i
2847-2002 DAN SNI 2847:2013
Disusun oleh :
BAGUS SETIAWAN PAMBUDI 20120110169
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
i
2847-2002 DAN SNI 2847:2013
Disusun oleh :
BAGUS SETIAWAN PAMBUDI 20120110169
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
iii
( Bagus Setiawan Pambudi )
“Bermimpilah setinggi langit. Jika engkau jatuh, engkau akan jatuh diantara
bintang - bintang”
iv
Saya persembahkan karya sederhana ini kepada orang yang sangat saya sayangi dan saya banggakan
Kedua orang tua saya “Bapak Agus Sutanto dan Ibu Sri Wahyuningsih”
Sebagai tanda bakti , hormat, dan rasa terima kasih yang tiada terhingga akhirnya
sebuah usaha kecil dari anakmu yang telah menyelesaikan skripsi ini untuk
mewujudkan harapan dari Bapak dan Ibu yang menginginkan anaknya lulus dari
bangku kuliah. Untuk Bapak dan Ibu yang selalu senantiasa mendoakan,
menasehati, mendukung, selalu mengingatkan agar tidak lupa bersyukur kepada
Allah SWT. Terima kasih banyak Pak, Buk.
Kedua adik saya “Yusia Nanda Agustanti dan Shafira Salsabila Agustania”
Terima kasih telah menjadi motivasi dan inspirasi dan tiada henti memberikan
saya dukungan dan do'anya, hanya karya kecil ini yang dapat saya persembahkan
saat ini. Untuk kedua adik saya tetap semangat belajar, jangan putus asa, raihlah
cita- cita kalian setinggi langit. Jangan berantem terus kalian sudah besar dan
jangan pernah contoh kakak kalian yang tidak baik ini. Sukses terus buat kalian
berdua.
Kakak sepupu saya “Joko Siswoyo”
Terima kasih telah memberikan saya dukungan, hanya karya kecil ini yang dapat
saya persembahkan. Untuk kakak sepupu saya yang agak tidak genap ini jangan
galau terus, percaya pada kemampuanmu, jangan pernah berkecil hati saat
diremehkan orang lain, tunjukkan bahwa kita bisa lebih dari itu, dan tunjukkan
hingga orang lain berkata “dulu dia bukan siapa- siapa”. Sukses selalu mas ook.
Saudara- saudara saya “mbah putri, mbah kakung, om ir, bulik kris, om leyong, bude yeti, mbak puji, om ade”
Terima kasih telah mendukung dan memberikan motivasi yang sangat berarti
v
Teman terbaik saya “Salasia Tajunnisa Setiya Utami”
Terima kasih telah menjadi teman seperjalanan semasa kuliah di UMY. kamu itu
aneh, unik, konyol dan baru kali ini aku menemukan diriku sendiri ada di dalam
dirimu. Raih cita- cita mu setinggi mungkin. Kalau kita berjodoh, kita akan
dipertemukan di ujung jalan yang sama, kalau tidak mungkin kita hanya jadi
teman seperjalanan. Percaya aja, kalau tulang rusuk itu tidak akan tertukar namun
akan patah bila dipaksakan. Jangan dengar omongan orang lain yang tidak benar
karena kesalahan terbesar seseorang adalah ketika dengarnya setengah, ngerti
seperempat, mikir nol, tapi ngomongnya double. Tetep semangat ami, Sukses terus dan jangan lupa sholat.
Sahabat dan Teman Tersayang
Terima kasih yang sebesar-besarnya untuk kalian semua, Asjom group (Tsalitsun
Nidhomul Khoiri, Eldi Tegar Prakoso, Rizkite Ade Putra, Ruli Apriadi dan
Kaharmiyandhika) kompak terus yo. Teman seperjuangan selama kuliah (Aris,
Cute, Farid, Adit dan Utman), untuk utman terus semangat, ayo buruan nyusul,
jangan putus asa hanya gara – gara cewek man, hehehe. Teman- teman Civen’D
dan teman- teman teknik sipil UMY angkatan 2012 yang tidak bisa saya sebutkan
satu persatu terimakasih banyak telah memberi warna semasa kuliah. Teman
sekaligus adik sepupu saya (Muhammad Irsyad Rukmananda) terimakasih sudah
menjadi partner selama kuliah, susah senang kita jalani bersama, jangan pernah
bosan makan mi sama kecap, ayo buruan dikebut skripsinya biar bisa wisuda
bareng. Kakak senior saya mas Putra Pramugama terima kasih sudah memberikan
arahan dan bimbingannya. Akhir kata saya persembahkan skripsi ini untuk kalian
semua. Semoga skripsi ini bermanfaat dan berguna untuk kemajuan ilmu
viii
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN MOTTO ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR SIMBOL ... xiv
ABSTRAK ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 4
C. Tujuan Penelitian ... 5
D. Manfaat Penelitian ... 5
E. Batasan Masalah ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
A. Tinjauan Umum ... 6
B. Keamanan Struktur ... 9
C. Penelitian Sebelumnya ... 10
BAB III LANDASAN TEORI ... 13
A. Kekuatan Perlu ... 13
ix
1. Lendutan seketika... 21
2. Lendutan jangka panjang ... 22
E. Metode Penelitian ... 23
1. Pembebanan ... 23
2. Analisis struktur ... 23
3. Perancangan elemen struktur ... 23
4. Perancangan tulangan pokok... 25
5. Perancangan tulangan geser ... 32
F. Analisis Pembetonan Struktur Portal ... 36
G. Analisis Beban Gempa ... 37
BAB IV METODE PENELITIAN ... 46
A. Tahapan Penelitian ... 46
B. Peraturan – Peraturan ... 48
C. Pengumpulan Data ... 48
D. Pengolahan Data ... 49
E. Pembahasan Hasil ... 50
BAB V ANALISIS PEMBEBANAN ... 51
A. Beban mati, beban hidup, beban angin ... 52
B. Beban Angin ... 57
C. Beban Gempa ... 58
D. Perhitungan tulangan balok (SNI 03 – 2847 – 2002) ... 70
E. Perhitungan tulangan balok (SNI 2847:2013) ... 85
F. Perhitungan tulangan kolom ... 100
BAB VI PEMBAHASAN ... 109
A. Balok ... 109
1. Tulangan Lentur ... 109
x
A. Kesimpulan ... 141
B. Saran ... 143
DAFTAR PUSTAKA ... xvii
xi
Gambar 1.1 Balok penampang persegi ... 4
Gambar 2.1 Tegangan tekan uji beton (Dipohusodo,1994) ... 8
Gambar 3.1 Gaya lintang rencana kolom... 20
Gambar 3.2 Penampang persegi tulangan rangkap, (a) Penampang balok, (b) Diagram regangan, (c) Diagram gaya tulangan tunggal dan pasangan kopel ... 25
Gambar 3.3 Penampang persegi kolom tulangan dalam keadaan seimbang, (a) Penampang kolom, (b) Diagram regangan, (c) Tegangan dan gaya – gaya dalam pada kolom ... 29
Gambar 3.4 Lokasi geser maksimum untuk perencanaan... 33
Gambar 3.5 Nilai SS pada tiap daerah di Indonesia ... 41
Gambar 3.6 Nilai S1 pada tiap daerah di Indonesia ... 41
Gambar 3.7 Spektrum respons desain ... 43
Gambar 4.1 Bagan alir proses pelaksanaan penelitian ... 47
Gambar 5.1 Struktur portal balok- kolom ... 51
Gambar 5.2 Peta wilayah nilai SS ... 59
Gambar 5.3 Peta wilayah nilai S1 ... 59
Gambar 5.4 Respon spektrum gempa rencana SNI 1726:2012 ... 63
Gambar 5.5 Penampang balok B0a ... 70
Gambar 5.6 Penampang balok persegi ... 85
Gambar 5.7 Penampang kolom K1 (60/40) ... 100
Gambar 6.1 Diagram batang perbandingan tulangan lentur balok pada posisi tumpuan ... 109
Gambar 6.2 Diagram batang perbandingan tulangan lentur balok pada posisi tumpuan (lanjutan) ... 110
xii
Gambar 6.6 Diagram batang perbandingan jarak tulangan geser balok
pada posisi tumpuan (lanjutan) ... 128
Gambar 6.7 Diagram batang perbandingan jarak tulangan geser balok
pada posisi lapangan ... 132
Gambar 6.8 Diagram batang perbandingan jarak tulangan geser balok
pada posisi lapangan (lanjutan) ... 132
Gambar 6.9 Diagram batang perbandingan tulangan lentur kolom ... 137
Gambar 6.10 Diagram batang perbandingan jarak tulangan geser kolom
pada posisi tumpuan ... 138
Gambar 6.11 Diagram batang perbandingan jarak tulangan geser kolom
xiii
Tabel 1.1 Kekuatan tekan rata – rata perlu bila data tidak tersedia
untuk menetapkan deviasi standar benda uji SNI 03 – 2847
- 2002 ... 2
Tabel 1.2 Kekuatan tekan rata – rata perlu bila data tidak tersedia untuk menetapkan deviasi standar benda uji SNI 2847:2013 ... 2
Tabel 3.1 Perbedaan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013 ... 34
Tabel 5.1 Nilai Penetrasi Standart ... 58
Tabel 5.2 Nilai koefisien situs, Fa ... 60
Tabel 5.3 Nilai koefisien situs, Fv ... 60
Tabel 5.4 Koordinat spektrum respon ... 63
Tabel 5.5 Hasil perhitungan berat dinding pada gedung ... 64
Tabel 5.6 Hasil perhitungan beban struktur mati pada gedung ... 65
Tabel 5.7 Beban mati akibat beban gravitasi pada tiap lantai ... 65
Tabel 5.8 Beban hidup sebesar 250 kg/m2 tiap lantai ... 66
Tabel 5.9 Beban hidup pada pelat bordes dan tangga ... 66
Tabel 5.10 Distribusi gaya lateral arah X ... 69
xiv Yogyakarta
Lampiran 3 Gambar Pemodelan Struktur Perencanaan Ulang di SAP
2000
Lampiran 4 Laporan Hasil Penyelidikan Tanah
Lampiran 5 Tabel Hasil Kebutuhan Tulangan Lentur Balok
Lampiran 6 Tabel Hasil Kebutuhan Tulangan Geser Balok
Lampiran 7 Tabel Hasil Kebutuhan Tulangan Lentur Kolom
Lampiran 8 Tabel Hasil Kebutuhan Tulangan Geser Kolom
Lampiran 9 Tabel Perbandingan Kebutuhan Tulangan Lentur Balok
Hasil Data Gambar Kerja Dengan Perencanaan Ulang
Menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013
Lampiran 10 Tabel Perbandingan Kebutuhan Tulangan Geser Balok
Hasil Data Gambar Kerja Dengan Perencanaan Ulang
Menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013
Lampiran 11 Tabel Perbandingan Kebutuhan Tulangan Lentur Kolom
Hasil Data Gambar Kerja Dengan Perencanaan Ulang
Menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013
Lampiran 12 Tabel Perbandingan Kebutuhan Tulangan Geser Kolom
Hasil Data Gambar Kerja Dengan Perencanaan Ulang
Menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013
Lampiran 13 Langkah- langkah analisis struktur dengan menggunakan
xv
c = jarak dari sumbu netral suatu elemen yang mengalami lentur, hingga serat yang mengalami regangan tekan maksimum, dinyatakan dalam mm
D = pengaruh dari beban mati
d1 = tebal suatulapisan tanah atau batuan di dalam lapisan 30 m paling atas
ds = tebal suatulapisan tanah non kohesif di dalam lapisan 30 m paling atas E = pengaruh beban gempa
e = eksentrisitas sesungguhnya, dalam mm, diukur dari denah antara titik pusat massa struktur di atas pemisahan isolasi dan titik pusat kekakuan sistem isolasi, ditambah dengan eksentrisitas tak terduga, dinyatakan dalam mm, diambil sebesar 5 persen dari ukuran maksimum bangunan tegak lurus dengan arah gaya yang ditinjau
Fa = koefisien situs untuk perioda pendek (pada perioda 0,2 detik) Fv = koefisien situs untuk perioda panjang (pada perioda 1 detik)
F1 Fx = bagian dari gaya geser dasar, V, pada tingkay i atau x
g =percepatan gravitasi, dinyatakan dalam meter per detik kuadrat (m/detik2)
h = tinggi rata-rata struktur diukur dari dasar hingga level atap
hi, hx = tinggi dari dasar sampai tingkat i atau x dinyatakan dalam meter (m) Ie = faktor keutamaan
k = eksponen yang terkait dengan perioda struktur ̅ = kekakuan gedung
L = pengaruh beban hidup
MCE = gempa tertimbang maksimum
N = tahanan penetrasi standar
̅ = tahanan penetrasi standar rata-rata dalam lapisan 30 m paling atas
PI = indeks plastisitas tanah
R = beban air hujan
xvi persen
SMS = parameter percepatan respon spektral MCE pada perioda pendek yang
sudah disesuaikan terhadap pengaruh kelas situs
SM1 = parameter percepatan respon spektral MCE pada perioda 1 detik yang
sudah disesuaikan terhadap pengaruh kelas situs
T = perioda fundamental bangunan
V = geser desain total di dasar struktur dalam arah yang ditinjau
Vt = nilai desain dari gaya geser dasar akibat gempa Vx = geser gempa desain di tingkat x
W = beban angin
X = tingkat yang sedang ditinjau, 1 menandakan tingkat pertama setelah lantai dasar
= simpangan antar lantai tingkat desain
α = simpangan antar lantai yang diijinkan
x = defleksi pusat massa di tingkat x
xe = defleksi pada lokasi yang diisyaratkan dan ditentukan dengan analisis
elastis
xvii
2847:2013 menggantikan peraturan beton bertulang sebelumnya yaitu SNI
03-2847-2002. Dengan diterbitkannya SNI 2847:2013 di Indonesia, maka perlu dilihat
perbandingan antara SNI 2847:2013 dan SNI 03-2847-2002.
Pada penelitian ini dilakukan perencanaan ulang struktur balok-kolom
menggunakan SNI 03-2847-2002 dan SNI 2847:2013 dengan bantuan program SAP 2000 v14.1.0. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kebutuhan tulangan lentur dan tulangan geser balok-kolom dengan menggunakan SNI 03-2847-2002 dan
SNI 2847:2013 dengan data gambar kerja yang ada dilapangan. Balok yang ditinjau
adalah balok penampang persegi dengan berbagai tipe yaitu B0a, B0b, B0c, B0d,
B0e, B1a, B1b, B1c, B3b, B3c, B3d, B3e, B3f, B3g, B3h, Bordes, S1, S2, S3 dan S4.
Sedangkan kolom yang ditinjau adalah kolom penampang persegi dengan tipe kolom
K0, K0’, K1, K1’, K2 dan K3.
Hasil dari penelitian ini didapat perbandingan kebutuhan tulangan lentur dan
tulangan geser balok-kolom yang dianalisis menggunakan SNI 03-2847-2002 dan
SNI 2847:2013.
1
dapat menjawab pertanyaan apa yang diteliti. Pada bab pendahuluan memuat:
Latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian
dan batasan masalah.
A. Latar Belakang
Bangunan bertingkat merupakan suatu sistem yang mempunyai lapis lantai
lebih dari satu, umumnya bertingkat ke atas walaupun ada juga yang bertingkat ke
dalam tanah. Ditinjau dari ketinggian gedung dan spesifikasi perancangan dan
syarat-syarat, bangunan bertingkat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu :
1. Bangunan bertingkat rendah (Low rise building): mempunyai 3-4 lapis lantai
atau ketinggian + 10 m.
2. Bangunan bertingkat tinggi (High rise building): mempunyai lapis lantai lebih
dari 4 dan ketinggian lebih dari 10 m.
Seiring dengan perkembangan zaman, maka perencanaan bangunan
bertingkat juga ikut berkembang dengan mengacu pada peraturan – peraturan
terbaru saat ini. Pada perencanaan bangunan digunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan
yang terbaru yaitu SNI 2847:2013. Terdapat beberapa perbedaan diantara kedua
1. Kekuatan tekan rata – rata perlu
a. SNI 03 – 2847 – 2002
Tabel 1.1 Kekuatan tekan rata – rata perlu bila data tidak tersedia untuk
menetapkan deviasi standar benda uji SNI 03 – 2847 – 2002
Sumber: SNI 03 – 2847 – 2002
b. SNI 2847:2013
Tabel 1.2 Kekuatan tekan rata – rata perlu bila data tidak tersedia untuk
menetapkan deviasi standar benda uji SNI 2847:2013
Sumber: SNI 2847:2013
2. Tebal selimut beton minimum
Pada SNI 03 – 2847 – 2002 tebal selimut beton minimum adalah 15 mm
untuk batang tulangan D-16, jaring kawat polos P-16 atau ulir D-16 dan yang
lebih kecil, sedangkan pada SNI 2847:2013 tebal selimut beton minimum 13
mm untuk batang tulangan D-16, kawat M-16 ulir atau polos, dan yang lebih
kecil.
Kekuatan tekan disyaratkan,
MPa
Kekuatan tekan rata-rata
perlu, MPa f’c<21 f’cr=f’c + 7,0 21 ≤ f’c≤35 f’cr = f’c + 8,5
f’c > 35 f’cr =f’c + 10
Kekuatan tekan disyaratkan,
MPa
Kekuatan tekan rata-rata
perlu, MPa
f’c<21 f’cr=f’c + 7,0
21 ≤ f’c ≤35 f’cr = f’c + 8,3
3. Kekuatan perlu
a. SNI 03 – 2847 – 2002
Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, beban atap A
atau beban hujan R, beban angin W, dan beban gempa E, paling tidak
harus sama dengan persamaan (1-1) dan (1-6)
U = 1,4D (1-1)
U = 1,2D + 1,6L + 0,5 (A atau R) (1-2)
U = 1,2D + 1,0L ± 1,6W + 0,5 (A atau R) (1-3)
U = 0,9D ± 1,6W (1-4)
U = 1,2D + 1,0L ± 1,0E (1-5)
U = 0,9D ± 1,0E (1-6)
b. SNI 2847:2013
Kekuatan U harus paling tidak sama dengan pengaruh beban terfaktor
dalam persamaan (1-7) sampai (1-14)
U = 1,4D (1-7)
U = 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R) (1-8) U = 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (1,0L atau 0,5W) (1-9) U = 1,2D + 1,0W + 1,0L + 0,5(Lr atau R) (1-10)
U = 1,2D + 1,0E + 1,0L (1-11)
U = 0,9D + 1,0W (1-12)
U = 0,9D + 1,0E (1-13)
4. Faktor reduksi kekuatan (ϕ)
Pada SNI 03 – 2847 – 2002 untuk komponen struktur dimana fy tidak
melampaui 400 MPa, dengan tulangan simetris, dan dengan (h – d’ - ds) / h
tidak kurang dari 0,70, maka nilai ϕ boleh ditingkatkan secara linier menjadi
0,80. Sedangkan pada SNI 2847:2013 untuk komponen struktur dimana fy tidak melampaui 420 MPa, dengan tulangan simetris, dan dengan (d – d’) / h
tidak kurang dari 0,70, maka nilai ϕ boleh ditingkatkan secara linier menjadi
\
L
Tumpuan Lapangan Tumpuan
(1/4L) (1/2L) (1/4L)
Gambar 1.1 Balok penampang persegi
Hal terpenting dalam perencanaan bangunan adalah analisis struktur. Pada
zaman modern seperti saat ini terdapat beberapa software yang bisa dipakai dalam
analisis struktur diantaranya SAP 2000, ETABS, dll.
Dalam penelitian ini dilakukan perancangan ulang struktur balok dan
kolom menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013 dengan bantuan
program SAP 2000 terhadap data di lapangan.
B. Rumusan Masalah
Masalah yang diteliti dalam penelitian ini adalah perbandingan tulangan
lentur dan geser pada elemen balok dan kolom hasil perancangan ulang
menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013 dari hasil perancangan
awal (dilapangan).
h d
d’
b
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari perancangan ulang gedung City Hub Hotel Yogyakarta ini adalah:
1. Merancang ulang tulangan lentur dan tulangan geser pada balok dan kolom
gedung City Hub Hotel Yogyakarta dengan mengacu pada SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013.
2. Membandingkan antara hasil perancangan ulang tulangan lentur dan geser
pada balok dan kolom dengan data yang ada di lapangan.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penulangan mana yang lebih baik antara SNI 03 – 2847 – 2002
dengan SNI 2847:2013.
2. Mengetahui selisih antara jumlah tulangan hasil perancangan ulang dengan
jumlah tulangan di lapangan.
E. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian perancangan ulang gedung City Hub Hotel Yogyakarta antara lain :
1. Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan program SAP 2000 v14.1.0 (Structure Analysis Program 2000 v14.1.0).
2. Mengacu pada peraturan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013.
3. Perencanaan struktur menggunakan mutu beton dengan kuat desak rencana
(fc’) = 30 MPa.
4. Perencanaan struktur menggunakan baja tulangan polos (BJTP) tegangan leleh
(fy) = 240 MPa, sedangkan untuk baja tulangan ulir (BJTD) tegangan leleh
(fy) = 390 MPa.
5. Tidak menghitung perencanaan pondasi.
6. Tidak menghitung perencanaan atap.
6
teori yang melandasi dilakukannya penelitian. Teori yang ada pada tinjauan
pustaka menerangkan hubungan antara beberapa konsep yang digunakan untuk
menjelaskan masalah penelitian. Tinjauan pustaka berisi tinjauan umum dan
tinjauan khusus
A. Tinjauan Umum
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, betu pecah,
atau agregat – agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang
terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu
atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan
karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas dan waktu pengerasan. (Mc Cormac, 2004: 1).
Beton bertulang adalah beton yang menggunakan tulangan dengan jumlah
dan luas tulangan tidak kurang dari nilai minimum yang disyaratkan, dengan atau
tanpa pratekan dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material
bekerja bersama – sama dalam menahan gaya yang bekerja (Mulyono, 2004).
Balok didefinisikan sebagai salah satu dari elemen struktur portal dengan
bentang yang arahnya horizontal, sedangkan kolom ialah suatu struktur yang
mendukung beban aksial dengan/tanpa momen lentur. Selanjutnya balok dan
kolom ini menjadi satu kesatuan yang kokoh dan sering disebut sebagai kerangka
(portal) dari suatu gedung.
Pada balok beton bertulang ini, tulangan baja ditanam di dalam beton
sedemikian rupa, sehingga gaya tarik yang dibutuhkan untuk menahan momen
Dalam perencanaan struktur bangunan tahan gempa, diperlukan standar
dan peraturan perencanaan bangunan untuk menjamin keselamatan penghuni
terhadap gempa besar yang mungkin terjadi serta menghindari dan
meminimalisasi kerusakan struktur bangunan dan korban jiwa terhadap gempa
bumi yang sering terjadi (Budiono, 2011).
Perencanaan gedung tahan gempa dilakukan agar gedung dapat menahan
gempa besar tanpa menyebabkan keruntuhan (collapse), walaupun struktur telah mengalami kerusakan berat (large damage). Dengan demikian dapat mengurangi korban jiwa yang disebabkan oleh gempa (Nasution, 2009).
Saat terjadinya gempa struktur harus bersifat daktail, yang artinya saat
menerima beban sampai melebihi kuat elastisnya struktur tidak langsung rusak,
namun berubah bentuk terlebih dahulu secara plastis sampai batas tertentu. Pada
struktur beton yang terdiri dari beton dan tulangan maka dapat bersifat daktail
seperti tulangan baja dan dapat bersifat getas seperti beton (Nasution, 2009).
Standar peraturan perencanaan bangunan beton bertulang di Indonesia
mengacu kepada dua peraturan baru yang terbit pada tahun 2013 , yaitu SNI
2847:2013 yang menggantikan peraturan SNI 03 – 2847 – 2002 tentang Tata
Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.
Agar dapat terjamin bahwa suatu struktur yang direncanakan mampu
menahan beban yang bekerja, maka pada perencanaan struktur digunakan faktor
keamanan tertentu. Faktor keamanan ini terdiri atas 2 (dua) jenis, yaitu:
1. Faktor keamanan yang berkaitan dengan beban luar yang bekerja pada
struktur, disebut faktor beban.
2. Faktor keamanan yang berkaitan dengan kekuatan struktur (gaya dalam),
disebut faktor reduksi kekuatan (Ansori, 2010).
Struktur dan komponen struktur direncanakan hingga semua penampang
mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu, yang dihitung
Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI
03-2847-2002 (Nasution, 2009).
Anggapan- anggapan yang dipakai sebagai dasar untuk metode kekuatan
(ultimit) pada dasarnya sama dengan yang dipakai untuk metode tegangan kerja.
Perbedaannya hanya pada kenyataan yang didapat dari berbagai hasil penelitian
bahwa tegangan beton tekan kira – kira sebanding dengan regangannya hanya
sampai pada tingkat pembebanan tertentu, pada tingkat pembebanan ini, apabila
beban ditambah terus, keadaan sebanding akan lenyap dan diagram tegangan
tekan pada penampang balok beton akan setara dengan kurva tegangan regangan
beton tekan terlihat pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Tegangan tekan uji beton (Dipohusodo,1994)
Gambar 2.1 menjelaskan tentang tegangan tekan uji beton. Grafik pada
gambar diatas menjelaskan bahwa tegangan maksimum (kuat tekan maksimum)
Pada metode tegangan kerja, beban yang diperhitungkan adalah beban
kerja service load, sedangkan komponen struktur direncanakan berdasarkan pada nilai tegangan tekan lentur ijin yang umumnya ditentukan bernilai 0,45 fc’ dimana
pola distribusi tegangan tekan linier berbanding lurus dengan jarak terhadap garis
netral, sedangkan pada metode kekuatan ultimit service load diperbesar, dikalikan suatu faktor beban dengan maksud untuk memperhitungkan terjadinya beban pada
saat keruntuhan telah di ambang pintu. Kemudian dengan menggunakan beban
kerja yang sudah diperbesar (beban berfaktor) tersebut, struktur direncanakan
sedemikian sehingga didapat nilai kuat guna pada saat runtuh yang besarnya kira-
kira lebih kecil dari kuat batas runtuh sesungguhnya. Kekuatan pada saat runtuh
tersebut dinamakan kuat ultimit dan beban yang bekerja pada atau dekat dengan
saat runtuh dinamakan beban ultimit.
B. Keamanan Struktur
Untuk mendapatkan struktur yang aman terhadap beban yang bekerja
selama masa penggunaan bangunan, diperlukan pengetahuan tentang beban –
beban yang bekerja, meliputi beban mati, beban hidup, beban gempa dan beban
angina. Bila intensitas dan efek beban yang bekerja diketahui dengan pasti, maka
struktur dapat dibuat aman dengan cara memberikan kapasitas kekuatan yang
lebih besar daripada efek beban yang bekerja. (Wahyudi dan Rahim, 1997).
Suatu struktur harus aman terhadap keruntuhan dan bermanfaat dalam
penggunaannya. Struktur harus memenuhi syarat bahwa lendutan – lendutan yang
terjadi cukup kecil, retak – retak apabila ada, harus diusahakan berada dalam batas
– batas yang masih dapat ditolerir dan juga getaran – getaran yang terjadi harus diusahakan seminimum mungkin (Winter dan Nilson, 1993).
Keamanan mensyaratkan bahwa suatu struktur harus mempunyai kekuatan
yang cukup untuk memikul semua beban yang mungkin bekerja padanya. Apabila
kekuatan dari suatu struktur yang dibangun sesuai dengan yang direncanakan,
struktur sedikit lebih besar dari beban – beban yang telah diketahui akan bekerja
pada struktur tersebut (Winter dan Nilson, 1993).
Dalam analisis perencanaan dan pembangunan struktur – struktur beton
bertulang terdapat sejumlah sumber ketidakpastian yang memerlukan suatu factor
keamanan tertentu. Sumber – sumber ketidakpastian tersebut antara lain:
1. Besar beban yang sebenarnya terjadi dapat berbeda dengan beban yang
ditentukan dalam perencanaan.
2. Beban yang sebenarnya bekerja pada struktur mungkin didistribusi dengan
cara yang berbeda dari yang ditentukan dalam perencanaan.
3. Asumsi – asumsi dan penyederhanaan – penyederhanaan yang dilakukan di
dalam analisis struktur bisa memberikan hasil perhitungan pembebanan seperti
momen, geser dan lain – lainnya yang berbeda dengan besar gaya – gaya yang
sebenarnya bekerja pada struktur.
4. Perilaku struktur yang sebenarnya dapat berbeda dari perilaku yang
dimisalkan dalam perencanaan, disebabkan karena tidak sempurnanya
pengetahuan mengenai kenyataan yang sesungguhnya terjadi.
5. Kekuatan material yang sesungguhnya mungkin berbeda dari yang ditetapkan
oleh perencana.
C. Penelitian Sebelumnya
1. Penelitian yang dilakukan oleh Hernawan Makmur Hidayat pada tahun 2015
yang berjudul “PERBANDINGAN ANALISIS KEKUATAN KOLOM BETON BERTULANG PENAMPANG PERSEGI BERDASARKAN SNI
03-2847-2002 DAN SNI 2847:2013” menyimpulkan bahwa kolom yang
dianalisis menggunakan SNI 2847:2013 memberikan kapasitas dukung kolom
yang lebih besar dibandingkan dengan kolom yang dianalisis menggunakan
SNI 03-2847-2002, dimana kapasitas dukung kolom yang lebih besar tersebut
dalam sebuah diagram interaksi kolom terletak pada saat penampang kolom
2. Penelitian yang dilakukan oleh Olan Oka Yolanda pada tahun 2013 yang
berjudul “REDESAIN STRUKTUR BANGUNAN HOTEL ULTIMA HORISSON RISS YOGYAKARTA DENGAN PENYEDERHANAAN
SISTEM BALOK LANTAI” menyimpulkan bahwa dari hasil redesain diperoleh pada pelat lantai, balok, kolom dan shearwall terjadi penurunan yang signifikan terhadap berat total tulangan terhadap kondisi eksisting. Untuk
pelat lantai sebesar 20,69%, untuk balok sebesar 20,24%, untuk kolom sebesar
44,29% dan untuk shearwall sebesar 28,15%.
3.
Muchlisin (2013) dalam penelitian yang berjudul “REDESAIN STRUKTURPEMBANGUNAN GEDUNG PENDIDIKAN TEKNOLOGI INFORMASI
DAN KOMUNIKASI UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG” menjelaskan
bahwa mutu beton gedung Pendidikan Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk pondasi, balok, kolom, pelat lantai dan tangga direncanakan menggunakan mutu beton K-300 (fc 24,9 Mpa), dan mutu tulangan baja Fy 2400 kg/cm2 atau U24 (tulangan polos) untuk diameter < diameter 13.
4. Aldyan Wigga Okiyarta dan Fajar Nurjihad Cristian (2014) dalam penelitian
yang berjudul “REDESAIN PERENCANAAN STRUKTUR HOTEL CITY
ONE JALAN VETERAN SEMARANG” menyimpulkan bahwa luas penampang dan luas penulangan balok induk redesain lebih besar dari desain
lama, hal ini disebabkan jarak antar kolom meningkat disertai beban yang
harus ditahan balok juga meningkat.
5. Ricky Imanda dan Ray Irwan Maulana Cristian (2014) dalam penelitian yang
berjudul “PERENCANAAN STRUKTUR HOTEL GET’S SEMARANG”
menyimpulkan bahwa dalam perencanaan struktur gedung ini menggunakan
konsep disain kapasitas strong column-weak beam (SCWB) dan system rangka pemikul momen khusus (SRPMK), sehingga apabila level beban terlampaui
maka joint balok dan joint kolom paling bawah terjadi sendi plastis, sehingga tidak sampai mengalami keruntuhan total pada saat terjadi gempa kuat dengan
balok-kolom tidak boleh gagal sewaktu menerima gaya yang besar dari balok ke
13
Kuat perlu adalah kekuatan suatu komponen struktur atau penampang
yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam
yang berkaitan dengan beban tersebut.
Menurut SNI 2847:2013 kekuatan perlu U harus paling tidak sama dengan
pengaruh beban terfaktor dalam pers (3.1) sampai (3.7).
U = 1,4D (3.1)
U = 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R) (3.2)
U = 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (1,0L atau 0,5W) (3.3) U = 1,2D + 1,0W + 1,0L + 0,5(Lr atau R) (3.4)
U = 1,2D + 1,0E + 1,0L (3.5)
U = 0,9D + 1,0W (3.6)
U = 0,9D + 1,0E (3.7)
kecuali sebagai berikut:
(a) Faktor beban pada beban hidup L dalam Pers. (3.3) sampai (3.5) diizinkan
direduksi sampai 0,5 kecuali untuk garasi, luasan yang ditempati seb agai
tempat perkumpulan publik, dan semua luasan dimana L lebih besar dari 4,8
kN/m2.
(b) Bila W didasarkan pada beban angin tingkat layan, 1,6W harus digunakan sebagai pengganti dari 1,0W dalam Pers. (3.4) dan (3.6), dan 0,8W harus digunakan sebagai pengganti dari 0,5W dalam Pers. (3.3).
(c) Dihilangkan karena tidak relevan, sesuai dengan yang terlampir di daftar
Untuk standar SNI 03 – 2847 – 2002 di jelaskan secara detail sebagai
berikut :
1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan
U = 1,4 D (3.8)
Kuat perlu U untuk menahan beban mati D , beban hidup L, dan juga beban
atap A atau beban hujan R, paling tidak harus sama dengan
U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) (3.9)
2. Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam
perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus
ditinjau untuk menentukan nilai U yang terbesar, yaitu:
U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 ( A atau R) (3.10)
Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L
yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya,
yaitu :
U = 0,9 D ± 1,6 W (3.11)
Perlu dicatat bahwa untuk setiap kombinasi beban D , L dan W, kuat perlu U
tidak boleh kurang dari persamaan (ii).
3. Bila ketahanan struktur terhadap gempa E harus diperhitungkan dalam
perencanaan , maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai berikut :
U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E (3.12)
1)
Faktor beban untuk W boleh dikurangi menjadi 1,3 jika beban angin W
2)
Faktor beban untuk L boleh direduksi menjadi 0,5 kecuali untuk ruangan
garasi, ruangan pertemuan, dan semua ruangan yang beban hidup L – nya
lebih besar daripada 500 kg/m2
Atau
U = 0,9 D ± 1,0 E (3.13)
Dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03 – 1726 – 1989
– F, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung, atau penggantinya.
4. Bila ketahanan terhadap tekanan tanah H diperhitungkan dalam perencanaan,
maka pada persamaan ii, iv dan vi ditambahkan 1,6 H, kecuali bahwa pada
keadaan dimana aksi struktur akibat H mengurangi pengaruh W atau E, maka
beban H tidak perlu ditambahkan pada persamaan iv dan vi.
5. Bila ketahanan terhadap pembebanan akibat berat tekanan fluida, F, yang berat
jenisnya dapat ditentukan dengan baik, dan ketinggian maksimumnya
terkontrol, diperhitungkan dalam perencanaan, maka beban tersebut harus
dikalikan dengan faktor beban 1,4 dan ditambahkan pada persamaan i, yaitu:
U = 1,4 (D + F) (3.14)
Untuk kombinasi beban lainnya, beban F tersebut harus dikalikan dengan
fantor beban 1,2 dan ditambahkan pada peramaan ii.
6. Bila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan
maka pengaruh tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup L.
7. Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut,
ekspansi beton, atau perubahan suhu harus didasarkan pada pengkajian yang
realistis dari pengaruh tersebut selama masa pakai
B. Kuat Rencana
Kuat rencana adalah kuat nominal dikalikan dengan suatu faktor reduksi
kekuatan.
Untuk menentukan kuat rencana suatu komponen struktur, maka dihitung
berdasarkan ketentuan dan asumsi yang tertera pada SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal
11.2 (3) yaitu:
1. Lentur, tanpa beban aksial. ... 0,80
2. Beban aksial, dan beban aksial lentur. (Untuk beban aksial lentur, kedua nilai
kuat nominal dari beban aksial dan momen harus dikalikan dengan nilai ø
tunggal yang sesuai ini:
a. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur ... ... ... 0,80
b. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur:
komponen struktur dengan tulangan spiral... 0,70
komponen struktur lainnya ... 0,65
kecuali untuk nilai aksial tekan yang rendah, nilai ϕ boleh ditingkatkan, komponen struktur dimana fy tidak melampui 400 MPa, dengan tulangan
simetris dan dengan (h-d’-ds)/h tidak kurang dari 0,7, maka nilai ϕ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0,80 seiring dengan berkurangnya ϕPndari 0,10 fc’ Agke nol, komponen struktur beton bertulang yang lain, nilai ϕ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0,80 seiring dengan berkurangnya ϕPndari nilai terkecil 0,10 fc’ Agdan Pbke nol.
3. Geser dan torsi ... 0,75
Kecuali pada struktur yang bergantung pada sistem rangka pemikul khusus
atau sistem dinding khusus untuk menahan pengaruh gempa ini.
a. Faktor reduksi untuk geser pada komponen struktur penahan gempa yang
kuat geser nominalnya lebih kecil dari pada gaya geser yang timbul
b. Faktor reduksi untuk geser pada diafragma tidak boleh melebihi faktor
reduksi minimum untuk geser yang digunakan pada komponen vertikal
dari sistem pemikul beban lateral.
c. Geser pada hubungan balok-kolom dan pada balok perangkai yang diberi
tulangan diagonal. ... ... 0,80
4. Tumpuan pada beton kecuali untuk daerah pengakuran pasca tarik ... 0.55
5. Daerah pengakuran pasca tarik ... 0.85
C. Perancangan Dimensi Struktur
Perancangan dimensi struktur meliputi penentuan dimensi balok dan
penentuan dimensi kolom.
1. Penentuan Dimensi Balok
Balok adalah bagian dalam struktur yang berfungsi sebagai pendukung
beban horisontal dan vertikal, beban horisontal yaitu terdiri dari beban gempa
dan beban angin, sedangkan beban vertikal yaitu terdiri dari beban mati dan
beban hidup yang di terima plat lantai , berat sendiri balok dan berat dinding
penyekat yang ada di atasnya.
Komponen struktur penahan gempa pada balok untuk gaya tekan
aksial yang bekerja pada balok tidak boleh melebihi 0,1Ag fc’. Pada kedua
ujung balok, sengkang harus disediakan panjangnya tidak kurang dari 2h
diukur dari muka komponen struktur penumpu ke arah tengah bentang.
Sengkang pertama harus ditempatkan tidak lebih dari 50 mm dari muka
komponen struktur penumpu. Spasi sengkang tidak boleh melebihi yang
terkecil dari :
a. d/4
b. delapan kali diameter batang tulangan longitudinal terkecil
c. 24 kali diameter batang tulangan sengkang
Pada daerah yang tidak membutuhkan sengkang tertutup, sengkang
dengan kait gempa pada kedua ujungnya harus dipasang pada spasi tidak lebih
dari d/2 di sepanjang komponen struktur.
a. Perancangan balok terhadap beban lentur
Pada peraturan SNI 2847:2013 terdapat ketentuan penulangan
komponen balok sebagai berikut :
As ,min = √ .bw d ... (3.16)
Dan tidak boleh lebih kecil dari 1,4 bwd / fy ... (3.17)
Keterangan :
bw = Lebar balok ( mm )
d = Tinggi efektif balok (mm )
fy = Mutu Baja ( MPa )
fc’ = Mutu Beton ( MPa)
b. Perancangan balok terhadap gaya geser
SNI 2847:2013 memberikan standar untuk kuat geser rencana
balok untuk Sistem Rangka Momen Menengah tidak boleh kurang dari:
1. Jumlah geser yang terkait dengan pengembangan kekuatan lentur
balok pada setiap ujung bentang bersih yang terkekang akibat lentur
kurvatur balik dan geser yang dihitung untuk beban gravitasi terfaktor
2. Geser maksimum yang diperoleh dari kombinasi beban desain yang
melibatkan beban gempa dengan nilai beban gempa diasumsikan
sebesar dua kali yang ditetapkan oleh tata cara bangunan umum yang
2. Penentuan Dimensi Kolom
Kolom adalah batang tekan vertikal dari 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
(collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse)
seluruh struktur (Sudarmoko, 1996). Oleh karena itu, dalam merencanakan kolom harus memperhitungkan secara teliti dengan memberikan kekuatan
lebih tinggi daripada komponen struktur lainnya.
a. Kuat lentur kolom dan gaya aksial maksimum
SNI 2847:2013 pada pasal 10.9 , komponen kolom memberikan
batasan tulangan longitudinal yaitu :
1. Luas tulangan longitudinal, Ast, untuk kompon en struktur tekan
non-komposit tidak boleh kurang dari 0,01 Ag atau lebih dari 0,08 Ag . 2. Jumlah minimum batang tulangan longitudinal pada komponen
struktur tekan adalah 4 untuk batang tulangan di dalam sengkang
pengikat segi empat atau lingkaran, 3 untuk batang tulangan di dalam
sengkang pengikat segi tiga, dan 6 untuk batang tulangan yang
dilingkupi oleh spiral.
Untuk kuat tekan maksimum kolom sesuai dengan ketentuan yang
ada di SNI 2847:2013 sebagai berikut :
1) Untuk komponen struktur non-prategang dengan tulangan spiral:
ϕPn (max) = 0.85ϕ [0.85 fc’( Ag - Ast ) + fy Ast ] ... (3.18)
2) Untuk komponen struktur non-prategang dengan tulangan pengikat :
b. Kuat geser kolom
SNI 2847:2013 memberikan ketentuan kuat geser rencana kolom
untuk Sistem Rangka Momen Menengah tidak boleh kurang dari :
1. Geser yang terkait dengan pengembangan kekuatan momen nominal
kolom pada setiap ujung terkekang dari panjang yang tak tertumpu
akibat lentur kurvatur balik. Kekuatan lentur kolom harus dihitung
untuk gaya aksial terfaktor, konsisten dengan arah gaya lateral yang
ditinjau, yang menghasilkan kekuatan lentur tertinggi sesuai dengan
gambar 3.1.
2. Geser maksimum yang diperoleh dari kombinasi beban desain yang
melibatkan beban gempa , dengan beban gempa ditingkatkan oleh
faktor amplifikasi untuk memperhitungkan kekuatan lebih sistem
penahan gaya seismik yang ditetapkan sesuai dengan tata cara
bangunan gedung umum yang diadopsi secara legal.
Gambar 3.1 Gaya lintang rencana kolom
Gambar 3.1 menjelaskan gaya lintang rencana yang terjadi pada
kolom. Kekuatan lentur kolom harus dihitung untuk gaya aksial
terfaktor, konsisten dengan arah gaya lateral yang ditinjau. Gaya
Ketentuan pemasangan tulangan sengkang harus memenuhi syarat
sebagai berikut :
1. Pada kedua ujung kolom, sengkang harus disediakan dengan spasi so
sepanjang panjang o diukur dari muka joint. Spasi so tidak boleh
melebihi yang terkecil dari :
a. Delapan kali diameter batang tulangan longitudinal terkecil yang
dilingkupi;
b. 24 kali diameter batang tulangan begel;
c. Setengah dimensi penampang kolom terkecil;
d. 300 mm.
Panjang o tidak boleh kurang dari yang terbesar dari :
e. Seperenam bentang bersih kolom;
f. Dimensi penampang maksimum kolom;
g. 450 mm.
2. Sengkang tertutup pertama harus ditempatkan tidak lebih dari so/2 dari
muka joint.
D. Kemampuan Layan
1. Lendutan seketika
Menurut SNI 2847:2013 Komponen struktur beton bertulang yang
mengalami lentur harus direncanakan agar mempunyai kekakuan yang cukup
untuk membatasi defleksi atau deformasi apapun yang dapat memperlemah
kekuatan ataupun mengurangi kemampuan layan struktur pada beban kerja.
Besarnya lendutan seketika dapat dihitung dengan menggunakan momen
inersia efektif, Ie berdasarkan persamaan berikut :
Keterangan :
Ie = momen inersia efektif untuk perhitungan defleksi.
Ie = 3Ig +[1- 3 ] Icr ... ( 3.20)
dimana
Mcr = ... (3. 21)
Dan
fr = 0.62 λ √ ... (3. 22)
Keterangan :
Yt = Jarak garis netral penampang utuh (mengabaikan tulangan baja) ke
muka tarik.
Icr = Momen inersia penampang retak transformasi.
Ig = Momen inersia penampang utuh terhadap sumbu berat penampang
Ma = Momen maksimum saat lendutan dihitung.
2. Lendutan jangka panjang
Dalam suatu komponen stuktur beton terulang , lendutaan jangka
panjang akan terjadi atau timbul secara berkelanjutan dalam waktu yang lama.
Lendutan ini terutama disebabkan oleh beton yang berongga dan susut pada
bahan beton, yang menggakibatkan bertambahnya regangan. Untuk
menentukan nilai lendutannya dinyatakan pada persamaan :
λΔ =
... (3. 23)
Keterangan :
Ρ’ =Nilai pada tengah bentang untuk balok sederhana dan balok menerus dan nilai pada tumpuan untuk balok kantilever.
ξ = faktor tergantung waktu untuk beban tetap. boleh diasumsikan sama dengan:
5 tahun atau lebih ξ = 2,0
12 bulan ξ = 1,4
6 bulan ξ = 1,2
E. Metode Penelitian
1. Pembebanan
Kombinasi beban dan faktor beban hanya digunakan pada kasus-kasus
dimana kombinasi pembebanan dan beban terfaktor tersebut secara spesifik
diatur oleh standar perencanaan yang sesuai. Efek beban pada setiap
komponen struktur harus ditentukan dengan metode analisis struktur yang
memperhitungkan keseimbangan, stabilitas, kompatibilitas geometrik, sifat
bahan jangka pendek ataupun jangka panjang. Komponen struktur yang
cenderung mengalami deformasi secara kumulatif pada beban kerja yang
berulang harus memperhitungkan eksentrisitas yang terjadi selama umur layan
bangunan gedung.
Semua komponen struktur dan sistemnya, harus didesain utuk
menahan beban gempa dan angin dengan mempertimbangkan beberapa efek.
Jika semua atau sebagian dari gaya penahan ini diperoleh dari beban mati,
beban mati tersebut diambil sebagai beban mati minimum. Gaya tersebut
mengakibatkan lendutan vertikal dan horizontal yang harus diperhitungkan.
2. Analisis struktur
Semua yang terjadi pada batang yang digunakan untuk perencanaan
komponen struktur didapat dari hasil analisis statis daktilitas penuh
menggunakan program SAP 2000 (Structure Analisys Program 2000 v.14) dengan pemodelan portal 3D.
3. Perancangan elemen struktur
Standar yang digunakan dalam men-desain komponen struktur yang menerima beban lentur dan beban aksial dari kombinasi antara keduaanya
yaitu:
a. Regangan pada tulangan dan beton harus diasumsikan berbanding lurus
b. Regangan maksimum yang dapat dimanfaatkan pada serat tekan beton
terluar harus diasumsikan sama dengan 0,003.
c. Tegangan pada tulangan yang nilainya lebih kecil daripada kekuatan leleh
fy harus diambil sebesar Es dikalikan regangan baja. Untuk regangan yang
nilainya lebih besar dari regangan leleh yang berhubungan dengan fy,
tegangan pada tulangan harus diambil sama dengan fy.
d. Dalam perhitungan aksial dan lentur beton bertulang, kekuatan tarik beton
harus diabaikan.
e. Hubungan antara distribusi tegangan tekan beton dan regangan beton
boleh diasumsikan berbentuk persegi, trapesium, parabola, atau bentuk
lainnya yang menghasilkan perkiraan kekuatan yang cukup baik bila
dibandingkan dengan hasil pengujian tekan. Ketentuannya sebagai berikut:
1. Tegangan beton sebesar 0,85fc’ diasumsikan terdistribusi secara merata pada daerah tekan ekivalen yang dibatasi oleh tepi penampang
dan suatu garis lurus yang sejajar dengan sumbu netral sejarak a = β1c
dari serat dengan regangan tekan maksimum.
2. Jarak dari serat dengan regangan maksimum ke sumbu netral, c, harus
diukur dalam arah tegak lurus terhadap sumbu netral
3. Untuk fc’ antara 17 dan 28 MPa, β1harus diambil sebesar 0,85. Untuk
fc’ diatas 28 MPa, β1 harus direduksi sebesar 0,05 untuk setiap
kelebihan kekuatan sebesar 7 MPa di atas 28 MPa, tetapi β1 tidak boleh
diambil kurang dari 0,65.
Menurut SNI 2847:2013 Pasal 10.3.2 menyebutkan bahwa Kondisi
regangan seimbang terjadi pada penampang ketika tulangan tarik mencapai
regangan yang berhubungan dengan tegangan leleh (fy) pada saat yang
bersamaan dengan tercapainya regangan batas 0,003 pada bagian beton yang
4. Perancangan tulangan pokok a. Balok
Penulangan hendaknya dipakai dengan menggunakan tulangan
rangkap, dikarenakan selain diperlukan untuk mengaitkan sengkang, juga
memiliki fungsi yang lain , seperti berikut :
1. Meningkatkan besar momen yang dapat dipikul
2. Meningkatkan kapasitas rotasi penampang yang berkaitan dengan
peningkatan daktalitas penampang
3. Meningkatkan kekakuan penampang
4. Dapat mengatasi kemungkinan momen berubah arah yang diakibatkan
oleh beban gempa.
Dari standar dasar yang digunakan maka dapatlah diagram
tegangan dan regangan balok seperti pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Penampang persegi tulangan rangkap, (a) Penampang balok,
(b) Diagram regangan, (c) Diagram gaya tulangan tunggal dan pasangan
kopel.
Pada gambar 3.2 dijelaskan mengenai balok penampang persegi tulangan
rangkap. Dalam perancangan tulangan pokok, penulangan hendaknya
dipakai dengan menggunakan tulangan rangkap, dikarenakan selain
diperlukan untuk mengaitkan sengkang juga untuk meningkatkan besar
1. Tulangan Tarik
... (3. 24)
... (3. 25)
( √ ) ... (3. 26)
... (3. 27)
... (3. 28)
... (3. 29)
: untuk fc’ ≤ 28 MPa
: untukfc’ ≤
28 MPa ( tidak boleh < 0,65)
... (3. 30)
2. Tulangan Tekan
Rasio tulangan tarik dengan tulangan tekan harus lebih besar
dari 0,5 sehingga:
As’ > 0,5 . As
Dari tulangan yang terpasang kemudian dilakukan pemeriksaan
kuat momen yang dapat dipikul balok dengan anggapan-anggapan sebagai
berikut ini:
a. Kedua Tulangan Leleh
Dari diagram tegangan didapat keseimbangan gaya horizontal sebagai
berikut:
Cc + Ct = Ts ... (3.31)
Cc = 0.85.fc’.a.b
Ct = As’.fs’
Ts = As.fs
fs’ = fs – fy
0,85.fc’.a.b + As’.fy = As.fy ... (3.32)
a = ( )
... (3.33)
b. Tulangan tarik leleh ( fs = fy ), tulangan tekan belum leleh (fs≠ fy)
Cc = 0.85.fc’.a.b
Ct = As’.fs’
Ts = As.fs
Cc + Ct = Ts
0,85.fc’.a.b + As’.fs’ = As.fy ... (3.34)
a =
... (3.35)
fs’ = Es
Dari diagram regangan dengan menggunakan prinsip segitiga
sebangun maka :
. 0,003
Sehingga:
fs’ = ... (3.36)
c. Kedua tulangan belum leleh
Ct = As’.fs’ Ts = As.fs
Cc + Ct = Ts
0,85.fc’.a.b + As’.fs’ = As.fy... (3.37)
a =
... (3.38)
fs = .Es
Dari diagram regangan didapat :
fs = ... (3.39)
Mn1 = 0,85 . fc’. a .b (d –a/2) ... (3.40) Mn2 = As’ . fs’ . (d–d’) ... (3.41)
Momen nominal (Mn) balok
Mn = Mn1+ Mn2 ... (3.42)
b. Kolom
Kondisi penulangan seimbang merupakan kondisi dimana
penampang beton denganluas tulangan tertentuapabila terjadi beban
puncak, maka regangan tekan beton mencapai regangan maksimum 0,003
dan regangan baja tarik mencapai tegangan leleh fy. Pengecekan kapasitas
Gambar 3. 3 Penampang persegi kolom tulangan dalam keadaan seimbang
(a) Penampang kolom, (b) Diagram regangan (c) Tegangan dan gaya-gaya
dalam pada kolom.
(Pramugama Putra, Tugas Akhir 2015)
Mencari letak garis c didapat dari asumsi tipe keruntuhan tulangan yang
terjadi
1. Tulangan tarik leleh, tekan belum
... (3.43)
sehingga,
.. (3.44)
2. Kedua tulangan leleh
sehingga,
... (3.45)
3. Tulangan tekan leleh
c. Pembebanan momen akibat kelangsingan kolom
Menurut SNI 2847:2013 mensyaratkan untuk pengaruh kelangsingan dapat diabaikan jika :
, untuk komponen struktur ditahan terhadap
goyangan kesamping .
, untuk komponen struktur yang tidak ditahan terhadap
goyangan.
Keterangan :
k = Faktor panjang efektif untuk kolom
lu = Panjang komponen kolom
r = Jari – jari potongan lintang kolom √ ; ditetapkan 0,3 h dengan h adalah lebar kolom pada arah bekerjanya momen.
M1 = momen ujung terfaktor yang lebih kecil pada kolom, diambil
sebagai positif jika kolom dibengkokkan tunggal, dan negatif jika
dibengkokkan ganda.
Pembesaran momen dihitung dengan persamaan berikut :
Mc = b M2b + s.M2s untuk kolom tanpa pengaku ... (3.46)
Mc = b M2b , untuk kolom dengan pengaku ... (3.47)
Keterangan :
Mc = momen terfaktor yang digunakan untuk perancangan komponen
kolom.
b = faktor pembesar untuk momen akibat beban yang tidak
menimbulkan goyangan,
s =faktor pembesar untuk momen akibat beban yang menimbulkan:
Nilai b dan s dihitung dengan rumus :
b =
... (3.48)
s = ... (3.49)
Jika smelebihi 1,5 maka boleh dihitung menggunakan:
s =
... (3.50)
Cm = 0,6 + 0,4 M1/M2 ... (3.51)
Pc =
Untuk EIK dapat ditetapkan sebagai berikut:
EIK =
... (3.52)
EIB =
... (3.53)
Keterangan :
d = rasio dari momen akibat beban mati aksial terfaktor maksimum
terhadap momen akibat beban aksial terfaktor maksimum,
Pu = beban aksial terfaktor yang ditahan kolom,
k = faktor panjang efektif kolom,
apabila nilai
yang didapat lebih dari (15,24 + 0,03 h) mm, maka nilai M2b paling sedikit harus dipertimbangkan dengan emin = (15,24 +
0,03 h) mm.
5. Perancangan tulangan geser
Dasar perencanaan penulangan geser adalah menyediakan kebutuhan
jumlah tulangan baja untuk menahan gaya tarik arah tegak lurus terhadap
retak tarik diagonal sedemikian rupa sehingga mencegah bukaan retak lebih
lanjut. Penulangan geser dilakukan dengan beberapa cara sesuai, sebagai
berikut ini.
a. Sengkang vertikal
b. Jaringan kawat baja las yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial
c. Sengkang miring atau diagonal
d. Batang tulangan miring diagonal yang dapat dilakukan dengan cara
membengkokkan batang tulangan pokok balok di tempat – tempat yang
diperlukan.
e. Tulangan spiral
Gaya geser terfaktor (Vu) maksimum rencana dihitung berdasarkan
SNI 2847 pasal 13.1.3.1, yaitu gaya geser pada jarak d dari muka tumpuan,
Gambar 3.4 Lokasi geser maksimum untuk perencanaan
(Sumber: SNI 2847:2013 Gambar S11.1.3.1)
Gambar 3.4 menjelaskan geser yang terjadi pada balok. Terlihat
pada gambar bahwa balok dengan tumpuan yang berbeda maka akan
menerima geser yang berbeda pula.
Kuat geser penampang direncanakan dengan persamaan:
... (3.54)
Vu adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditunjau danVn adalah kuat geser nominal yang dihitung dari:
... (3.55) Vc adalah kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton, untuk balok
kuat Vc dihitung dengan persamaan:
√ ... (3.56)
atau untuk lebih rinci dapat dihitung dengan,
Vc = √ ... (3.57)
Vc ( √ )
kolom kuat Vc dihitung dengan persamaan:
Vc = 0.17( ) √ ... (3.58)
nilai Vc lebih rincinya dapat dihitung dengan persamaan:
Vc = √ ... (3.59)
Dengan :
Mm = Mu – Nu ... (3.60)
Nilai
dapat diambil dengan 1, tetapi dalam hal ini Vc tidak boleh diambil lebih besar daripada:
Vc = 0.29λ√ √ ... (3.61)
besaran
harus dinyatakan dalam MPa bila Mm bernilai negatif, maka Vc
harus dihitung dengan persamaan 3.61.
Perbedaan mendasar dalam perhitungan beton untuk mendesain
bangunan adalah sebagai berikut:
Tabel 3.1 Perbedaan SNI 03 – 2847 – 2002 dan SNI 2847:2013
No. Perbedaan SNI – 03 – 2847 – 2002 SNI 2847:2013
1. a. Kekuatan tekan rata-
rata perlu, untuk
kekuatan tekan
21 ≤ f’c ≤35
b. Kekuatan tekan rata-
minimum untuk batang
tulangan D-16, jaring
kawat polos P-16 atau
ulir D-16 dan yang lebih
kecil
15 mm 13 mm
3. Faktor reduksi kekuatan
Vc = (
8 Perencanaan torsi untuk
komponen struktur
non-9 kekuatan momen torsi
untuk penampang solid
10 Luas total minimum
tulangan torsi
F. Analisis Pembetonan Struktur Portal
Menurut SNI 2847:2013 pasal 1 menjelaskan persyaratan minimum untuk
desain dan konstruksi komponen struktur beton semua struktur yang dibangun
menurut persyaratan peraturan bangunan gedung secara umum yang diadopsi
secara legal dimana standar ini merupakan bagiannya. Di daerah tanpa peraturan
bangunan gedung yang diadopsi secara legal, standar ini menentukan standar
minimum yang dapat diterima untuk bahan, desain, dan praktek konstruksi.
Standar ini juga memuat evaluasi kekuatan struktur beton yang sudah dibangun.
Untuk beton struktur, fc’ tidak boleh kurang dari 17 Mpa. Nilai maksimum
Standar SNI 2847:2013 merupakan revisi dari SNI 03 – 2847 – 2002 yang
pada dasarnya menanbah beberapa definisi dan terdapat juga beberapa perbedaan
antara kedua peraturan ini. Untuk beton khususnya ,kekuatan beton yang
digunakan dalam desain dan dievaluasi sesuai dengan ketentuan pasal 5 SNI
2847:2013 Beton yang dirancang sedemikian hingga menghasilkan kekuatan
tekan rata – rata f’cr seperti yang dijelaskan pada pasal 5.3.2 tentang kekuatan rata – rata perlu.
Tabel 3.2 Kekuatan tekan rata – rata perlu bila data tidak tersedia untuk
menetapkan deviasi standar benda uji SNI 2847:2013
Kekuatan tekan disyaratkan , Mpa Kekuatan tekan rata-rata perlu ,Mpa
f’c<21 f’cr =f’c + 7,0
21 ≤ f’c≤35 f’cr = f’c + 8,3
f’c > 35 f’cr = 1,10f’c + 5,0
Sumber: SNI 2847:2013
Tabel 3.3 Kekuatan tekan rata – rata perlu bila data tidak tersedia untuk
menetapkan deviasi standar benda uji SNI 03 – 2847 – 2002
Kekuatan tekan disyaratkan , Mpa Kekuatan tekan rata-rata perlu ,Mpa
f’c<21 f’cr =f’c + 7,0
21 ≤ f’c≤35 f’cr = f’c + 8,5
f’c > 35 f’cr =f’c + 10
Sumber: SNI 03 – 2847 – 2002
G. Analisis Beban Gempa
Pada SNI 1726:2012, syarat-syarat perencanaan struktur bangunan gedung
dan non gedung tahan gempa yang ditetapkan dalam standar ini tidak berlaku
untuk bangunan sebagai berikut :
a) Struktur bangunan dengan sistem struktur yang tidak umum atau yang
b) Struktur jembatan kendaraan lalu lintas (jalan raya dan kereta api),
struktur reaktor energi, struktur bangunan keairan dan bendungan,
struktur menara trans misi listrik, serta struktur anjungan pelabuhan,
anjungan lepas pantai dan struktur penahan gelombang.
Struktur bangunan yang disebutkan diatas, perencanaan harus dilakukan
dengan menggunakan standar dan pedoman yang terkait dan melibatkan tenaga
ahli utama dibidang rekayasa struktur dan geoteknik.
Untuk berbagai kategori resiko struktur bangunan dan non gedung sesuai
Tabel 1 (Pasal 4. 1. 2 SNI 1726:2012) pengaruh gempa rencana terhadapnya harus
dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 (Pasal 4. 1. 2 SNI 1726:2012). Khusus untuk struktur bangunan dengan kategori risiko IV, jika
dibutuhkan pintu masuk untuk operasional dari struktur yang bersebelahan, maka
struktur bangunan yang bersebelahan tersebut harus sesuai dengan desain kategori
risiko IV.
1. Klasifikasi situs
Pada pasal 5. 1 SNI 1726:2012, dalam perumusan kriteria desain
seismik suatu bangunan di permukaan tanah atau penentuan amplifikasi
besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan tanah
untuk suatu situs, maka situs tersebut harus diklarifikasikan sesuai dengan
Tabel 3 pada SNI 1726:2012 pasal 5. 3.
Penetapan kelas situs SC (tanah keras, sangat padat dan batuan lunak),
SD (tanah sedang) dan SE (tanah lunak) harus dilakukan dengan
menggunakan sedikitnya hasil pengukuran dua dari tiga parameter ̅s, ̅, dan ̅u, yang dihitung sesuai:
1. ̅s lapisan 30m paling atas (metode ̅s);
2. ̅ lapisan 30m paling atas (metode ̅);
Nilai ̅s harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;
= kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per detik (m/detik);
∑ = 30 meter
Nilai ̅ dan ̅ch harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut: ̅ = ∑
∑
……… (3. 63)
di mana Dan dalam Persamaan 3. 2 berlaku untuk tanah non-kohesif,
tanah kohesif, dan lapisan batuan.
̅ch =
Nilai ̅u harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:
̅u =
