PERENCANAAN ULANG STRUKTUR GEDUNG BAPPEDA SUMATERA BARAT

(1)

PERENCANAAN ULANG STRUKTUR GEDUNG BAPPEDA

SUMATERA BARAT

Ilham Aulia, Taufik dan Rini Mulyani

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,Universitas Bung Hatta Padang Email: ilhamaulia99@gmail.com, taufikfik@rocketmail.com,rinimulyani@bunghatta.ac.id

Abstrak

Gedung BAPPEDA (Badan Perencanaan Pembangunan Daerah) merupakan salah satu gedung perkantoran milik pemerintah yang ada di Kota Padang. Saat terjadi gempa di kota Padang pada tanggal 30 september 2009, gedung tersebut mengalami kerusakan yang sangat berat sehingga harus diruntuhkan dan dilakukan pembangunan ulang. Tugas akhir ini bertujuan untuk melakukan peninjauan kembali perencanaan struktur gedung yang baru dibangun tersebut dengan mengimplementasikan standar perencanaan gempa terbaru (SNI 1726 : 2012). Saat ini, penggunaan standar gempa tersebut di dalam perencanaan struktur gedung masih sangat terbatas, khususnya di wilayah Sumatera Barat. Padahal, penerapan standar gempa baru tersebut sangatlah penting untuk mencegah terjadinya keruntuhan gedung yang tidak diinginkan akibat beban gempa. Hal ini menjadi lebih penting lagi mengingat wilayah Sumatera Barat memiliki kerentanan tinggi terhadap bahaya gempa bumi.Perhitungan perencanaan ulang struktur ini dilakukan dengan menggunakan aplikasi komputer. Luaran utama yang dihasilkan adalah perhitungan dimensi pelat,balok,kolom serta pondasi.Berdasarkan hasil analisa dan perencanaan, diperoleh dimensi dan jumlah tulangan untuk struktur pelat, balok, kolom serta pondasi.

Kata kunci: struktur, gedung, perencanaan ulang, SNI, gempa bumi

Disetujui

Pembimbing I

Ir.Taufik, M.T

Pembimbing II

(2)

RE-DESIGN STRUCTURE OF THE BAPPEDA BUILDING

WEST SUMATERA

Ilham Aulia, Taufik and Rini Mulyani

Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning University of Bung Hatta Padang

Email: ilhamaulia99@gmail.com, taufikfik@rocketmail.com,rinimulyani@bunghatta.ac.id

Abstract

BAPPEDA building (Regional Development Planning Board) is one of government office buildings located in Padang City. The building was totally destroyed by an earthquake that struck the city on the 30 September 2009. Thus, the building had to be rebuilt. An attempt has been done in this study to re-design the new-built building by implementing the latest Indonesian earthquake standard (SNI 1726 : 2012). Since had been formally released in 2012, the use of the new earthquake standard on buildings is still limited, particularly in West Sumatra. Furthermore, the seismicity of West Sumatra is very high. Hence the adoption of the new standard in building design is compulsory to avoid the unexpected earthquake damage on structures. In this study, a computer application is used to analyze the structure. The main outcomes of this study are the dimensions of slabs, beams, columns and the foundations. Based on the outcomes,the dimensions and steel reinforcements is required for slabs, beams, columns, and foundations.

(3)

1. PENDAHULUAN

Gedung BAPPEDA (Badan

Perencanaan Pembangunan Daerah)

merupakan salah satu gedung perkantoran milik pemerintah yang ada di Kota Padang. Saat terjadi gempa di kota Padang pada tanggal 30 september 2009, gedung tersebut mengalami kerusakan yang sangat berat sehingga harus diruntuhkan dan dilakukan pembangunan ulang. Tugas akhir ini bertujuan untuk melakukan peninjauan kembali perencanaan struktur gedung yang

baru dibangun tersebut dengan

mengimplementasikanstandar perencanaan gempa terbaru (SNI 1726: 2012). Saat ini, penggunaan standar gempa tersebut di dalam perencanaan struktur gedung masih sangat terbatas, khususnya di wilayah Sumatera Barat. Padahal, penerapan standar gempa baru tersebut sangatlah penting untuk mencegah terjadinya keruntuhan gedung yang tidak diinginkan akibat beban gempa. Hal ini menjadi lebih penting lagi

mengingat wilayah Sumatera Barat

memiliki kerentanan tinggi terhadap bahaya

gempa bumi.

2. METODOLOGI 2.1 Dasar Perencanaan

Dasar perencanaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Gedung dan Non Gedung (SNI 1726 : 2012)

2. Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI - 03 - 2847 - 2002)

3. Peraturan Pembebanan Indonesia

untuk Gedung (PPIUG 1983)

2.2 Perhitungan Pembebanan

Beban-beban yang diperhitungkan :

A. Beban sendiri bangunan (Dead Load) Beban mati dari bangunan ini dapat dihitung secara akurat berdasarkan ukuran, bentuk dan berat jenis materialnya. Untuk beban mati diambil patokan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Tahun 1983 (PPIUG) bab II tabel 2.1. B. Beban hidup yang bekerja pada

(4)

Besarnya beban hidup yang bekerja pada struktur dapat diambil pada peraturan yang ada yaituPeraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Tahun 1983 (PPIUG). Menurut peraturan PPIUG bab III tabel 3.1 untuk gedung perkantoran , beban hidup yang diperhitungkan sebesar 250 kg/m². C. Beban Gempa (Earthquake Load)

Langkah-langkah analisa gempa

berdasarkan SNI 1726: 2012 :

1. Hitung total berat gravitasi portal yang ditinjau.

2. Tentukan faktor risiko struktur.

Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 tabel 1, untuk jenis pemanfaatan bangunan perkantoran diperoleh kategori risiko II.

3. Tentukan faktor keutamaan

Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 tabel 2, untuk faktor risiko II diperolehfaktor keutamaan gempa bangunan adalah 1,0

4. Tentukan faktor nilai spektral percepatan (Ss,So) .

Berdasarkan peta zonasi gempa Indonesia khusus wilayah kota Padang, diperoleh nilai Respons Spektra Percepatan pada 0.2 detik,

Ss adalah 1.45g .Berdasarkan peta zonasi gempa Indonesia, khusus wilayah kota Padang diperoleh nilai respons Spektra Percepatan, pada 1.0 detik, S1 adalah 0.59g

5. Menentukan nilai klasifikasi situs.

Untuk mendapatkan kelas situs, maka dilakukan analisa berdasarkan data tanah boring log yang ada, maka diperoleh perhitungan nilai N = 9,19. Maka N < 15. Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 tabel 3 tentang klasifikasi situs, ditetapkan tipe kelas situs SE (tanah lunak).

6. Menentukan koefisien situs (Fa,Fv)

Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 tabel 4, dengan nilai Ss = 1,45g (Ss ≥ 1,25) untuk

kelas situs SE di dapat besar koefisien situs, Fa = 0,9 Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 tabel 5, dengan S1 = 0,59g (S1 ≥

0,5) untuk kelas situs SE di dapat besar koefisien situs, Fv = 2,4.

7. Menentukan kategori desain seismik (KDS)

SMS = Fa.Ss

(5)

= 1,305 SDS = 2/3 SMS = 2/3*1,305 = 0,87g SM1 = Fv.S1 = 2,40*0,59 = 1,41 SD1 = 2/3 SM1 = 2/3*1,41 = 0,94g

Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 tabel 6 dan tabel 7, pada kelas situs SE dengan SDS = 0,87g (0.50g ≤ SDS ) dan SD1 = 0,94g

(0,20g ≤ SD1 ) di peroleh Kategori Desain

Seismic - KDS (Seismic Design Category -SDC) adalah D (risiko gempa tinggi).

8. Menentukan Periode Fundamental Pendekatan (Ta)

Karena struktur memiliki ketinggian tidak melebihi 12 tingkat dimana sistem penahan gaya gempa terdiri dari rangka penahan

momen beton secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 m, Berdasarkan SNI Gempa 1726-2012 pasal 7.8.2.1 maka :

Ta = 0,1 N

= 0,1 . 4 = 0,4

9. Menentukan spektrum respon desain

To = 0,20 x 𝑆𝐷1 𝑆𝐷𝑆 = 0,20 x 0,94 0,87 = 0,216 Ts = 𝑆𝐷1 𝑆𝐷𝑆 =0,94 0,87 = 1,080

Karena nilai perioda (T) lebih besar dari To

dan lebih kecil dari Ts (To ≤ T ≤ Ts), maka

nilai spektrum respons percepatan desain, Sa sama dengan SDS = 0,87.

10.Menentukan nilai koefisien respon seismik (Cs)

Mengacu SNI Gempa 1726: 2012 tabel 9 , maka :

- Nilai R = 8 - Nilai Ω = 3 - Nilai Cd = 5½

(6)

CS =

=

= 0,10875

Namun nilai Cs tidak perlu diambil lebih besar dari :

Cs max =

=

= 0,293

Nilai cs harus lebih besar dari ; Cs min = 0,044 Sds I

= (0,044) (0,87) (1) = 0,038

Atau :

Cs = 0,01

Dengan demikian, nilai Cs yang di pakai adalah 0,10875 karena ≥ 0,01

11. Menentukan Beban Geser Dasar

V= Cs.W

= 0,1085 . 782833,2

= 85133,11 kg

12. Perhitungan Gaya Gempa

Cv = 0,34

F = Cv.V

= 10410 kg

Selanjutnya perhitungan ditabelkan.

2.3 Perhitungan Penulangan Struktur 1. Pelat

Plat dibedakan menjadi dua jenis yaitu plat satu arah dan plat dua arah. Jika rasio antara bentang panjang dan bentang pendek kurang dari dua maka dikategorikan plat dua arah sedangkan bila rasio bentang panjang dan bentang pendek lebih dari dua maka dikategorikan plat satu arah.

1.1Flow chart perhitungan pelat

2. Balok

Balok mengalami kondisi tekan dan tarik karena adanya pengaruh lentur

I R SDs / 1 / 8 87 , 0 ) / ( 1 I R T SD ) 1 / 8 ( 40 , 0 94 , 0

(7)

maupun pengaruh lateral. Gaya yang bekerja pada struktur beton akan ditahan oleh beton dan tulangan baja secara bersamaan.

Ada 3 tipe keruntuhan balok , yaitu : 1. Keruntuhan tarik (under reinforced) Yaitu tipe keruntuhan yang terjadi bila tulangan mencapai kuat leleh terlebih dahulu dan kemudian beton mencapai kapasitas maksimum.

2. Keruntuhan tekan (over reinforced) Yaitu tipe keruntuhan jika luas penampang cukup besar maka beton akan mencapai kapasitas maksimum sebelum baja tulangan leleh.

3. Keruntuhan seimbang (balance)

Keruntuhan terjadi apabila tulangan mencapai kuat lelehnya dan beton mencapai regangan maksimumnya.

Secara umum, ketika  dari suatu penampang balok berbeda dari



_b , tipe keruntuhan dapat ditentukan tergantung dari nilai  , apakah  <



_b atau  >



_b .

 Jika:  <



_b : Keruntuhan Tarik

 Jika: =



_b : Keruntuhan Seimbang

 Jika: >



_b : Keruntuhan Tekan

Analisa Penulangan Lentur :

Dalam perencanaan penulangan lentur balok, dengan asumsi under reinforced

maka :

Baja tarik sudah leleh , fs = fy

- Baja tekan belum leleh, f’s = 𝜀𝑠′ x Es . Dimana, 𝜀s’ = 𝜀c. (𝑐−𝑑` 𝑐 ) C = T Cc + Cs = T (0,85 . fc’ . a . b) + As’ . f’s = As . fy Dengan kontrol :

Regangan Baja Tarik :

𝜀s = 𝜀s. (𝑑−𝑐

𝑐 )

Tegangan baja tarik (fs) = 𝜀s . Es Regangan baja tekan (𝜀s’)

𝜀s’ = 𝜀c . (𝑐−𝑑′

𝑐 )

Tegangan baja tekan (f’s) = 𝜀s’ . Es Momen lentur nominal :

(8)

Syarat : ØMn ≥ Mu

Analisa Penulangan Geser :

- Kapasitas geser bagian badan balok

d b fc Vc0,17 .' .

- Batas atas kapasitas geser

d b fc Vn0,83 .' .

- Gaya geser nominal yang bekerja



Vu Vn

Kontrol :

Vn > Vc

2.1 Flow chart perhitungan lentur balok

3. Kolom

Kolom merupakan komponen struktur vertikal yang berfungsi menahan gaya

aksial tekan maupun gabungan aksial tekan dan lentur yang memperoleh beban dari balok dan lantai.

Analisa Penulangan Lentur Kolom

- Eksentrisitas momen lentur searah sumbu X ( ex )

ex = 𝑀𝑢𝑦

𝑃𝑢

-Eksentrisitas momen lentur searah sumbu Y ( ey )

ey = 𝑀𝑢𝑥

𝑃𝑢

- Eksentrisitas resultan momen lentur

2 2 ey ex e  ( 𝑃𝑢 ∅ 𝐴𝑔𝑟 .0,85.𝑓𝑐′) x( 𝑒 𝑕 )

Dari grafik 6.3.f Buku grafik dan tabel Perhitungan Beton Bertulang, Maka didapat nilai r

Rasio tulangan

ρ = r.β

Luas tulangan (As)

(9)

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.9.1 bahwa :

- luas tulangan longitudinal komponen tekan nonkomposit tidak boleh kurang dari 0,01 (As = ρ. Agr)

- ataupun lebih dari 0,06 kali luas bruto penampang ( As = 0,06 x Agr)

Kontrol Kapasitas Beban Aksial :

Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 12.3.5 kapasitas beban aksial kolom tidak boleh kurang dari beban aksial terfaktor hasil analisa struktur.        st A y f ) st A g (A ' c f , φ , ) ( n φ.P max 08. . 085. . .

Analisa Penulangan Geser Kolom

Kapasitas geser kolom :Vc0,17 fc.'b.d

ØVc

0,5 . ØVc

Jika Vu > ØVc , maka diperlukan tulangan sengkang

3.1 Flow chart perhitungan lentur kolom

4. Pondasi

Pondasi adalah struktur bagian paling bawah dari suatu konstruksi yang berfungsi untuk menyalurkan beban vertikal diatasnya (kolom) maupun beban horizontal ke tanah. Tipe pondasi yang digunakan untuk jenis struktur tertentu, dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut :

1. Kekuatan dan tekanan tanah dari setiap level tanah pada lokasi

2. Besarnya beban yang bekerja pada kolom

3. Letak dari muka air tanah 4. Kebutuhan akan basement.

(10)

Langkah–langkah yang harus dilakukan adalah :

 Menentukan Daya Dukung Ijin Tiang

Daya dukung ijin tiang ditinjau berdasarkan kekuatan ijin tekan dan kekuatan ijin tarik. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi tanah dan kekuatan material sendiri.

1. daya dukung ijin tekan

Analisa daya dukung ijin tekan pondasi tiang terhadap kekuatan tanah

dengan menggunakan data N SPT

(meyerhof ) : Pa = 𝑞𝑐 . 𝐴𝑝 𝐹𝐾1 + 𝑙𝑖 . 𝑓𝑖 . 𝐴𝑠𝑡 𝐹𝐾2 Keterangan :

Pa = daya dukung ijin tekan tiang

Qc = 20 N, untuk slit/clay & 40 N, untuk sand

N = Nilai N SPT

Ap = Luas Penampang Tiang Ast = Keliling penampang tiang

Li = panjang segmen tiang yang ditinjau Fi = gaya geser pada selimut segmen tiang FK = faktor keamanan , 3 dan 5

2. daya dukung ijin tarik

Analisa daya dukung ijin tarik pondasi tiang terhadap kekuatan tanah

dengan menggunakan data N SPT

(meyerhof ) :

Pta = ( 𝑙𝑖 . 𝑓𝑖 . 𝐴𝑠𝑡 ) .0,70

𝐹𝐾2 + Wp

 Menentukan jumlah tiang yang

diperlukan

Perhitungan jumlah tiang yang diperlukan pada suatu titik kolom menggunakan beban aksial . jumlah tiang yang diperlukan dihitung dengan membagi gaya aksial yang terjadi dengan daya dukung tiang .

np = 𝑃

𝑃𝑎𝑙𝑙

dimana :

np = jumlah tiang

P = gaya aksial yang terjadi Pall = daya dukung ijin tiang

 Menentukan efisiensi kelompok tiang Perhitungan jumlah tiang yang diperlukan seperti yang telah dijelaskan sebelumnya masih belum sempurna karena daya dukung kelompok tiang bukanlah berarti daya dukung satu tiang dikali dengan jumlah tiang. Hal ini karenana

(11)

intervensi garis – garis tegangan dari tiang – tiang yang berdekatan ( group action ) . Pengurangan daya dukung kelompok tiang disebabkan oleh group action ini biasanya dinyatakan dalam suatu angka efisiensi. Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan rumus Converse – Labbarre

dari Uniform Building Code AASHTO

adalah :

Eg = 1 – Ɵ 𝑛−1 𝑚 + 𝑚 −1 𝑛_{90 .𝑚 .𝑛}

Dimana :

Eg = efisiensi kelompok tiang Ɵ = arc tg (D/s) (derajat) D = ukuran penampang tiang S = jarak antar tiang (as ke as) m = jumlah tiang dalam 1 kolom n = jumlah tiang dalam 1 baris

 Menetukan beban maksimum tiang

pada kelompok tiang

Beban aksial dan momen yang bekerja akan didistribusikan ke pile cap dan

kelompok tiang berdasarkan rumus

elastisitas dengan menganggap bahwa pile cap kaku sempurna , sehingga pengaruh

gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap melengkung atau deformasi.

Pmaks = 𝑃𝑢 𝑛𝑝 ± 𝑀𝑦 .𝑋𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑦 𝑋² ± 𝑀𝑥 .𝑌𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑦 𝑌² Keterangan :

P maks = beban maksimum tiang pancang Pu = Gaya aksial yang terjadi

Mx = momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu x

My = momen yang bekerja pada sumbu tegak lurus sumbu y

X maks = jarak tiang arah sumbu X terjauh

Y maks = jarak tiang arah sumbu Y terjauh

∑x2

= jumlah kuadrat X ∑y2

= jumlah kuadrat Y

nx = banyaknya tiang didalam satu baris arah sumbu x

ny = banyaknya tiang didalam satu baris arah sumbu y

(12)

4.1Flow chart analisa pondasi

3. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil perhitungan ulang pada struktur gedung BAPPEDA (Badan

Perencanaan Pembangunan Daerah)

Sumatera Barat, diperoleh kesimpulan berupa perbandingan hasil perhitungan penulis dan konsultan perencana sebagai berikut :

1. Pelat lantai

Penulis memperoleh hasil

perencanaan tebal pelat 120 mm dengan jarak tulangan Ø10 – 150 sama dengan analisa yang dibuat oleh perencana.

2. Balok

2.1Balok Induk

Penulis memperoleh perhitungan dimensi balok induk 400/500 dengan tulangan

utama yang dipakai Ø19 dan tulangan

sengkang Ø10 sementara perencana

memakai dimensi balok 400/700 dengan tulangan utama yang dipakai Ø19 dan tulangan sengkang Ø10 .

2.2Balok Anak

Penulis memperoleh perhitungan dimensi balok anak 200/300 dengan tulangan utama yang dipakai Ø19 dan tulangan sengkang Ø10 sama dengan analisa yang dibuat oleh perencana.

3. Kolom

Penulis memperoleh perhitungan dimensi kolom 700/700 dengan tulangan utama yang dipakai Ø25 dan tulangan

sengkang Ø10 sementara perencana

memakai dimensi kolom 700/700 dengan tulangan utama yang dipakai Ø19 dan tulangan sengkang Ø10.

4. Tie Beam

Penulis memperoleh perhitungan dimensi tie beam 300/500 dengan tulangan utama yang dipakai Ø19 dan tulangan sengkang Ø10 sama dengan analisa yang dibuat oleh perencana.

(13)

5. Pondasi

Penulis memperoleh perhitungan dimensi pondasi tiang pancang Ø350 sama dengan analisa yang dibuat oleh perencana.

DAFTAR PUSTAKA

Bowles. Josep E. 1986, Analisa dan Desain Pondasi Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Budiono, B. dan Supriatna, L. 2012, Studi

Komparasi Desain Bangunan

Tahan Gempa , ITB, Bandung.

Das, B.M., Endah, N. dan Mochtar, I.B. 1993, Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) jilid 1 ,

Erlangga, Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan

Pembebanan Indonesia untuk

Gedung, Yayasan Lembaga

Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung, 1983.

Handoko. 2010, Mengitung Portal Beton

Bertulang menggunakan SAP

2000 V.11 diakses pada 28 September 2014,<http://sipilusm.wordpress.co m/2010/04/09/mengitung-portal- beton-bertulang-menggunakan-sap-2000-v-11/>

Hasto. 2013, Kriteria Desain Seismik Berdasarkan Peraturan Gempa SNI 1726 2012 diakses pada 5 Oktober 2014,<https://hastomiaf.wordpress.c om/2013/08/23/kriteria-desain- seismik-berdasarkan-peraturan-gempa-sni-1726-2012/>

SNI–03–2847–2002 Tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk

Bangunan Gedung, BSN, 2002,

Bandung.

SNI 1726:2012 Tentang Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung

dan Non Gedung, BSN, 2012,

Jakarta.

Pamungkas, A. dan Harianti, E. 2013,

Desain Pondasi Tahan Gempa,

(14)

W.C. Vis dan Gideon H.K., Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang, edisi pertama, Erlangga, Jakarta, 1993. W.C.Vis dan Gideon Kusuma. 1993, Grafik

dan Tabel Perhitungan Beton

Bertulang Berdasarkan SKSNI T– 15–1991–03 Seri Beton 4, Erlangga, Jakarta.