PERBANDINGAN PENGGUNAAN PELAT LANTAI BETON DAN DINDING BATA MERAHTERHADAP PELAT LANTAI DAN DINDING BETON RINGAN AERASI

(1)

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik – Universitas Pakuan 1

PERBANDINGAN PENGGUNAAN PELAT LANTAI BETON DAN DINDING BATA MERAHTERHADAP PELAT LANTAI DAN DINDING BETON RINGAN AERASI

Oleh:

Undin Nuryadin1_{, Titik Penta Artiningsih}2_{, Wiratna Tri Nugraha}3

Abstrak

Besarnya beban gempa yang terjadi pada struktur bangunan tergantung dari beberapa faktor yaitu,

massa dan kekakuan struktur, waktu getar alami dan pengaruh redaman dari struktur, kondisi tanah, dan wilayah kegempaan dimana struktur bangunan tersebut didirikan. Dinding dan pelat lantai merupakan penyusun suatu konstruksi bangunan yang berkontribusi besar terhadap pembebanan struktur, berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan analisis perbandingan penggunaan pelat lantai beton dan dinding bata merah terhadap pelat lantai dan dinding beton ringan aerasi AAC. Penelitian dilakukan terhadap bangunan yang difungsikan sebagai asrama (hunian) yang berada di Kota Bogor, pemodelan bangunan dilakukan dengan melakukan perbandingan penggunaan material penyusun pelat lantai dan dinding, untuk mendapatkan berat gedung dan beban gempa yang dihasilkan serta pengaruhnya terhadap kebutuhan penulangan struktur balok dan kolom. Analisa struktur terhadap

bangunan menggunakan prinsip metode elemen hingga (finite element method) dengan memanfaatkan

program bantu analisa struktur ETABS v.9.7.4. Pada Model I menggunakan pelat lantai beton dan dinding bata merah, Model II dengan pelat lantai beton dan dinding beton ringan aerasi AAC, untuk Model III menggunakan pelat lantai beton ringan aerasi AAC dan dinding bata merah, dan Model IV dengan pelat lantai dan dinding beton ringan aerasi AAC. Dari analisis dan perhitungan yang dilakukan, penggunaan material beton ringan aerasi AAC terbukti mampu mereduksi berat gedung yang berpengaruh terhadap gaya geser dasar gempa dan kebutuhan penulangan struktur, dimana berat gedung terbesar didapatkan pada Model I dengan 34.159,469 kN, gaya geser dasar gempa 2.879,643 kN, luas tulangan longitudinal pada balok 946,110 mm2_{dan 1,435 mm}2_{untuk luas tulangan geser dan} 7.020,00 mm2_{luas tulangan kolom dengan persentase tulangan sebesar 5,85%. Hasil terkecil} didapatkan pada Model IV, dengan berat gedung didapat 19.275,727 kN dan gaya geser dasar gempa sebesar 1.624,944 kN, dari desain penulangan balok didapatkan 507,610 mm2_{dan kebutuhan}

penulangan kolom 2.444,725 mm2_{dengan persentase tulangan terhadap penampang sebesar 2,04%.}

Kata Kunci : Beton Ringan Aerasi AAC, Dinding, Gempa, Pelat Lantai, ETABS

1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi di bidang konstruksi terus

mengalami peningkatan, hal ini ditandai dengan keberadaan berbagai macam bahan bangunan. Keadaan ini memungkinkan untuk melakukan pilihan terhadap berbagai ragam bahan bangunan untuk mengkonstruksikan sebuah bangunan.

Salah satu dari bentuk inovasi diatas adalah

material beton ringan aerasi (aerated

lightweight concrete) atau sering juga disebut

aerated autoclaved concrete (AAC). Sebutan lainnya autoclaved concrete, celular concrete,

porous concrete, dan di Inggris disebut

aircrete and thermalite. Bahan baku utama beton ringan terbuat dari pasir kuarsa, kapur, semen, air, ditambah alumunium pasta sebagai bahan pengembang (pengisi udara secara

kimiawi). Dinding dapat diartikan sebagai bagian bangunan yang berbentuk bidang vertikal yang berguna sebagai penyekat atau pemisah ruang dan pelindung terhadap pengaruh luar yaitu suhu dan cuaca.

Pelat lantai adalah elemen dalam bidang

bangunan yang horizontal, pelat lantai

membagi ruang pada tingginya, dan

membentuk gedung bertingkat. Pelat lantai berfungsi sebagai pembagi ruang secara vertikal dan menerima beban-beban struktural seperti beban mati, beban hidup, dan beban gempa.

1.2. Maksud dan Tujuan 1.2.1. Maksud Penelitian

Kajian ini dimaksudkan untuk menganalisis perbandingan penggunaan pelat lantai beton dan dinding bata merah terhadap pelat lantai dan dinding beton ringan aerasi.

(2)

1.2.2. Tujuan Penelitian

a. Untuk mengetahui berat gedung

berdasarkan berat sendiri (self weight) dengan beban tambahan yang diterima serta menganalisis gaya gempa dari beberapa pemodelan bangunan yang direncanakan, yang dibedakan atas penggunaan material penyusun pelat lantai dan dinding.

b. Untuk mengetahui sejauh mana pengaruh

perbandingan penggunaan material

penyusun pelat lantai dan dinding terhadap kebutuhan penulangan balok dan kolom dari masing-masing model.

2. Tinjauan Pustaka

2.1. Balok

Balok merupakan member atau elemen struktur pada suatu sistem struktur konstruksi pada arah horizontal yang didominasi oleh gaya dalam berupa momen (lentur dan torsi) dan gaya geser sepanjang bentangnya, pada saat mentransfer beban luar yang bekerja dan menyalurkannya kepada kolom-kolom sebagai penopangnya. Sifat dari bahan beton yaitu sangat kuat untuk menahan tekan, tetapi tidak kuat (lemah) menahan tarik. Oleh karena itu beton dapat mengalami retak jika beban yang dipikulnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya. Beban yang bekerja pada balok biasanya berupa beban lentur, beban geser maupun torsi, sehingga perlu baja tulangan untuk menahan beban-beban tersebut. Tulangan ini berupa tulangan memanjang atau tulangan longitudinal (yang menahan beban lentur) serta tulangan geser atau sengkang (yang menahan beban geser dan torsi).

2.2. Kolom

Kolom adalah elemen struktur rangka dengan bentang arah vertikal, yang fungsi utamanya adalah mendukung balok penahan beban. Kolom menyalurkan beban dari lantai atas ke tingkat lebih bawah dan selanjutnya disalurkan ke tanah melalui pondasi. Kegagalan kolom

adalah kegagalan tekan, yang dapat

mengakibatkan keruntuhan progresif dari lantai yang berhubungan dan mengakibatkan

keruntuhan total struktur. Selain itu,

keruntuhan tekan tidak memberi peringatan visual yang jelas. Karena itu dalam desain kolom perlu perhatian yang luar. Untuk menjamin daktalitas kolom, maka ACI dan SNI menetapkan rasio tulangan longitudinal

tidak lebih dari 1% dan tidak lebih besar dari 8%. Tetapi dalam pelaksanaan, rasio tulangan yang sesuai adalah 1,5% - 3% dan tidak

dianjurkan lebih besar 4%, untuk menghindari keruwetan penulangan terutama di tumpuan. 2.3. Pelat Lantai

Pelat lantai adalah elemen dalam bidang

bangunan yang horizontal, pelat lantai

membagi ruang pada tingginya, dan

membentuk gedung bertingkat. Pelat lantai merupakan suatu struktur solid tiga dimensi dengan bidang permukaan yang lurus, datar dan tebalnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan dimensinya yang lain. Struktur pelat bisa saja dimodelkan dengan elemen 3 dimensi yang mempunyai tebal h, panjang b, dan lebar

a. Konstruksi untuk pelat lantai dapat dibuat dari berbagai material, contohnya kayu, beton, beton ringan aerasi dan plat baja.

a. Pelat Lantai Beton

Pelat lantai beton bertulang merupakan struktur tipis yang dibuat dari beton bertulang dengan bidang yang arahnya horizontal, dan beban yang bekerja tegak lurus pada bidang struktur tersebut. Pelat lantai beton bertulang umumnya dicor di tempat, bersama-sama balok penumpu, dengan demikian akan diperoleh hubungan yang kuat yang menjadi satu kesatuan (monolit). Penulangan pada pelat beton tergantung dari sistem strukturnya, dikenal dengan pelat 1 arah dan 2 arah. Pemberian tulangan tarik dan tulangan tekan digunakan untuk menahan momen lentur sedangkan tulangan susut digunakan untuk meminimalisir retak beton akibat volume susut beton.

b. Pelat Lantai Beton Ringan Aerasi AAC Pelat lantai beton ringan aerasi (AAC) merupakan salah satu material pracetak dari beton ringan aerasi yang dicetak kedalam lembaran (panel) sehingga tidak memerlukan proses pengecoran dalam konstruksi. Untuk

mendapat kekuatan sempurna dipasangi

tulangan baja pada panel lantai dengan kekuatan dan ketahanan yang sama, panel lantai mempunyai berat tiga kali lebih ringan dari cor konvensional sehingga mempercepat estimasi dan aplikasi pembangunan.

Tabel 2.1 Spesifikasi teknis panel lantai beton ringan Citicon

Berat jenis kering, (ρ) Berat lapangan, (ρ) Kuat tekan, (σ)

Daya konduksi panas, (λ) Beban imposed*

Beban hidup + beban material finishing

700 kg/m3 780 kg/m3 6,2 N/mm2 0,2 w/mk 405 kg/m2 Sumber: www.citicon.co.id, 2015

(3)

Tabel 2.2 Dimensi dan kode panel lantai

Citicon Kode Panel L (mm) W (mm) H (mm) Berat per Panel (kg) Jumlah per m3 (pcs) PLC 1500 R125 1470 600 125 86,00 9,07 PLC 1750 R125 1720 600 125 100,62 7,75 PLC 2000 R125 1970 600 125 115,25 6,77 PLC 2250 R125 2220 600 125 129,87 6,01 PLC 2500 R125 2470 600 125 144,50 5,40 PLC 2750 R125 2720 600 125 159,12 4,90 PLC 3000 R125 2970 600 125 173,75 4,49 PLC 3250 R125 3220 600 125 188,37 4,14 Sumber: www.citicon.co.id, 2015 2.4. Dinding

Dinding adalah elemen vertikal ruang, merupakan bagian struktur yang menjadi alat penyekat antar ruangan maupun penyekat antara bagian dalam bangunan dengan bagian luar bangunan.

a. Dinding Bata Merah

Bata merah adalah bahan yang terbuat dari tanah merah atau tanah liat yang diproduksi secara rumahan atau sering kita sebut home industri kadang ada yang dikerjakan di pabrik, meskipun pabriknya menggunakan mesin yang tradisional.

Tabel 2.3 Ukuran standar bata merah

Ukuran Jenis Besar

Jenis

Kecil Toleransi

Panjang 240 mm 230 mm ± 3% Selisih ukuran terbesar dan terkecil maksimum 10 mm Lebar 115 mm 110 mm ± 4% Selisih ukuran terbesar dan

terkecil maksimum 5 mm

Tebal 52 mm 50 mm ± 5% Selisih ukuran terbesar dan terkecil maksimum 4 mm Sumber: NI-10 Bata Merah Sebagai Bahan Bangunan, Bandung 1973

Tabel 2.4 Kuat tekan bata merah

Mutu Bata Merah Kuat Tekan Tingkat I

tidak ada yang menyimpang > 10 N/mm 2 Tingkat II

Satu buah dari sepuluh benda percobaan 8 – 10 N/mm 2 Tingkat III

dua buah dari sepuluh benda percobaan 6 – 8 N/mm 2

Sumber: NI-10 Bata Merah Sebagai Bahan Bangunan, Bandung 1973

b. Bata Ringan Aerasi AAC

Bata Ringan/Blok Beton Ringan (Autoclaved Aerated Concrete) adalah beton ringan terbuat dari bahan baku berkualitas tinggi, bahan pembuat beton ringan ini dikenal sebagai "gas concrete" yang digunakan dalam memproduksi isolasi panas bahan bangunan. Bata ini cukup ringan, halus, dan memiliki tingkat kerataan yang baik sehingga bisa

langsung diberi aci tanpa harus diplester terlebih dahulu.

Tabel 2.5 Spesifikasi teknis bata ringan

Citicon Panjang, L (mm)

Tinggi, H (mm) Tebal, T (mm) Berat jenis kering, (ρ) Berat jenis normal, (ρ)

Kuat tekan, (σ) Konduktifitas termis, (λ) 600 200; 400 75; 100; 125; 150; 175; 200 530 kg/m3 600 kg/m3 > 4,0 N/m2 0,14 w/mk Sumber: www.citicon.co.id, 2015 2.5. Pembebanan Gedung

Ketentuan mengenai perencanaan didasarkan pada asumsi bahwa struktur direncanakan untuk memikul semua beban kerjanya. Beban kerja diambil berdasarkan SNI 1727:2013

Beban Minimum Perancangan Untuk

Bangunan Gedung dan Struktur Lain dan SNI

03-1727-1989-F Tata Cara Perencanaan

Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung. Dalam perencanaan terhadap gempa, seluruh bagian struktur yang membentuk kesatuan harus memenuhi SNI 1726:2012 Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non-Gedung. a. Beban Mati

Beban mati merupakan berat dari semua bagian gedung yang bersifat tetap termasuk segala unsur tambahan yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung. SNI

1727:2013 menyebutkan bahwa dalam

menentukan beban mati untuk perancangan, harus digunakan berat bahan dan konstruksi yang sebenarnya, dengan ketentuan bahwa jika tidak ada informasi yang jelas, nilai yang harus digunakan adalah nilai yang disetujui oleh pihak yang berwenang.

Tabel 2.6 Berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung Bahan Bangunan : Baja Besi tuang Beton Beton bertulang Pasangan bata merah Komponen Gedung :

Adukan, per cm tebal : - dari semen

- dari kapur, semen merah atau tras Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal

Dinding pasangan bata merah - satu batu

- setengah batu

Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton, tanpa adukan, per cm tebal

7.850 kg/m3 7.250 kg/m3 2.200 kg/m3 2.400 kg/m3 1.700 kg/m3 21 kg/m2 17 kg/m2 14 kg/m2 450 kg/m2 250 kg/m2 24 kg/m2 Sumber: SNI 03-1727-1989-F

(4)

b. Beban Hidup

Beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung dan termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari

barang-barang yang dapat berpindah atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir, atau beban mati. Beban hidup pada atap diakibatkan oleh pelaksanaan pemeliharaan oleh pekerja, peralatan dan material serta selama masa layan struktur yang diakibatkan oleh benda bergerak.

Tabel 2.7 Beban hidup terdistribusi merata

minimum,L0 dan beban hidup terpusat minimum

Hunian atau Penggunaan Merata psf (kN/m2₎

Terpusat lb (kN)

Ruang pertemuan Kursi tetap (terikat di lantai)

Lobi

Kursi dapat dipindahkan Panggung pertemuan Lantai podium 100 (4,79) 100 (4,79) 100 (4,79) 100 (4,79) 100 (4,79)

Balkon dan dek 1,5 beban hidup

untuk daerah yang dilayani. Tidak perlu melebihi 100 psf (4,79 kN/m2₎ Koridor Lantai pertama Lantai lain 100 (4,79) sama seperti pelayanan hunian kecuali disebutkan lain Rumah tinggal

Hunian (satu keluarga dan dua keluarga)

Loteng yang tidak dapat didiami tanpa gudang

Loteng yang tidak dapat didiami dengan gudang

Loteng yang dapat didiami dan ruang tidur

Semua ruang kecuali tangga dan balkon Semua hunian rumah tinggal lainnya

Ruang pribadi dan koridor yang melayani mereka

Ruang public dan koridor yang melayani mereka 10 (0,48) 20 (0,96) 30 (1,44) 40 (1,92) 40 (1,92) 100 (4,79) Sumber: SNI 1727:2013

Tabel 2.8 Faktor elemen beban hidup, KLL

Elemen KLL*

Kolom-kolom interior

Kolom-kolom eksterior tanpa pelat kantilever

4 4 Kolom-kolom tepi dengan pelat kantilever 3 Kolom-kolom sudut dengan pelat kantilever

Balok-balok tepi tanpa pelat-pelat kantilever Balok-balok interior

2 2 2 Semua komponen struktur yang tidak disebutdiatas:

Balok-balok tepi dengan pelat-pelat kantilever Balok-balok kantilever

Pelat-pelat satu arah Pelat-pelat dua arah

Komponen struktur tanpa ketentuan-ketentuan untuk penyaluran

Geser menerus tegak lurus terhadap bentangnya 1

*Selain nilai di atas KLL diizinkan dihitung tersendiri

Sumber: SNI 1727:2013

c. Beban Gempa

Beban gempa yaitu semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung yang menirukan pengaruh gerakan tanah akibat gempa. Jika pengaruh gempa pada struktur

gedung ditentukan berdasarkan analisis

dinamik, maka beban gempa adalah gaya-gaya di dalam struktur yang terjadi oleh gerakan

tanah akibat gempa. Gempa rencana

ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2 %. (SNI 1726:2012).

Sumber : SNI 1726:2012

Gambar 2.1 Peta respons spektra percepatan 0,2 detik (SS) di batuan dasar (SB) probabilitas

terlampaui 2% dalam 50 tahun

Sumber : SNI 1726:2012

Gambar 2.2 Peta respons spektra percepatan 1.0 detik (S1) di batuan dasar (SB) probabilitas

terlampaui 2% dalam 50 tahun

2.6. Faktor Keamanan a. Kuat Perlu

Untuk perencanaan beton bertulang, kuat perlu

ditentukan berdasarkan SNI 2847:2013,

Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung, agar supaya struktur dan komponen struktur memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap bermacam-macam kombinasi beban, maka harus dipenuhi kombinasi-kombinasi beban terfaktor sebagai berikut :

(5)

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik – Universitas Pakuan 5 - U : 1,4 D - U : 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lla atau Hj) - U : 1,2 D ± 1,0 E+ 1,0 L atau U : 0,9 D ± 1,0 E Keterangan: U : Kuat perlu D : Beban mati L : Beban hidup E : Beban gempa b. Kuat Rencana

Dalam menentukan kuat rencana suatu komponen struktur, maka kuat minimalnya

harus direduksi dengan faktor reduksi

kekuatan sesuai dengan sifat beban, hal ini dikarenakan adanya ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan. Kekuatan desain yang disediakan oleh suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen struktur lain, dan penampangnya, sehubungan dengan lentur, beban normal, geser, dan torsi, harus diambil sebesar kekuatan nominal dihitung sesuai dengan persyaratan dan asumsi dari standar SNI 2847:2013, yang dikalikan dengan faktor reduksi kekuatan Ø.

Tabel 2.9 Faktor reduksi Ø

Tinjauan Kondisi Regangan Faktor Reduksi Kekuatan (Ø) Penampang terkendali tarik 0,90 Penampang terkendali tekan

a. komponen dengan tulangan spiral b. penampang struktur bertulang lainnya

0,75

0,65

Geser dan torsi 0,75

Sumber : SNI 2847:2013

3. Metodologi Penelitian 3.1. Objek dan Lokasi Studi

Objek kajian yang digunakan untuk Tugas Akhir ini adalah berupa perencanaan struktur

portal beton bertulang pada bangunan

bertingkat yang terdiri dari 4 lantai,

difungsikan sebagai asrama (hunian) yang berlokasi di Kota Bogor. Dari beberapa struktur portal yang ada, dipilih portal yang dipandang mewakili portal-portal yang lain. 3.2. Material Konstruksi

a. Material Beton

- Kuat tekan beton yang direncanakan, f’c = 25 MPa

- Modulus elastisitas beton, Ec = 4700√f’c

- Angka poisson, ʋ = 0,2

- Modulus geser, G = Ec/[2(1+ʋ)] b. Material Baja Tulangan

- Diameter ≤ 12 mm BJTP, fy = 240 MPa

- Diameter > 12 mm BJTD, fy = 400 MPa

3.3. Pembebanan Gedung a. Beban Mati

 Berat sendiri komponen struktur dihitung secara otomatis oleh ETABS berdasarkan input data dimensi dan karakteristik material yang digunakan.

- Beton bertulang , 23,54 kN/m3

- Beton ringan aerasi, 7,65 kN/m3

 Beban mati tambahan, antara lain sebagai berikut:

- Dinding

Bata merah, setengah batu, 2,45 kN/m2 Blok beton ringan aerasi (10 x 20 x 60 cm), 0,58 kN/m2

- Screeding lantai, per cm tebal, 0,21 kN/m2

- Keramik, 0,24 kN/m2

- Plafond dan penggantung, 0,18 kN/m2

- Mekanikal dan elektrikal, 0,25 kN/m2

- Aspal, per cm tebal, 0,14 kN/m2

b. Beban Hidup

- Beban hidup pada lantai, 2,45 kN/m2

- Beban hidup atap, 0,98 kN/m2

c. Beban Gempa

Penetapan parameter gempa diambil

berdasarkan letak bangunan terhadap wilayah gempa, jenis tanah, fungsi bangunan dan tipe struktur. Nilai kategori resiko dan faktor keutamaan (Ie) didapatkan dari data fungsi bangunan, letak bangunan terhadap wilayah gempa dan jenis tanah digunakan untuk mendapatkan nilai SDS dan SD1 dan faktor

reduksi gempa (R) berdasarkan tipe struktur yang digunakan.

3.4. Kombinasi Pembebanan

Dengan mengacu pada kombinasi pembebanan SNI 2847:2013, kombinasi pembebanan yang digunakan ditetapkan sebagai berikut:

U = 1,4 SW + 1,4 DL U = 1,2 SW+ 1,2 DL + 1,6 LL U = 1,2 SW + 1,2 DL + 0,5 LL + 1,0 EQx U = 1,2 SW + 1,2 DL + 0,5 LL - 1,0 EQx U = 1,2 SW + 1,2 DL + 0,5 LL + 1,0 EQy U = 1,2 SW + 1,2 DL + 0,5 LL - 1,0 EQy Dimana;

SW = beban mati akibat berat sendiri DL = beban mati tambahan

LL = beban hidup EQ = beban gempa

(6)

3.5. Dimensionering Penampang a. Balok

Perencanaan dimensi balok berdasarkan SNI 2847:2013, Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.

b. Kolom

Kolom yang direncanakan merupakan kolom dengan pengikat sengkang. Penentuan luas kotor penampang kolom Ag yang diperlukan mengacu kepada SNI 2847:2013.

c. Pelat Lantai

Tebal pelat lantai beton pada perencanaan ini menyesuaikan tebal panel lantai beton ringan aerasi yang digunakan yaitu 125 mm, yang merupakan pembanding dari pelat lantai beton

dan tebal tersebut sudah memenuhi

persyaratan minimal tebal pelat lantai beton 120 mm berdasarkan SNI 2847:2013.

3.6. Konfigurasi dan Sistem Struktur Berdasarkan bentuk denah yang direncanakan

merupakan konfigurasi gedung yang

beraturan, oleh karena itu sesuai SNI 1726:2012 peninjauan perilaku struktur saat menerima beban lateral gempa dianalisa secara statik. Penetapan sistem struktur gedung merupakan Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) berdasarkan SNI 1726:2012, dalam hal ini sistem penahan beban lateral terdapat pada rangkaian portal arah melintang maupun longitudinal.

3.7. Rancangan Penelitian

Tabel 3.1 Model penelitian

Model Pelat lantai Dinding

I Beton Bata merah

II Beton Blok beton ringan aerasi III Panel beton ringan aerasi Bata merah

IV Panel beton ringan aerasi Blok beton ringan aerasi

3.8.Asumsi

Asumsi merupakan pendekatan dan

penyederhanaan dari data yang ada untuk metode dan analisis yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Untuk kepentingan analisis gempa,

berdasarkan jenis tanahnya bangunan dianggap berada diatas tanah sedang. 2. Pelat lantai dianggap sebagai diafragma

yang sangat kaku pada bidangnya, dan

dimodelkan sebagai elemen shell yang

bersifat menerima beban tegak lurus bidang

(vertical) dan beban lateral (horizontal) akibat gempa.

3.9. Pemodelan dan Analisa Struktur Analisa struktur ini menggunakan prinsip metode elemen hingga (finite element method)

dengan memanfaatkan program bantu analisa struktur ETABS v.9.7.4. Pemodelan struktur portal 3 dimensi. Hal ini berarti bahwa penahan beban gravitasi (berat sendiri struktur, beban mati tambahan, beban hidup) dan beban gempa, sepenuhnya dipikul oleh frame system. Oleh karena itu, balok dan kolom dirancang sebagai suatu kesatuan model element portal yang harus mampu memberikan respons atas pembebanan yang berupa gaya normal, lintang dan momen pada 6 derajat kebebasan (degree of freedom). Kondisi tersebut dilakukan

dengan tidak memberi batasan derajat

kebebasan (Ux, Uy, Uz, Rx, Ry, Rz = 0) pada masing-masing nodal, akan tetapi khusus elemen kolom, nodal pada kaki kolom di

restraint secara fixed untuk membatasi perpindahannya (Ux, Uy, Uz, Rx, Ry, Rz ≠ 0).

4. Analisa dan Pembahasan

4.1. Data Perencanaan

- Jumlah lantai : 4 lantai

- Tinggi lantai : 4 m

- Tinggi bangunan : 16 m

- Fungsi bangunan : Asrama

- Struktur bangunan : Beton bertulang

- Lokasi : Bogor

4.2. Analisa dan Pembahasan Studi Kasus

a. Bangunan Model I

1. Berat gedung

Tabel 4.1 Berat bangunan

Lantai hi (m) Wi (kN) Wi hik (kN) Vx = Vy (kN) Fix,y (kN) Story 4 16 5449,115 94747,885 2879,643 802,771 Story 3 12 9570,118 123729,705 2879,643 1048,326 Story 2 8 9570,118 81489,189 2879,643 690,434 Story 1 4 9570,118 39906,082 2879,643 338,113 ∑ 34159,469 339872,858

Sumber: Hasil Analisa, 2016

2. Eksentrisitas rencana

Tabel 4.2 Eksentritas rencana (ed) arah X

Lt. _KekakuanPusat _MassaPusat E _{(arah y)}b (1,5*e)+ _(0,05*b) e-0,05*b ed x-kr 4 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 3 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 2 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 1 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00

Tabel 4.3 Eksentritas rencana (ed) arah Y

Lt. _KekakuanPusat _MassaPusat E B (1,5*e)+ _(0,05*b) e-0,05*b ed y-kr

4 6,972 7,000 -0,028 36 1.758 -1,828 1.758 7,000 3 6,971 6,913 0,058 36 1,887 -1,742 1,887 6,913 2 6,976 6,913 0,063 36 1,895 -1,737 1,895 6,913 1 6,988 6,913 0,075 36 1,913 -1,725 1,913 6,913

(7)

3. Simpangan antar lantai

Tabel 4.4 Kinerja batas layan akibat simpangan gempa arah X

Lantai hi (m) Δs (mm) Simpangan antar lantai (Δ)(mm) Simpangan antar lantai ijin (Δa)(mm) Ket. 4 4,00 134,02 16,42 80 Ok 3 4,00 117,60 33,79 80 Ok 2 4,00 83,81 45,59 80 Ok 1 4,00 38,22 38,22 80 Ok

Tabel 4.5 Kinerja batas layan akibat simpangan gempa arah Y

Lantai _(m)hi _(mm)Δs Simpangan antar lantai (Δ)(mm) Simpangan antar lantai ijin (Δa)(mm) Ket. 4 4,00 107,41 15,04 80 Ok 3 4,00 92,37 28,40 80 Ok 2 4,00 63,97 36,80 80 Ok 1 4,00 27,17 27,17 80 Ok

4. Penulangan balok dan kolom

Tabel 4.6 Perhitungan tulangan balok B20 (250 x 400 mm) Penulangan Tumpuan kiri Tengah Tumpuan kanan Tulangan minimum (mm2₎ _946,110 _313,417 _835,706 Tulangan digunakan 5D16 2D16 5D16 Tulangan terpasang (mm2₎ _1005,30 _402,12 _1005,30

Tabel 4.7 Perhitungan tulangan kolom Dimensi kolom (mm) Tulangan minimum (mm2₎ Tulangan digunakan Persentase tulangan kolom 300 x 400 7.020,0 12D28 5,85%

Balok ukuran 250 x 400 mm dengan selimut beton 40 mm, maka luas tulangan yang ada tidak boleh kurang dari:

2 min 250 360 281,25 400 4 25 . 4 ' mm x x d b fy c f As   

dan tidak lebih kecil dari :

2 min 250 360 315,00 400 4 , 1 . 4 , 1 mm x d b fy As   

Berdasarkan kontrol tulangan di atas,

persyaratan tulangan sudah terpenuhi dimana tulangan minimum terpasang 2D16 (402,12

mm2_{). Pada penulangan sengkang, jika}

dipasang sengkang polos 2ϕ10-100, maka luas tulangan per meter adalah:

2 2 4 1 ₁₅₇₀_,₈₀ 100 1000 . . . . 2 d mm Av  

Sehingga luas tulangan didapat,

b. Bangunan Model II

1. Berat gedung

Lantai hi (m) Wi (kN) Wi hik (kN) Vx = Vy (kN) Fix,y (kN) Story 4 16 5449,115 94747,885 2275,979 773,656 Story 3 12 7183,149 92869,167 2275,979 758,315 Story 2 8 7183,149 61164,235 2275,979 499,431 Story 1 4 7183,149 29952,747 2275,979 244,577 ∑ 26998,561 339872,858

Tabel 4.7 Eksentritas rencana (ed) Arah X Lt. Pusat Kekakuan Pusat Massa e b (arah y) (1,5*e)+ (0,05*b) e-0,05*b ed x-kr 4 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 3 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 2 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 1 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00

Tabel 4.8 Eksentritas rencana (ed) arah Y Lt. Pusat Kekakuan Pusat Massa e b (1,5*e)+ (0,05*b) e-0,05*b ed y-kr 4 6,972 7,000 -0,028 36 1,758 -1,828 1,758 7,000 3 6,971 6,878 0,093 36 1,940 -1,707 1,940 6,878 2 6,976 6,878 0,098 36 1,947 -1,702 1,947 6,878 1 6,988 6,878 0,110 36 1,965 -1,690 1,965 6,878

Tabel 4.12 Perhitungan tulangan kolom Dimensi kolom (mm) Tulangan minimum (mm2₎ Tulangan digunakan Persentase tulangan kolom (Ok) /mm mm 1,435 / 57 , 1 1000 80 , 1570  2  2  mm mm

(8)

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik – Universitas Pakuan 8 (Ok) /mm mm 1,015 / 05 , 1 1000 20 , 1047 _ 2 _ 2  mm mm 300 x 400 4.600,00 10D25 3,83%

Berdasarkan kontrol desain penulangan di atas,

persyaratan tulangan terpenuhi dengan

tulangan minimum terpasang 2D16 (402,12 mm2_{). Jika dipasang sengkang polos}_2ϕ 10-150, maka luas tulangan per meter adalah:

2 2 4 1 ₁₀₄₇_,₂₀ 150 1000 . . . . 2 d mm Av 





Didapat luas tulangan per meter panjang,

c. Bangunan Model III

1. Berat gedung

Lantai hi (m) Wi (kN) Wi hik (kN) Vx = Vy (kN) Fix,y (kN) 4 16 3446,864 59933,239 2228,597 521,307 3 12 7663,213 99075,798 2228,597 861,775 2 8 7663,213 65251,963 2228,597 567,570 1 4 7663,213 31954,548 2228,597 277,945 ∑ 26436, 503 256215,548

Tabel 4.14 Eksentritas rencana (ed) arah X Lt. Pusat Kekakuan Pusat Massa e b (arah y) (1,5*e)+ (0,05*b) e-0,05*b ed x-kr 4 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 3 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 2 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 1 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00

Lt. hi (m) Δs (mm) Simpangan antar lantai (Δ) (mm) Simpangan antar lantai ijin (Δa) (mm) Ket. 4 4,00 100,82 11,18 80 Ok 3 4,00 89,64 25,19 80 Ok 2 4,00 64,45 34,92 80 Ok 1 4,00 29,53 29,53 80 Ok

Lt . hi (m) Δs (mm) Simpangan antar lantai (Δ)(mm) Simpangan antar lantai ijin (Δa) (mm) Ket. 4 4,00 80,72 10,45 80 Ok 3 4,00 70,27 21,17 80 Ok 2 4,00 49,10 28,14 80 Ok 1 4,00 20,96 20,96 80 Ok

Tabel 4.19 Perhitungan tulangan kolom Dimensi kolom (mm) Tulangan Minimum (mm2₎ Tulangan yang digunakan Persentase tulangan kolom 300 x 400 4.523,11 12D22 3,77%

Balok ukuran 250 x 400 mm dengan selimut beton 40 mm, maka luas tulangan yang ada tidak boleh kurang dari:

2 min

250

360

315 ,

00

400

4 ,

1 .

4 ,

1 mm

x

d

b

fy

As



Persyaratan tulangan sudah terpenuhi dimana tulangan minimum terpasang 32D13 (398,19 mm2_{). Jika dipasang sengkang polos}_2ϕ 10-125, maka luas tulangan per meter adalah:

2 2 4 1

₁₂₅₆

_,

₆₄

125 1000

.

2 d

mm

Av







Sehingga luas tulangan per meter panjang didapat,

d. Bangunan Model IV

1. Berat bangunan

Lt. hi (m) Wi (kN) Wi hik (kN) Vx = Vy (kN) Fix,y (kN) 4 16 3446,898 59933,836 1624,944 499,231 3 12 5276,276 68215,678 1624,944 568,217 2 8 5276,276 44927,288 1624,944 374,231 1 4 5276,276 22001,349 1624,944 183,265 ∑ 19275, 727 195078,151

Tabel 4.21 Eksentritas rencana (ed) arah X

Lt. Pusat Kekakuan Pusat Massa e b (arah y) (1,5*e) + (0,05* b) e-0,05*b ed x-kr 4 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 3 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 2 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00 1 18,00 18,00 0,00 14 0,70 0,70 0,70 18,00

(Ok) /mm mm 1,184 / 26 , 1 1000 64 , 1256 _ 2 _ 2  mm mm

(9)

Lt. hi (m) Δs (mm) Simpangan antar lantai (Δ)(mm) Simpangan antar lantai ijin (Δa)

(mm) Ket. 4 4,00 76,97 9,98 80 Ok 3 4,00 66,99 19,51 80 Ok 2 4,00 47,48 25,89 80 Ok 1 4,00 21,59 21,59 80 Ok

Lt. hi (m) Δs (mm) Simpangan antar lantai (Δ) (mm) Simpangan antar lantai ijin

(Δa) (mm) Ket. 4 4,00 61,73 9,04 80 Ok 3 4,00 52,69 16,41 80 Ok 2 4,00 36,28 20,92 80 Ok 1 4,00 15,36 15,36 80 Ok

Tabel 4.25 Perhitungan tulangan balok B20 (250 x 400 mm)

Penulangan Tumpuan _kiri Tengah Tumpuan _kanan Tulangan minimum (mm2₎ _507,610 _310,264 _507,610 Tulangan digunakan 5D13 3D13 5D13 Tulangan terpasang (mm2₎ _663,65 _398,19 _663,65

Tabel 4.26 Perhitungan tulangan kolom

Dimensi kolom (mm) Tulangan Minimum (mm2₎ Tulangan yang digunakan Persentase tulangan kolom 300 x 400 2.444,725 10D19 2,04%

balok ukuran 250 x 400 mm dengan selimut beton 40 mm, maka luas tulangan yang ada tidak boleh kurang dari:

2 min 250 360 315,00 400 4 , 1 . 4 , 1 mm x d b fy As   

Persyaratan tulangan sudah terpenuhi dimana tulangan minimum terpasang 3D13 (398,19 mm2_{). Jika dipasang sengkang polos}_2ϕ 10-200, maka luas tulangan per meter adalah:

Sehingga luas tulangan per meter panjang didapat, 2 2 4 1 ₇₈₅_,₄₀ 200 1000 . . . . 2 d mm Av   

5. Kesimpulan dan Saran

5.1. Kesimpulan

1. Berat gedung yang didapatkan dari

pemodelan berdasarkan komposisi

penyusun material pelat lantai dan dinding pada Model I menghasilkan berat gedung sebesar 34.159,469 kN, Model II sebesar 26.998,561 kN, Model III sebesar 26.436,503 kN dan Model IV sebesar 19.275,727 kN. Dari ke empat Model, berat terbesar pada Model I dan pada Model IV berat terkecil.

2. Perbandingan pembebanan gedung sangat

berpengaruh terhadap gaya geser gempa yang dihasilkan, dimana gaya geser dasar gempa terbesar pada Model I dengan 2.879,643 kN dan terkecil pada Model IV sebesar 1.624,944 kN.

3. Desain penulangan yang dihasilkan

merupakan hasil dari gaya-gaya dalam berdasarkan pembebanan yang diterima oleh struktur. Pada Model I, luas

kebutuhan tulangan pokok sebesar

946,110 mm2 _dengan _penulangan

terpasang 5D16 (1005,30 mm2_{), dan}

kebutuhan penulangan terkecil terdapat pada Model IV dengan luas tulangan

sebesar 507,610 mm2_{dengan desain}

penulangan 5D13 (663,65 mm2_).

4. Besarnya gaya geser dasar gempa

berpengaruh besar terhadap kebutuhan penulangan kolom, karena pada dasarnya gaya-gaya lateral gempa yang diterima struktur balok dan pelat didistribusikan struktur ke struktur kolom sebagai penahan gaya lateral (gempa), dimana pada kolom Model I persentase kebutuhan tulangan yang dihasilkan sebesar 5,85% dan pada Model IV sebesar 2,04% dari luas penampang kolom.

5.2. Saran

1. Dengan adanya pengurangan penggunaan

besi pada struktur dengan menggunakan pelat dan dinding beton ringan aerasi, hal ini akan berdampak terhadap efisiensi biaya pada pekerjaan struktur balok dan kolom. (Ok) /mm mm 764 , 0 / 79 , 0 1000 40 , 785 ₂ ₂    mm mm

(10)

2. Perlu dilakukan penelitian dan analisis lebih lanjut terhadap desain sambungan pada pelat atau panel lantai beton ringan aerasi, karena perlakuan struktur yang diterima berbeda dengan pelat lantai

beton, dimana pelat lantai beton

berdasarkan pelaksanaan pengecorannya monolit dengan balok dan perlakuannya tumpuannya bersifat jepit sementara panel lantai beton ringan aerasi AAC kondisi tumpuannya sendi.

PUSTAKA

1. Anonim, SNI 1726:2012 Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta, 2012

2. Anonim, SNI 03-1727-1989-F Tata Cara

Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta, 1989

3. Anonim, SNI 1727:2013 Beban Minimum

Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta, 2013

4. Anonim, SNI 2847:2013 Persyaratan

Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta, 2013

5. Artiningsih, Titik Penta, Hand-Out

Struktur Beton, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan, Bogor, 2000

6. Frick, Heinz & Pujo L. Setiawan, Ilmu Konstruksi Struktur Bangunan, Kanisius, Yogyakarta, 2001

7. Imran, Iswandi., Struktur Beton,

Departemen Teknik Sipil Institut

Teknologi Bandung, Bandung

8. Purwono, Rahmat, Tata Cara

Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung [SNI 03-2847-2002] Dilengkapi Penjelasan [S-002], ITS Press, 2009

9. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_sp

ektra_indonesia_2011/

10. www.citicon.co.id

RIWAYAT PENULIS

1. Undin Nuryadin, ST. Alumni (2016) Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan, Bogor. 2. Dr. Ir. Titik Penta Artiningsih, MT.

Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan, Bogor.

3. Ir.Wiratna Tri Nugraha, MT. Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan, Bogor.