,81 Nm ( )
( )
( )
( ) ( )
Maka didapat nilai tp ≥ 17,06 mm Diambil tebal plat baja 20 mm Check :
( )
(OK!)
[image:65.595.200.381.242.428.2]Maka untuk perkuatan balok dengan analisa plastis cukup menggunakan plat baja dengan ketebalan 20 mm.
Gambar 4. 21. Balok Perkuatan dengan Analisa Plastis
IV. 3. 3. 1. Lendutan pada Balok Perkuatan
√
√
Berat sendiri balok :
Momen Inersia Gross (Ig)
Karena tidak terdapat retak pada balok setelah dipotong kolom maka :
Lendutan akibat berat sendiri
Lendutan ditengah bentang balok akibat pelat
Lendutan izin sesuai SNI 03 – 2847 – 2002 Tabel 9 :
IV. 3. 4. Perencanaan Perkuatan Kolom
Dari analisis kolom didapat nilai : Mpu = 628679,48 Nm
Mr = 135459,407 Nm Data kolom :
F’c = 18,675 MPa Fy1 = 300 MPa h1 = 400 mm b1 = 250 mm d’1 = 50 mm d1 = 350 mm Φ tul.utama = 16 mm Φ tul.sengkang = 8 mm
As1 = 4 D 16 ( = 803,84 mm2) A’s1 = 4 D 16 ( = 803,84 mm2)
{ }
{ }
Data perencanaan Concrete Jacketing : F’cscc = 20,75 MPa
Fy2 = 400 MPa
d’2 = 100 mm d2 = 400 mm ds = 100 mm Φ tul.utama = 16 mm Φ tul.sengkang = 8 mm
Karena nilai maka tulangan tekan dianggap sudah leleh, sehingga nilai
( ) ( )
( )
Check :
(OKE!)
BAB V
Diskusi
Dari perhitungan yang dilakukan sebelumnya di dapat bahwa momen plastis maksimun ( Mpmax ) diperoleh dari hasil kombinasi antara beban sendiri mati dan beban sendiri hidup yaitu sebesar 683276,96 Nm sedangkan untuk momen elastis maksimum ( Memax ) juga diperoleh dari hasil kombinasi antara beban sendiri mati dan beban sendiri hidup yaitu sebesar 514898,602 Nm. Dengan demikian maka nilai Mpmax > Memax, sehingga perhitungan struktur beam column sudah tepat.
Dari segi perkuatan balok, pada perencanaan plastis didapat kesimpulan bahwa untuk perkuatan balok cukup menggunakan pelat baja dengan tebal 20 mm sedangkan pada perencanaan elastis didapat kesimpulan bahwa untuk perkuatan balok diperlukan pelat baja dengan tebal 50 mm untuk daerah tumpuan dan 25 mm untuk daerah lapangan. Hal ini tentu sesuai dengan prinsip perencanaan plastis dimana lebih hemat dalam penggunaan segi material. Berdasarkan lendutan yang terjadi, untuk perencanaan plastis adalah sebesar 11,84 mm dan untuk perencanaan elastis 9,81 mm dimana lendutan izin yang diperbolehkan sesuai SNI 03 – 2847 - 2002 adalah sebesar 39,3 mm.
Dari segi perkuatan kolom, pada perencanaan plastis didapat bahwa untuk perkuatan kolom struktur dengan metode jacketing dengan dimensi akhir 550 mm x 550 mm sedangkan pada perencanaan elastis didapat bahwa untuk perkuatan kolom struktur dengan metode jacketing dengan dimensi akhir 700 mm x 700 mm dapat dilihat bahwa dari segi perencanaan elastis nilai keamanan yang diambil jauh lebih tinggi daripada nilai keamanan perencanaan plastis.
BAB VI
Kesimpulan dan Saran
VI. 1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari analisis perhitungan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut :
a. Analisa perhitungan dilakukan dengan menggunakan dua perbandingan antara metode plastis dengan metode elastis. Perhitungan menggunakan data – data konstruksi baik itu pembebanan maupun panjang, tinggi bentang dengan nilai yang sama. Keuntungan yang diperoleh berkisar ± 15% dimana angka ini dianggap sangat menguntungkan bagi perencana karena material akan lebih murah.
b. Perencanaan dengan analisis plastis dibatasi oleh besarnya lendutan. Sehingga pengaruh bahaya akibat lendutan lebih besar pada analisis plastis daripada analisis elastis .
VI. 2. Saran
Adapun saran yang dapat dibagikan kepada pembaca dalam penulisan tugas akhir ini adalah perencanaan secara plastis memang jauh lebih menguntungkan akan tetapi untuk pelaksanaannya dibutuhkan ketelitian karena perencanaan plastis sering dianggap perencanaan kekuatan batas yang artinya struktur dipaksa untuk menahan hingga batas runtuhnya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II. 1. Struktur dan Beban
Struktur adalah gabungan atau rangkaian dari beberapa elemen – elemen yang dirakit sedemikian rupa hingga menjadi satu kesatuan yang utuh. Sedangkan definisi Struktur dalam bangunan adalah sebuah sistem kompleks yang dimana terdapat pondasi, kolom, dan balok sebagai faktor penyokong dan penyalur gaya gravitasi dan beban lateral ke dalam tanah. Struktur bangunan dilihat dari pembagian letaknya terbagi menjadi 2 yaitu :
1. Sub – Structure
Merupakan struktur bagian bawah yang berhubungan langsung dengan tanah dimana dalam hal ini adalah pondasi yang berfungsi sebagai penyangga atau pendukung super – structure.
2. Upper – Structure
Merupakan bagian struktur yang berhubungan langsung dengan fungsi bangunan berupa kolom, balok, dinding, dll.
Beban adalah suatu gaya yang bekerja pada suatu luasan tertentu dalam kurun waktu sementara maupun selamanya. Sedangkan dalam bangunan beban didefinisi sebagai sekelompok gaya yang bekerja pada suatu luasan tertentu dalam struktur. Pembagian beban dalam bangunan secara garis besar terbagi menjadi :
1. Beban Mati.
Tabel 2.1. Berat bahan bangunan
Bahan Bangunan Berat
Baja Beton
Beton Bertulang Kayu ( kelas I ) Pasir ( kering luar )
7850 kg/m³ 2200 kg/m³ 2400 kg/m³ 1000 kg/m³ 1600 kg/m³
2. Beban Hidup.
[image:74.595.114.543.96.224.2]Merupakan beban yang besar dan letaknnya dapat berubah – ubah seperti beban akibat manusia, perabot dan faktor penunjang bangunan non – struktural.
Tabel 2.2. Beban hidup pada lantai bangunan
Kegunaan Bangunan Berat
Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana.
Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit.
Lantai ruang olahraga
Lantai pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko buku, ruang mesin, dan lain – lain.
Lantai gedung parkir bertingkat, untuk lantai bawah.
125 kg/m² 250 kg/m²
400 kg/m² 400 kg/m²
800 kg/m²
3. Beban Angin.
Merupakan beban yang ditimbulkan oleh angin akibat dari struktur yang menjulang tinggi ke atas.
4. Beban Gempa.
Merupakan beban yang ditimbulkan akibat adanya pergerakan struktur tanah secara horizontal maupun vertikal yang diterima oleh pondasi.
II. 2. Pondasi
Pondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur bangunan (sub – structure) yang berfungsi menopang struktur dan meneruskan beban dari bagian atas struktur bangunan (upper – structure) ke lapisan tanah yang berada di bagian bawah tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah, dan penurunan (settlement) tanah/pondasi yang berlebihan.
Berdasarkan letak dan posisi pondasi terbagi menjadi 2 jenis, yaitu : 1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)
2. Pondasi Dalam (Deep Foundation)
II. 2. 1. Pondasi Dangkal
Pondasi dangkal adalah jenis pondasi yang dibuat dekat dengan permukaan tanah. Hal ini dikarenakan struktur yang akan dibangun diatasnya adalah bangunan sederhana yang tidak memberikan beban terlampau besar seperti pembangunan rumah sederhana maupun bertingkat (< 5 lantai). Adapun beberapa contoh pondasi yang termasuk pondasi dangkal adalah :
[image:75.595.141.492.486.710.2]a. Pondasi Tapak.
Pondasi tapak digunakan untuk mendukung beban titik individual seperti kolom.Pondasi tapak dapat berupa bulatan (melingkar) maupun persegi.
[image:76.595.222.421.170.392.2]b. Pondasi Menerus (Batu Kali).
Gambar 2.2 Pondasi Menerus
Pondasi menerus yang biasanya dipakai adalah pondasi menerus yang terbuat dari pasangan batu kali.Pondasi menerus digunakan untuk mendukung beban memanjang atau beban garis, baik untuk mendukung beban dinding maupun beban kolom.Pondasi menerus biasanya dibuat dengan bentuk persegi maupun trapesium.Pondasi ini biasanya digunakan sebagai pondasi dinding maupun pondasi kolom praktis.
II. 2. 2. Pondasi Dalam
a. Pondasi Tiang Pancang
Gambar 2.3 Pondasi Tiang Pancang
Pondasi tiang pancang digunakan apabila daya dukung yang diperlukan tidak berada dekat dengan permukaan tanah sehingga perlu diberikan penyokong yang ditanam jauh kedalam tanah sampai dengan tanah keras atau lapisan tanah batu.
b. Pondasi Bor Pile
Gambar 2.4 Pondasi Bor Pile
Pondasi bor pile sebenarnya sama dengan pondasi tiang pancang dengan perbedaan cara pembuatan. Dimana pada pondasi tiang pancang, tiang akan langsung dipukul
[image:77.595.213.433.462.665.2]dan sedalam yang diinginkan kemudian dimasukan besi dan di cor. Pondasi ini dipakai apabila kedalaman tanah keras yang dicari tidak dapat dijangkau oleh tiang pancang.
II. 3. Kolom
Kolom adalah batang tekan vertikal dari suatu rangka struktur yang memikul beban dari balok.Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan penting dari suatu bangunan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total seluruh struktur (Sudarmoko, 1996).
Fungsi utama dari kolom adalah sebagai perantara beban seluruh bangunan ke pondasi.Selain itu, kolom juga difungsikan sebagai pengikat pasangan dinding bata. Berdasarkan bentuk dan susunan tulangan pada kolom, kolom dapat dibagi menjadi 3 kategori yaitu :
1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral
Merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikatt sengkang arah lateral.Tulangan ini berfungsi untuk memegang tulangan pokok memanjang agar tetap kokoh pada tempatnya.
2. Kolom menggunakan pengikat spiral
Memiliki bentuknya sama dengan kolom menggunakan pengikat sengkang lateral hanya saja sebagai pengikat tulangannya adalah tulangan spiral yang dililitkan keliling membentuk heliks menerus di sepanjang kolom. Fungsi dari tulangan spiral ini untuk memberi ruang pada kolom agar dapat menyerap deformasi cukup besar sebelum runtuh, sehingga mampu mencegah terjadinya kehancuran struktur secara menyeluruh.
3. Kolom Komposit
Gambar 2.5 Jenis Kolom a) Kolom sengkang lateral, b) Kolom sengkang spiral, c) Kolom komposit. Kolom pada bangunan sederhana dibagi menjadi 2 jenis, yaitu : 1. Kolom Utama
Adalah kolom yang berfungsi utamanya sebagai penyokong beban utama yang berada diatasnya.
2. Kolom Praktis
Adalah kolom yang berfungsi membantu kolom utama dan juga sebagai pengikat dinding agar stabil. Kolom praktis biasanya memiliki ukuran yang sama dengan dinding dan dipakai apabila jarak antar 2 kolom terdekat > 3,5 meter.
II. 4. Balok
Balok adalah bagian dari struktur yang berfungsi untuk menopang lantai dan juga sebagai penyalur momen menuju kolom serta pendukung beban vertikal dan horizontal. Balok dikenal sebagai elemen lentur, yaitu elemen struktur yang dominan memikul gaya dalam berupa momen lentur dan juga geser.
Balok pada bangunan dibagi menjadi 2 jenis : 1. Balok Induk
Adalah balok yang fungsi utamanya sebagai penyalur momen dan juga sebagai tempat menopang bagi lantai.Balok Induk biasanya memiliki ukuran yang lebih besar daripada balok anak.
2. Balok Anak
Adalah balok yang dibuat dengan fungsi membantu balok utama dalam menopang lanati.Balok anak biasanya dibuat apabila jarak antar kolom terdekat > 6 meter. Hal ini dikarenakan terlalu luas lantai akan menimbulkan beban yang semakin besar sehingga dengan adanya balok anak dapat mereduksi beban dengan cara membagi luasan lantai menjadi beberapa bagian.
Balok berdasarkan letak dalam bangunan dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :
a. Balok Kantilever
Adalah balok yang hanya salah satu ujungnya yang tertahan sedangkan ujung lainnya dalam keadaan bebas.Biasanya diatas balok ini dijadikan sebagai tempat yang tidak menahan beban besar seperti teras.
b. Balok Menerus
Adalah balok yang memanjang dari depan hingga belakang ataupun melintang dari samping kiri ke samping kanan. Sering disebut balok utama atau balok induk yang berfungsi sebagai penopang lantai dan penyalur beban ke kolom.
Gambar 2.7 Balok Menerus
Secara umum, pra desain untuk tinggi balok direncanakan L/10 – L/15, dan untuk lebar balok diambil 1/2H – 2/3H, dimana H adalah tinggi balok dan L adalah panjang bentang balok dari tumpuan ke tumpuan. Hal ini dimaksudkan sebagai syarat keamanan untuk menjaga besarnya lendutan yang terjadi akibat pengaruh beban yang bekerja pada balok. Menurut SNI 03-2847-2002, tebal minimum (h) dapat ditentukan tanpa
[image:81.595.88.538.428.762.2]memperhitungkan lendutan berdasarkan tabel berikut.
II. 5. Perkuatan Struktur
Perubahan desain ataupun perubahan kegunaan dari sebuah bangunan sering kali dianggap sebagai hal yang biasa saja dimana tidak ada perubahan pada struktur bangunan yang dilakukan sebagai antisipasi dari efek perubahan desain maupun kegunaan dari sebuah gedung.Sebenarnya perubahan desain dan kegunaan dari sebuah bangunan secara tidak langsung telah menyebabkan bangunan mengalami perubahan baik dari segi beban yang diterima maupun segi material yang dipakai.
Perubahan pada sebuah struktur akan menyebabkan bangunan menjadi tidak aman sebab pada perencanaan awal tidak diperkirakan mengenai perubahan kegunaan bangunan. Hal ini akan berdampak pada kekuatan struktur dalam menerima beban yang mungkin akan lebih besar. Dengan kata lain apabila struktur menerima beban yang lebih besar dari perencanaan maka ada kemungkinan struktur akan mengalami runtuh (collapse) akibat adanya perubahan momen pada daerah kolom maupun balok.
Selain perubahan kegunaan bangunan, kecelakaan seperti kebakaran maupun banjir secara tidak langsung juga menyebabkan perubahan struktur dimana kolom dan balok akan kehilangan kekuatannya. Untuk itulah diperlukan perkuatan struktur pada setiap bangunan yang akan diahli fungsikan apabila beban yang akan di terima oleh bangunan lebih besar dari beban awalnya. Perkuatan struktur untuk mempertahankan atau menambah kekutan sebenarnya sudah sangat lama dikembangkan, sehingga saat ini banyak cara yang dapat dipakai untuk memperkuat struktur.
Beberapa cara perkuatan yang umum digunakan antara lain :
1. Memberi selubung pada struktur atau disebut dengan jacketing menggunakan material Fiber Reinforced Polymer (FRP)
2. Memperbesar dimensi struktur 3. Menambah lapisan beton yang baru
Ketiga metode ini memiliki kelebihan masing-masing, diantaranya :
1. Perkuatan dengan FRP
a) Perkuatan dengan FRP dapat menambah kekuatan lentur dan geser tanpa mempengaruhi berat sendiri struktur karena bahannya yang sangat ringan
b) Tidak mengalami korosi sehingga bisa digunakan untuk struktur yang berhubungan dengan asam ataupun zat korosif lainnya
c) Dapat diaplikasikan untuk berbagai bentuk struktur karena tersedia dalam bentuk lembaran maupun pelat
d) Distribusi bahan yang mudah karena dapat digulung dan tidak berat 2. Memperbesar dimensi struktur
a) Biayanya murah
b) Tidak memerlukan keahlian khusus c) Tahan terhadap korosi
d) Tahan terhadap api
3. Memberikan penulangan tambahan dengan baja a) Biayanya lebih murah dari FRP
b) Tidak terlalu mempengaruhi berat sendiri struktur dibanding pemberian lapisan beton baru (memperbesar dimensi struktur)
c) Tulangan eksternal dapat berupa pelat tipis maupun berbagai bentuk profil baja
Namun perkuatan dengan metode diatas juga memiliki kekurangan, yaitu : 1. Perkuatan dengan FRP
a) Metode jacketing memang mudah untuk dilaksanakan namun memerlukan biaya awal yang sangat mahal
c) Dibutuhkan keahlian khusus dalam pemasangannya 2. Memperbesar dimensi struktur
a) Penambahan lapisan beton akan menambah beban sendiri struktrur karena berat jenis beton yang cukup besar
b) Memerlukan perancah sampai struktur bisa berfungsi dengan baik
c) Dibutuhkan waktu yang lebih lama sampai struktur bisa berfungsi dengan baik dibanding dengan FRP
3. Memberikan penulangan tambahan dengan baja
Pemberian tulangan tambahan dari luar menggunakan pelat maupun profil baja umumnya dilekatkan menggunakan epoxy, hal ini tidak efektif karena ikatan antara balok dengan pelat atau profil bisa lepas (slip).
II. 5. 1. Perkuatan Pondasi
Perkuatan pondasi diberikan apabila terjadi perubahan pada struktur diatasnya yang mengakibatkan perubahan fungsi bangunan tersebut. Pada saat terjadi perubahan struktur diatas pondasi akan ditemui 2 kondisi, yaitu :
1. Kondisi RLama RBaru , jika kondisi ini tercapai maka pondasi harus diperkuat baik memperbesar pile cap maupun menambahkan pondasi tiang.
Perkuatan pondasi pada kasus kali ini akan dilakukan dengan cara menambahkan bor pile. Pemberian bor pile dimaksudkan agar dapat membantu dalam menahan beban bangun yang bertambah. Pile cap pada pondasi bor pile akan dibuat tepat diatas pondasi lama sehingga beban beban akan jatuh pada pile cap bukan pada pondasi lama. Adapun gambaran perletakan pile cap adalah :
Gambar 2.8 Desain Perkuatan Pondasi
II. 5. 1. 1. Perencanaan Perkuatan Pondasi
Pada perencanaan pondasi bor pile ada beberapa beban yang bekerja pada pondasi, antara lain :
1. Beban Horizontal/Geser, contohnya beban akibat gaya tekan tanah
2. Beban Vertikal/ Tarik dan Tekan, contohnya beban mati, beban hidup dan gaya gempa 3. Momen
[image:85.595.187.429.552.728.2]Denah Perencanaan :
Perencanaan besar dimensi serta jumlah bor pile yang dibutuhkan dapat diperhitungkan dengan rumus :
N n Qtiang Dimana :
N : Gaya normal yang bekerja (kg) n : Jumlah bor pile
Qtiang : Kapasitas daya dukung ijin bor pile (kg)
Dimana :
Qtiang : Kapasitas daya dukung ijin bor pile (kg) qc : Nilai konus (kg/cm2)
f : Jumlah hambatan pelekat atau Total Friction (kg/cm) O : Keliling bor pile (cm)
A : Luas penampang ujung bor pile (cm2)
Teori membuktikan dalam daya dukung kelompok bor pile tidak sama dengan daya dukung bor pile secara individu dikalikan dengan jumlah bor pile dalam satu kelompok tetapi perkalian antara daya dukung bor pile dengan banyaknya bor pile dikalikan dengan faktor effisiensi kelompok bor pile. Adapun effisiensi kelompok bor pile dapat diperhitungkan dengan :
{ }
Dimana :
m : Jumlah baris
θ :
d : Diameter tiang (cm) S : Jarak antar tiang (cm) 1,5 d S 3,5 d
Untuk perencanaan tulangan yang digunakan pada bor pile dapat ditentukan dengan rumusan berikut :
Dimana :
Atiang : Luas bor pile (m2)
Fb : Luas bor pile tunggal (m2)
Fe : Luas tulangan dalam 1 bor pile (m2) n : Jumlah bor pile dalam 1 pile cap σb : Tegangan izin bahan (kg/m2)
Dengan adanya tulangan dalam bor pile maka diperlukan juga panjang penyaluran tulangan yang secara langsung menentukan panjang dari bor pile yang akan dipakai. Panjang penyaluran dapat ditentukan dengan rumusan sesuai SNI 2002 :
√
Dimana :
ldb : Panjang penyaluran tulangan (m) db : Diameter tulangan (mm)
fc’ : Kuat tekan beton (Mpa)
Nilai ldb tidak boleh kurang dari 200 mm, atau ldb = 0,04 db . fy
II. 5. 1. 2. Perencanaan Pile Cap
Pile cap digunakan sebagai pondasi untuk mengikat bor pile yang sudah terpasang dengan struktur diatasnya adalah slab. Dimensi dari pile cap tergantung dari seberapa besar beban yang di tahan serta berapa banyak bor pile yang digunakan.
Untuk pendimensian pile cap didesain berdasarkan dengan SNI 2002 dengan ketentuan
sebagai berikut :
SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 9 . 7
Tebal selimut beton minimun untuk beton yang dicor langsung di atas tanah dan selalu
berhubungan dengan tanah adalah 75 mm.
SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 13 . 12
Kuat geser pondasi telapak di sekitar kolom, beban terpusat, atau daerah reaksi
ditentukan oleh kondisi terberat dari dua hal berikut :
1. Aksi balok satu arah di mana masing – masing penampang kritis yang akan ditinjau
menjangkau sepanjang bidang yang memotong seluruh lebar pondasi telapak.
2. Aksi dua arah di mana masing – masing penampang kritis yang akan ditinjau harus
ditempatkan sedemikian hingga perimeter penampang adalah minimun.
SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 17 . 7
Ketebalan pondasi telapak di atas lapisan tulangan bawah tidak boleh kurang dari 300
Sesuai dengan SNI 2002 pasal 13 . 12 mengenai gaya geser 1 arah dan gaya geser
2 arah untuk pile cap dapat diperhitungkan sesuai dengan rumusan berikut :
Untuk geser satu arah (aksi balok) :
Digunakan untuk pondasi telapak yang panjang dan sempit.
Gaya tarik diagonal beton pada penampang kritis ( sejarak d), ditentukan sebagai berikut :
√
Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis sejarak d, ditentukan sebagai berikut :
(
)
atau
(
)
Untuk geser dua arah (geser – pons) :
Digunakan untuk pondasi telapak segi-empat biasa. Besarnya kapasitas geser beton pada keruntuhan geser dua arah (geser – pons) dari pondasi telapak, pada penampang kritis sejarak d/2, ditentuan nilai terkecil dari persamaan berikut :
(
) √
(
)
√
Dimana :
d : tinggi efektif
bo : keliling dari penampang kritis, pada jarak d/2
βc : rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek dari kolom, daerah beban terpusat atau daerah reaksi
αs : 40 untuk kolom dalam, 30 untuk kolom pinggir dan 20 untuk kolom sudut
Besarnya gaya geser yang bekerja pada penampang kritis sejarak d/2, dapat ditentukan sebagai berikut :
Perhitungan tulangan pile cap di dasari dari SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 17. 4. 2 dimana momen terfaktor maksimum untuk sebuah pondasi setempat harus dihitung pada penampang kritis yang terletak di :
1. Muka kolom, pedestal, atau dinding, untuk pondasi telapak yang mendukung kolom, pedestal, atau dinding beton.
2. Setengah dari jarak diukur dari bagian tengah ke tepi dinding, untuk pondasi telapak yang mendukung dinding pasangan.
3. Setengah dari jarak yang diukur dari muka kolom ke tepi pelat alas baja, untuk pondasi yang mendukung pelat dasar baja.
Berdasarkan keterangan diatas maka tulangan tarik untuk pile cap dapat ditentukan dengan rumusan berikut :
( )
Sedangkan untuk tulangan tekan dapat diambil As = 20% . Astarik . Dimana : Mu : Momen yag bekerja pada pile cap ( kN-m )
Mn : Momen nominal ( kN-m ) Pu : Gaya aksial ( kN )
s : Jarak antar ujung kolom ke As tiang ( m ) d : Tebal efektif pondasi ( m )
As : Besar luasan tulangan yang dipakai ( mm2)
II. 5. 2. Perkuatan Kolom
Pada umumnya bangunan gedung direncanakan dapat berfungsi selama masa layan tertentu. Namun selama masa layannya bangunan rentan terhadap kerusakan akibat berbagai hal. Setiap kerusakan diusahakan dapat dideteksi sedini mungkin, sebab salah satu kerusakan dapat merembet, memicu dan memperparah kerusakan lainnya.
Triwiyono (2005) menyatakan bahwa perbaikan atau perkuatan struktur atau elemen – elemen struktur diperlukan apabila terjadi degradasi bahan yang berakibat tidak terpenuhi lagi persyaratan – persyaratan yang bersifat teknik yaitu : kekuatan (strength), kekakuan (stiffness), stabilitas (stability), dan ketahanan terhadap kondisi lingkungan (durability). Tidak terpenuhinya persyaratan – persyaratan tersebut tidak hanya disebabkan oleh kerusakan saja akan tetapi perubahan peraturan (code) dengan persyaratan yang lebih ketat, mungkin saja struktur yang sebelumnya dianggap memenuhi persyaratan menjadi tidak lagi, sehingga diperlukan tindakan perkuatan.
Ada dua jenis perbaikan yang dapat dilakukan dalam pekerjaan retrofitting yaitu repairing dan strengtheing. Istilah repairing diterapkan pada bangunan yang sudah rusak,
dimana telah terjadi penurunan kekuatan, untuk dikembalikan seperti semula. Sedangkan strengtheing adalah suatu tindakan modifikasi struktur, mungkin belum terjadi kerusakan,
Perkuatan kolom dilakukan dengan tujuan antara lain :
a. Meningkatkan kapasitas beban hidup yang dapat ditanggung oleh kolom.
b. Menambah perkuatan pada kolom untuk mengatasi kesalahan perencanaan maupun konstruksi.
c. Meningkatkan ketahanan kolom bangunan terhadap gaya gempa yang akan terjadi dilihat dari tingkat kepentingan bangunan, lokasi bangunan, dan lain sebagainya. d. Menambah atau menggantikan penulangan yang berkurang akibat kerusakan
karena tumbukan atau korosi.
Perkuatan kolom yang dipakai pada studi kali ini adalah menggunakan Concrete Jacketing. Dimana konsep dasar metode ini adalah perbesaran dimensi dan penambahan
tulangan pada elemen struktur untuk meningkatkan kinerja elemen tersebut. Pembesaran tersebut dilakukan dengan Jacketing. Jacketing dari bahan beton telah terbukti sebagai solusi perkuatan yang efektif yang meningkatkan kinerja seismik kolom. Teknik perkuatan struktur ini digunakan pada kolom bangunan yang bertujuan untuk memperbesar penampang kolom, maka penampang kolom menjadi besar daripada sebelumnya sehingga kekuatan geser beton menjadi meningkat.
Menurut dokumen CED 39 (7428), spesifikasi minimum yang harus dipenuhi antara lain :
a. Mutu beton pembungkus yang harus lebih besar atau sama dari mutu beton existing.
b. Untuk kolom yang tulangan longitudinal tambahan tidak dibutuhkan, minimum harus diberikan tulangan Ø12 mm di keempat ujungnya dengan sengkang Ø8mm. c. Minimum tebal jacketing 100 mm.
d. Diameter tulangan sengkang minimum Ø8 mm tidak boleh kurang 1/3 Ø tulangan longitudinal.
e. Jarak maksimal tulangan sengkang pada daerah ¼ bentang adalah 100 mm, dan jarak vertikal antar tulangan sengkang tidak boleh melebihi 100 mm.
Kolom Asli
Perencanaan kolom dapat didasarkan pada beberapa kondisi, yaitu : 1. Kolom dengan beban sentris.
Kapasitas beban sentris maksimum diperoleh dengan menambahkan konstribusi beton yaitu ( Ag – Ast ) 0,85 f’c dan kontribusi baja tulangan yaitu sebesar Ast . fy, dimana Ag luas penampang bruto dan Ast luas total tulangan baja. Kapasitas beban sentris maksimum yaitu :
( )
Akan tetapi pada keadaan aktual, beban eksentris sebesar nol sangat sulit terjadi dalam sebuah struktur hal ini dikarenakan ukuran kolom yang tidak sentris.
Berdasarkan SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 12. 3. 5 , kuat rencana kolom tidak boleh melebihi :
a. Untuk kolom persegi
( )
b. Untuk kolom bulat
( )
Dengan syarat faktor reduksi (ϕ) untuk kolom persegi sebesar 0,65 dan kolom bulat 0,70. Untuk penulangan kolom bulat sesuai SNI 03 – 2487 – 2002 pasal 12. 9 disyaratkan :
a. Luas tulangan longitudinal komponen struktur tekan tidak boleh kurang dari 0,01 ataupun lebih dari 0,08 kali luas penampang bruto.
b. Jumlah tulangan longitudinal minimum adalah 4 untuk kolom persegi atau lingkaran, 3 untuk kolom sengkang segitiga dan 6 untuk kolom persegi pengikat spiral.
c. Rasio penulangan spiral untuk fy≤ 400 tidak boleh kurang dari :
2. Kolom dengan beban eksentris
Kolom yang menahan beban eksentris mengakibatkan baja pada sisi yang tertarik akan mengalami tarik dengan garis netral dianggap kurang dari tinggi efektif penampang (d). Apabila angka kelangsingan maka tergolong kolom pendek. Berdasarkan regangan yang terjadi pada baja tulangan yang tertarik, kondisi awal keruntuhan digolongkan menjadi dua yaitu :
a. Keruntuhan tarik yang diawali dengan luluhnya tulangan tarik dimana Pn < Pnb. b. Keruntuhan tekan yang diawali dengan kehancuran beton dimana Pn > Pnb.
Kondisi balance terjadi saat baja tulangan mengalami luluh bersamaan dengan regangan beton. Beton mencapai kekuatan maksimum f’c pada saat regangan desak beton maksimal mencapai 0,003. Perencanaan kolom eksentris diselesaikan dengan dua cara antara lain :
A. Metode Pendekatan Diagram Pn - Mn
Diagram Pn - Mn yaitu suatu grafik daerah batas yang menunjukkan ragam kombinasi beban aksial dan momen yang dapat ditahan oleh kolom secara aman. Diagram interaksi tersebut dibagi menjadi dua daerah yaitu daerah keruntuhan tekan dan daerah keruntuhan tarik dengan pembatasnya adalah titik balance. Tulangan dipasang simetris untuk mempermudah pelaksanaan, mencegah kekeliruan dalam penempatan tulangan tarik atau tulangan tekan dan mengantisipasi perubahan tegangan akibat beban gempa. Analisis kolom dengan diagram Pn - Mn diperhitungkan pada tiga kondisi yaitu :
a. Pada Kondisi Eksentrisitas Kecil
Prinsip-prinsip pada kondisi ini dimana kuat tekan rencana memiliki nilai sebesar kuat rencana maksimum.
sehingga kuat tekan kolom maksimum yaitu :
b. Pada Kondisi Momen Murni
ND1 + ND2 = NT Dimana :
ND1 = 0,85 f’c b a ND2 = f’sA’s NT = fy As
Selisih akibat perhitungan sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Persamaan yang diperoleh dari segitiga sebangun dengan tinggi sumbu netral pada c yaitu :
Momen rencana dapat dihitung sebagai berikut : Mr= ϕMn
Mn = Mn1 + Mn2 = ND1 Z1 + ND2 Z2
c. Pada Kondisi Balance
Kondisi keruntuhan balance tercapai apabila tulangan tarik luluh dan beton mengalami batas regangan dan mulai hancur. Persamaan yang diperoleh dari segitiga yang sebangun dengan persamaan sumbu netral pada kondisi balance (Cb) yaitu :
atau dengan Es = 200000, maka :
Persamaan kesetimbangan pada kondisi balance : Pb = ND1 + ND2 – NT
Sehingga eksentrisitas balance (eb) dapat ditulis sebagai berikut : Pb(eb + d/2) = Mnb
B. Metode Pendekatan Whitney
Persamaan-persamaan yang disarankan Whitney dugunakan sebagai solusi alternatif dengan cara coba-coba walaupun tidak selalu konservatif khususnya apabila beban rencana terlalu dekat dengan beban balance.
a. Kolom Segi Empat
Persamaan-persamaan Whitney pada kondisi keruntuhan tekan yang disarankan berdasarkan asumsi-asumsi :
1) Tulangan dipasang simetris pada satu lapis sejajar terhadap sumbu lentur penampang segi empat.
2) Tulangan tekan telah leleh.
3) Luas beton yang ditempati tulangan diabaikan.
4) Tinggi balok tegangan ekivalen dianggap sebesar 0,54d setara dengan harga a rata-rata kondisi balance pada penampang segi empat.
5) Keruntuhan tekan menentukan.
Dalam banyak hal, metode Whitney konservatif apabila eksentrisitas sangat kecil.
Persamaan Whitney untuk hancur tekan menentukan :
Persamaan Whitney untuk hancur tarik menentukan berdasarkan asumsi-asumsi keruntuhan ditandai dengan luluhnya tulangan tarik sedangkan tulangan tekan bisa belum luluh.
[ ] √( )
b. Kolom Bulat
Persamaan-persamaan Whitney pada kondisi keruntuhan tekan yang disarankan berdaarkan asumsi-asumsi :
1) Transformasi kolom bulat menjadi kolom segi empat akivalen.
2) Tebal penampang segi empat ekivalen diambil sebesar 0,8h dimana h adalah diameter kolom bulat.
4) Luas total tulangan segi empat ekivalen pada dua lapis yang sejajar berjarak 2Ds/3 dalam arah lentur dimana Ds adalah diameter tulangan terluar dari as ke as.
Persamaan Whitney untuk keruntuhan tekan :
Persamaan Whitney untuk keruntuhan tarik :
[√( ) ( )]
Dimana h : diameter penampang
Ds : diameter tulangan terluar dari as ke as e : eksentrisitas terhadap pusat plastis
3. Kolom Langsing
Apabila angka kelangsingan kolom melebihi batas untuk kolom pendek maka kolom tersebut akan mengalami tekuk sebelum mencapai batas limit kegagalan material. Kolom tersebut adalah jenis kolom langsing yang mengalami momen tambahan akibat efek PΔ dimana P adalah beban aksial dan Δ adalah defleksi akibat kolom tertekuk pada penampang yang ditinjau.
a. Besarnya k dapat dihitung dengan persamaan-persamaan dari peraturan ACI (E.G Nawy., 1998) antara lain :
1) Batas atas faktor panjang efektif untuk batang tekan berpengaku diambil dari nilai terkecil antara persamaan berikut:
k = 0,7 + 0,05 (ψA + ψB) ≤ 1,0 k = 0,85 + 0,05 ψmin ≤ 1,0
Dimana ψAdan ψBadalah ψ pada ujung kolom dan ψmin adalah yang terkecil dari kedua harga tersebut.
∑
Dimana lu adalah panjang tak tertumpu kolom dan ln adalah bentang bersih balok.
2) Batas atas faktor panjang efektif untuk batang tekan tanpa pengaku yang tertahan pada kedua ujungnya diambil sebesar :
Untuk ψm< 2
√
Untuk Ψm≥ 2
√
Diamana ψmadalah harga ψ rata-rata dari kedua ujung batang tertekan tersebut.
3) Batas atas faktor panjang efektif untuk batang tekan tanpa pengaku yang kedua ujungnya sendi diambil sebesar :
k = 2,0 + 0,3 ψ
b. Pengaruh kelangsingan
SNI 03 – 2487 – 2002 pasal 12. 12 dan pasal 12. 13 mensyaratkan pengaruh kelangsingan boleh diabaikan apabila :
1) untuk komponen struktur tekan yang ditahan terhadap
goyangan kesamping.
2) untuk komponen struktur tekan yang tidak ditahan terhadap goyang kesamping.
M1 dan M2 adalah momen pada ujung-ujung yang berlawanan pada kolom dengan M2 adalah momen yang lebih besar dan M1
