LINKAGE TEKLA STRUCTURES 14 DENGAN STAAD Pro V8i STUDI KASUS PADA MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG HARTONO ELEKTRONIK SHOWROOM
Ruhut Tua Uli Nainggolan
Jurusan Teknik Sipil – Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh November
Abstrak
Tekla Structures 14 merupakan program bantu dalam dunia teknik sipil yang dapat digunakan untuk memodelkan elemen-elemen struktur, menggambarkan detail penulangan struktur, dan menyajikan volume material dari elemen struktur tersebut dengan tampilan yang lebih menarik dan cara yang lebih mudah. Selain itu Tekla Structures 14 dapat dihubungkan dengan program analisa struktur seperti STAAD pro V8i (2007 build 05) melalui linkage untuk menganalisis struktur tersebut. Dengan kegunaan dan kelebihan tersebut, program ini lebih banyak diaplikasikan pada struktur baja. Untuk itu, perlu dilakukan studi kasus aplikasi progam ini pada bangunan yang berorientasi pada beton bertulang.
Gedung Hartono Elektronik Showroom adalah gedung dengan struktur utama beton bertulang yang terdiri dari enam lantai. Gedung ini terletak disurabaya dengan zona gempa sedang. Dengan latar belakang tersebut, maka studi kasus aplikasi Tekla Structures 14 dilakukan pada gedung ini dengan modifikasi pada sistem yang digunakan yaitu sistem precast.
Tujuan akhir dalam modifikasi perencanaan gedung ini adalah pemanfaatan program Tekla Structures v.14 dan linkage Tekla Structures V.14 dengan STAAD pro V8i pada gedung dengan sistem precast yang disesuaikan dengan peraturan – peratauran yang berlaku seperti PPIUG 1983, SNI 03-2847-2002, SNI 03-1726-2002 serta PCI Design HandBook Sixth Edition..
Kata Kunci : Linkage Tekla Structures 14, STAAD pro V8i, Precast.
PENDAHULUAN Latar belakang
Tekla Structures merupakan perangkat lunak yang berfungsi untuk membangun model informasi (Building Information Modeling) yang memiliki banyak kelebihan. Adapun kelebihan Tekla Structures diantaranya adalah dapat menyederhanakan penyelesain proses desain, detail, pabrikasi dan organisasi konstruksi (Tekla Coorporation). Dalam penyelesaian proses desain, Tekla Structures dapat diintegrasikan dengan program analisa struktur seperti SAP 2000, STAAD Pro, ataupun ROBOOT. Sedangkan untuk proses detailing, Tekla Structures juga dapat diintegrasikan dengan program CAD (computerized Aided Drawing ). Dengan kelebihan dalam hal desain, detail dan
pabrikasi tersebut, program ini lebih tepat diaplikasikan pada perencanaan bangunan baja serta pabrikasinya dan perencanaan beton precast serta pabrikasinya.
Namun, dengan kelebihan yang dimiliki Tekla Structures tidak menjadikan program ini pilihan utama dalam perencanaan bangunan baja maupun beton precast. Dunia teknik sipil di indonesia pada khususnya, masih lebih memilih program analisa struktur sebagai pilihan utama dalam perencanaan bangunan. Sebagai contoh, di kota surabaya dengan zona gempa 3 seharusnya penggunaan program Tekla Structures sangat tinggi, karena pada daerah zona gempa ini bangunan dengan sistem precast dapat dilaksanakan dan Tekla Structures dapat dimanfaatkan untuk
mengakomodasi perencanaan bangunan precast. Tetapi pada kenyataannya penggunaan Tekla Structures di Surabaya hanya digunakan oleh perusahaan yang bergerak dalam bidang pabrikasi baja maupun beton precast.
Permasalahan utama
Bagaimana mengaplikasikan program Tekla Structures pada modifikasi perencanaa gedung Hartono Elektronik Showroom dengan sistem precast yang terletak dikota surabaya dengan wilayah zona gempa 3 dan kondisi tanah lunak?
Tujuan utama
Mengaplikasikan program Tekla Structures pada modifikasi perencanaa gedung Hartono Elektronik Showroom dengan sistem precast yang terletak dikota surabaya dengan wilayah zona gempa 3 dan kondisi tanah lunak.
Manfaat
Pengaplikasian Tekla Structures akan mendukung perkembangan perencanaan bangunan teknik sipil dan akan menciptakan opsi baru dalam penggunaan software bantu yang tepat guna khususnya perencanaan sistem precast bangunan gedung. Selain itu dengan pengaplikasian Tekla Structures pada bangunan precast juga mempermudah dan mempercepat pembangunan gedung sehingga pengguna gedung dapat menggunakan gedung tersebut lebih cepat dengan keamanan yang terjamin.
TINJAUAN PUSTAKA
Sistem precast untuk bangunan gedung Precast ataupun pracetak adalah elemen bangunan yang menggunakan beton bertulang maupun beton tidak bertulang yang dibuat atau dicetak dipabrik atau ditempat lain yang telah siap untuk dipasang (Indarwanto 2005). Sedangkan struktur beton pracetak adalah kumpulan dari elemen pracetak yang sesuai dan dihubungkan secara bersama - sama yang membentuk kerangka 3 dimensi yang mampu menahan
beban gravitasi, angin, bahkan beban gempa (Elliot 2002).
Indonesia sendiri telah mengenal sistem pracetak yang berbentuk komponen, seperti tiang pancang, balok jembatan, kolom dan pelat lantai sejak tahun 1970-an. Sistem pracetak semakin berkembang dengan ditandai munculnya berbagai inovasi seperti sistem Column Slab (1996), sistem L-Shape Wall (1996), sistem All Load Bearing Wall (1997), sistem Beam Column Slab (1998), sistem Jasubakim (1999), sistem Bresphaka (1999) dan sistem T-Cap (2000).
Sambungan pada beton precast
Dalam perencanaan sambungan beton pracetak diperlukan prinsip-prinsip perencanaan. Adapun prinsip dalam perencanaan sambungan pada beton pracetak adalah sebagai berikut (Tjahjono dan Purnomo 2004):
1. Sambungan kuat (strong connection), bila sambungan antar elemen pracetak tetap berperilaku elastis pada saat Gempa kuat, sistem sambungan harus dan terbukti secara teoritis dan eksperimental memiliki kekuatan dan ketegaran yang minimal sama dengan yang dimiliki struktur sambungan beton monolit yang setara.
2. Sambungan daktail (ductile connection), bila pada sambungan boleh terjadi deformasi inelastis, sistem sambungan harus dan terbukti secara teoritis dan eksperimental memenuhi persyaratan kehandalan dan kekakuan struktur tahan Gempa.
Sambungan pada beton precast
Dalam pelaksanaan sistem precast dilapangan, jenis - jenis sambungan terbagi atas:
1. Sambungan cor ditempat (sambungan basah)
Gambar sambungan cor ditempat
2. Sambungan mekanik
Gambar sambungan mekanik
3. Sambungan dengan sistem las
Gambar sambungan mekanik
4. Sambungan konsol
Gambar sambungan konsol
Tekla Structures
Tekla Structures adalah software berbasis BIM (Building Information Modeling). Building Information Modelling (BIM) adalah proses dalam membangun dan mengelola data bangunan selama siklus pembangunannya. Pada umumnya Tekla
Structures menggunakan pemodelan tiga dimensi, real- time, dan perangkat lunak pemodelan bangunan dinamis untuk meningkatkan produktivitas dalam desain dan konstruksi bangunan (Wikipedia). Tekla Structures yang berbasis BIM memiliki kelebihan dibandingkan dengan program sejenis. Kelebihan - kelebihan Tekla Structures antara lain (Tekla Coorp. 2011):
1. Kualitas dan detailing gambar yang presisi.
2. Mengurangi kesalahan dalam pabrikasi dan ereksi.
3. Gambar yang dihasilkan selalu up to date karena terintegrasi dengan analisis perencanaan.
4. Mengurangi pekerjaan yang berulang. Adapun kelebihan Tekla Structures yang berbasis BIM dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar kelebihan penggunaan Tekla Structures yang berbasis BIM
Gambar kelebihan penggunaan Tekla Structures yang berbasis BIM
Adapun kelebihan Tekla Structures yang berbasis BIM dalam penggambaran hasil analisa struktur dapat dilihat pada gambar berikut ini :
- Tekla Struktur menghasilkan gambar perencanaan secara keseluruhan, gambar potongan, dan gambar detail.
Gambar kelebihan Tekla Structures dalam penggambaran hasil analisa struktur
Gambar kelebihan Tekla Structures dalam penggambaran hasil analisa struktur Objek perencanaan
Dalam pengaplikasian Tekla Structures pada bangunan precast, bangunan yang digunakan sebagai objek perencanaan adalah gedung Hartono Elektronik Showroom. Berikut adalah data umum gedung Hartono Elektronik Showroom :
- Tipe bangunan : Showroom barang elektronik
- Lokasi bangunan : Jl. Kertajaya indah timur No.35, Surabaya
- Jumlah lantai : 6 lantai
- Struktur bangunan : Beton bertulang - Struktur atap bangunan: Beton bertulang - Struktur pondasi : Tiang pancang - Mutu beton f’c : 30 MPa - Mutu baja tulangan fy : 400 Mpa
Pembebanan gedung
Adapun dalam perhitungan struktur bangunan gedung Hartono Elektronik Showroom meliputi:
- Beban mati gedung (diatur dalam PPIUG 1983).
- Beban hidup gedung. - Beban angin.
- Beban gempa (diatur dalam SNI 03-1726-2002 untuk bangunan tahan gempa).
Kombinasi pembebanan
Adapun kombinasi beban yang disyaratkan dalam SNI 03-2847-2002 adalah :
1. 1.4 D 2. 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (A atau R) 3. 1.2 D + 1.0 L + 1.6 W + 0.5 (A atau R) 4. 0.9 D + 1.6 W 5. 1.2 D + 1.0 L + 1,0 E 6. 0.9 D + 1.0 E dimana : D = Beban mati L = Beban hidup A = Beban atap R = Beban hujan W = Beban angin
E = Pengaruh beban gempa METODOLOGI
Dalam metodologi, diuraikan langkah -langkah atau urutan pengerjaan penyelesain tugas akhir. Langkah - langkah ataupun urutan penyelesaian tugas akhir dimulai dari pengumpulan data, tinjaun terhadap program Tekla Structures, pengumpulan data, studi literatur, preliminary design (struktur primer dan sekunder), analisa beban (gravitasi, angin, gempa), analisa elemen (primer dan sekunder),dan pedoman perencanaan (kontrol output program Tekla Structures), sampai dengan kesimpulan akhir dari analisa struktur ini yaitu untuk mendapatkan perencanaan gedung. Adapun tahapan dalam perencanaan gedung Hartono Elektronik Showroom dapat dilihat pada diagram alir berikut ini :
Gambar diagram alir penyelesaian tugas akhir
Gambar diagram alir penyelesaian tugas akhir
HASIL PERENCANAAN Preliminary design
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 11.5 (tabel 8), maka rencana dimensi balok yang didapat adalah sebagai berikut : Balok induk : 600 × 800
Balok anak : 400 × 600 : 250 × 350 Balok elevator : 300 × 450 Tie beam : 400 × 600
Sedangkan dimensi pelat dan kolom adalah sebagai berikut :
Pelat : 120 mm
Kolom : 800 mm × 800 mm
Perencanaan struktur sekunder - Penulangan pelat
Arah x : Ø 12 – 200 mm Arah y : Ø 12 – 200 mm - Penulangan pelat tangga
Arah y : D16 – 110 mm Arah x : D 10 – 200 mm - Penulangan balok anak 25/35
Tipe balok Letak tulang an Tul. tump (mm) Tul. lap (mm) Tul. geser (mm) BA 25/35 atas 4 D 16 2 D 16 Ø 10-145 bawah 2 D 16 3 D 16 Ø 10-145 -YES NO Kontrol perencanaan pondasi
Gambar shop drawing
Selesai Perencanaan pondasi Mulai
Tinjuan terhadap Tekla Structure
Pengumpulan data bangunan
Studi literatur
Preliminary design
Pemodelan bangunan pada Tekla Structure (Struktur primer dan sekunder)
Pembebanan bangunan pada program
Analisa Tekla Structure
Output Tekla Structure
Kontrol output Tekla Structure
NO
- Penulangan balok anak 40/60 Tipe balok Letak tulangan Tul. tump (mm) Tul. lap (mm) Tul. geser (mm) BA 40/60 atas 7 D 22 3 D 22 Ø 12-200 bawah 3 D 22 6 D 22 Ø 12-200
- Penulangan balok elevator 30/45
Tipe balok Letak tulangan Tul. tump (mm) Tul. lap (mm) Tul. geser (mm) BA 30/45 atas 5 D 19 2 D 19 Ø 10-150 bawah 3 D 19 3 D 19 Ø 10-150 Pembebanan gedung
Data umum perencanaan gedung Hartono Elektronik Showroom adalah sebagai berikut :
- Mutu beton (f’c) = 30 Mpa
- Mutu baha tulangan (fy) = 400 Mpa
- Fungsi bangunan = Pusat
perbelanjaan elektronik
- Beban hidup bangunan = 400 kg/m2
- Tinggi bangunan = 40 m
- Jumlah tingkat = 6 lantai
- Tinggi tiap tingkat = 4,0 m
- Jenis bangunan = Beton
bertulang
- Dimensi balok induk = 600 × 800
- Dimensi balok anak = 400 × 600 = 250 × 350
- Dimensi balok elevator = 300 × 450
- Dimensi kolom = 800 × 800
- Zona gempa = 3 (tiga)
Adapaun gaya gempa bangunan adalah sebagai berikut : Lt. ke- h (m) Wi (kg) Wi × hi (kg.m) V (kg) Fi (kg) 1 3.75 2,735,356.97 10,257,588.62 1,906,405.73 96,069.75 2 8.30 2,403,925.36 19,952,580.52 1,906,405.73 186,870.38 3 12.85 2,186,733.75 28,099,528.71 1,906,405.73 263,172.45 4 17.40 2,276,224.85 39,606,312.46 1,906,405.73 370,941.82 5 21.95 2,282,082.98 50,091,721.39 1,906,405.73 469,145.28 Atap 26.50 2,095,984.79 55,543,596.85 1,906,405.73 520,206.04 ########### ############ ∑
Tabel gaya gempa bangunan
Untuk letak pusat masa bangunan dapat dilihat pada : X (m) Y (m) 1 3.75 27.34 18.03 2 8.30 27.43 18.01 3 12.85 23.19 18.01 4 17.40 23.99 18.07 5 21.95 23.82 18.03 Atap 26.50 26.04 18.04 Lantai.
ke- h (m) Titik ditinjau
Koordinat pusat massa baru
As B-9
Tabel gaya letak pusat massa baru Untuk analisa terhadap T-Raylegh adalah sebagai berikut : Wi Fi di Wi × di2 Fi × di kg kg (mm) kg mm2 kg.mm Atap 26.50 2,095,984.79 520,206.04 62.03 8,063,464,395.60 32,265,779.63 5 21.95 2,282,082.98 469,145.28 57.31 7,494,309,469.82 26,884,839.42 4 17.40 2,276,224.85 370,941.82 49.08 5,483,969,808.86 18,207,308.29 3 12.85 2,186,733.75 263,172.45 37.25 3,034,066,839.51 9,802,910.59 2 8.30 2,403,925.36 186,870.38 22.81 1,250,424,009.91 4,261,952.76 1 3.75 2,735,356.97 96,069.75 7.57 156,625,142.33 726,959.80 Jumlah 25,482,859,666.02 92,149,750.48 Lt. ke-h (m)
Tabel perhitungan terhadap T-Raylegh
Kontrol T-raylegh adalah sebagai berikut :
06 . 1 48 , 92149750 9800 02 . 6 2548285966 3 , 6 1 T det
Nilai T yang diijinkan :
T = 1.06 – (20% × 0,1.06) = 0,85 det
Karena T1 = 0.8538 det > TRayleigh = 0,85
det, maka T1 hasil empiris yang dihitung
sudah memenuhi ketentuan pasal 6.2.
Untuk kinerja batas layan dan batas ultimate adalah sebagai berikut :
∆s drift ∆s antar tingkat syarat drift ∆s Keterangan mm mm (mm) Atap 26.50 68.33 6.04 24.82 OK 5 21.95 62.29 10.87 24.82 OK 4 17.40 51.42 14.59 24.82 OK 3 12.85 36.83 16.70 24.82 OK 2 8.30 20.13 14.88 24.82 OK 1 3.75 5.25 5.25 20.45 OK Lt. ke- h (m)
drift ∆s antar tingkat drift ∆m antar tingkat syarat drift ∆m Ket mm mm mm Atap 26.50 6.04 5.98 91.00 OK 5 21.95 10.87 10.76 91.00 OK 4 17.40 14.59 14.44 91.00 OK 3 12.85 16.70 16.53 91.00 OK 2 8.30 14.88 14.73 91.00 OK 1 3.75 5.25 5.20 75.00 OK Lt. ke- h (m)
Tabel kontrol terhadap batas ultimate
Analisa Tekla Structures v.14
Tahapan dalam analisa Tekla Structures :
- Memulai program Tekla Structures 1. Pemilihan environtment yang digunakan
Pemilihan environtment berkaitan dengan peraturan ataupun building code yang kita gunakan dalam perencanaan. Adapun pemilihan environtment pada Tekla Structures v.14 dapat dilihat pada
Gambar pemilihan environment pada Tekla Structures
2. Pemilihan konfigurasi pada Tekla Structures v.14
Pemilihan konfigurasi dimaksudkan untuk memilih salah satu bentuk atau wujud yang diinginkan pada Tekla Structures v.14. Adapun konfigurasi yang tersedia pada Tekla Structures v.14 dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Konfigurasi pada Tekla Structures v.14
3. Pemilihan menu awal pada Tekla Structures v.14
Pemilihan menu awal pada Tekla Structures v.14 dapat berupa pengaplikasian model baru, membuka folder pekerjaan yang lama, tutorial Tekla Structures v.14 dan lain sebagainya. Untuk perencanaan kita dapat memilih menu “create new model”. Sedangkan untuk menu – menu awal yang disajikan dalam program Tekla Structures dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar menu awal pada Tekla Structures v.14
4. Pemilihan penyimpanan file pekerjaan pada Tekla Structures v.14
Sebelum melakukan pekerjaan pada Tekla Structures v.14 terlebih dahulu kita menentukan lokasi penyimpanan file, nama file tersebut, model template, dan tipe model. Untuk lebih jelasnya
mengenai penyimpanan file dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar penentuan lokasi penyimpanan file pekerjaan
- Pemodelan bangunan pada Tekla Structures v.14
Tahapan dalam pemodelan bangunan adalah sebagai berikut :
1. Penentuan grid sabagai as bangunan Penentuan grid digunakan untuk mempermudah dalam pemodelan struktur bangunan. Adapun penentuan grid pada Tekla Structures dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Penentuan grid bangunan pada Tekla Structures v.14
2. Pemodelan struktur dan penentuan jenis material struktur
Pemodelan struktur dilakukan dengan memilih menu pada toolbar, dimana akan dipilih struktur apa yang akan dimodelkan pada grid yang telah tersedia. Untuk beton bertulang tersedia
struktur balok, kolom, poer, dinding geser, dan pelat.
Adapun hasil dari pemodelan struktur dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Hasil pemodelan struktur pada Tekla Structures v.14
- Linking program Tekla Structures v.14 ke STAAD pro 2007
Linking program Tekla Structures v.14 ke STAAD pro 2007 bertujuan untuk membantu menganalisis struktur. Untuk pembebanan sendiri dilakukan pada program STAAD pro 2007. Hasil akhir pada program STAAD pro 2007 adalah jumlah tulangan lentur pada masing – masing struktur. Untuk proses linking dari Tekla Structures v.14 ke STAAD pro 2007 dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar cara linking dari Tekla Structures v.14 ke STAAD pro 2007
Dari gambar diatas, untuk properties harus disesuaikan dengan analisa yang diinginkan, baik dari segi building code yang digunakan maupun parameter lainnya. Pada parameter analisis model perlu diganti ketentuan bahwa struktur masih dapat diubah sehingga pada program STAAD pro 2007.
- Pembebanan bangunan pada STAAD pro 2007
Beban yang dimasukkan pada STAAD pro 2007 yaitu berupa beban sendiri, beban mati, beban angin, dan beban gempa.
- Analisis struktur pada STAAD pro 2007
Setelah pembebanan selesai dilakukan dan parameter-parameter yang digunakan dalam anilisis dan perencanaan telah dipilih, maka pemodelan struktur tersebut sudah dapat diproses. Adapun cara untuk menjalankan analisis adalah dengan cara memlihi menu “Analyze” pada toolbar dan kemudian dipilih “Run Analyze”. Selain cara tersebut kita juga dapat melakukan perintah “Run Analysis dengan cara “ CTRL + F5 “ pada keyboard.
- Kontrol hasil analisis pada STAAD pro 2007
Setelah analisis struktur selesai dilakukan , maka hasil dari analisis tersebut harus dikontrol terlebih dahulu. Kontrol hasil analisis dilakukan dengan cara manual, yaitu dengan cara membandingkan reaksi join yang didapat dari hasil analisis dengan manual. Hal ini dilakukan untuk menghindari adanya input beban yang ganda sehingga mempengaruhi hasil analisis. Pada kondisi secara umum, reaksi join yang didapat dari hasil analisis dan dengan cara manual tidak ada selisihnya. Pada kondisi tersebut, maka kita dapat menggunakan hasil analisis pada proses selanjutnya.
- Penggambaran hasil analisis pada Tekla Structures v.14
Setelah proses analisis selesai, maka tahapan selanjutnya adalah penggambaran hasil analisis tersebut pada Tekla Structures v.14. Adapun tahapan – tahapan dalam penggambaran adalah sebagai berikut : 1. Pemilihan jenis komponen yang akan
kita lakukan penggambaran ataupun pendetailan.
Pemilihan jenis komponen dapat dilakukan dengan cara memilih menu “Detailing” kemudian pilih menu “Component” dan pilih “Catalog Component” atau bisa juga dilakukan dengan tombol “CTRL + F” pada keyboard. Untuk lenih jelasnya dapat dilihat pada berikut :
Gambar pemilihan jenis componen struktur pada menu toolbar Tekla Structures v.14
2. Pengaturan gambar detailing yang sesuai dengan perhitungan
Setelah pemilihan komponen yang tepat untuk penggambaran hasil analisa, maka langkah selanjutnya adalah pengaturan elemen-elemen tulangan sehingga sesuai dengan perhitungan. Sebagai contoh dalam pengaturan elemen-elemen tulangan dapat dilihat pada berikut:
Gambar Pengaturan elemen-elemen tulangan dalam Tekla Structures v.14
3. Output gambar detailing
Setelah pendetailan tulangan selesai dilakukan, tahapan selanjutnya adalah output hasil penulangan. Adapun tahapan dalam Output gambar adalah sebagai berikut :
a. Pilih elemen yang akan dikeluarkan hasil pendetailannya dengan cara mengklik elemen tersebut.
b. Pilih menu “Drawings and Reports” kemudian pilih menu Numbering dan Numbering part.
c. Setelah itu pilih menu “Drawings and Reports” lalu pilih drawing lists, kemudian pilih gambar detailing yang akan dijadikan hasil laporan. d. Tentukanlah pengaturan pada
gambar detailing seperti skala gambar, jumlah gambar dalah satu lembar gambar, pengaturan kertas, layout, damn lain sebagainya.
e. Setelah semua sudah diatur dan ditentukan, maka gambar diexport ke format DWG dan kemudian setelah itu dapat langsung dicetak.
Adapun output dari pendetailan suatu elemen (sebagai contoh elemen balok dapat dilihat pada berikut:
Penggambaran detail elemen balok pada Tekla
Kontrol Analisa Tekla Structures v.14 Dari hasil perhitungan didapatkan :
- Penulangan balok induk
Dari hasil analisa didapatkan sebagai berikut:
Gambar untuk penulangan balok interior
Gambar untuk penulangan balok exterior
Sedangkan hasil penulangan tie beam adalah sebagai berikut :
Gambar hasil penulangan tie beam
Perencanaan sambungan
Pada umumnya persyaratan dalam merencanakan suatu sambungan adalah sebagai berikut :
1. Kekuatan
Suatu sambungan harus mempunyai kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang dipikul salama umur yang direncanakan pada sambungan tersebut. 2. Daya tahan
Suatu sambungan yang diperkirakan akan langsung dapat bersentuhan dengan cuaca harus dilakukan tindakan perlindungan dengan beton atau dengan cat. Daya tahan yang buruk dapat diakibatkan oleh retak, spelling beton dan yang paling sering diakibatkan oleh korosi dari komponen baja elemen beton pracetak.
3. Perubahan volume
Kombinasi pemendekan atau perubahan volume akibat dari rangkak, susut dan penurunan suhu dapat menyebabkan beberapa tegangan pada elemen beton pracetak ataupun perletakannya ditarik pergerakannya.
4. Kesederhanaan sambungan
Kombinasi pemendekan atau perubahan volume akibat dari rangkak, susut dan penurunan suhu dapat menyebabkan beberapa tegangan pada elemen beton
pracetak ataupun perletakannya ditarik pergerakannya.
Sedangakan untuk tahapan pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
1. Setelah pembongkaran bekisting kolom lantai dasar. Dilakukan pemasangan scaffolding sebagai penopang sementara untuk bekisting sambungan balok dengan kolom.
Kondisi ini dapat dilihat pada gambar berikut :
2. Pemasangan tulangan penyaluran balok ke kolom
- Pada perancangan ini, kolom didesain sebagai kolom konvensional (cor ditempat), sedangkan balok didesain sebagai balok precast.
- Penyambungan tulangan ini dilakukan sebelum balok diinstal. Kondisi ini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Proses penginstalan komponen pracetak – 2
3. Instalasi balok pracetak
- Instalasi balok pracetak menggunakan bantuan alat berat (Mobile Crane dan juga Tower
Crane), guna memudahkan dalam pelaksanaannya.
Kondisi penggunaan tower crane pada penginstalan komponen pracetak dapat dilihat pada berikut
Gambar Proses penginstalan komponen pracetak – 3
Gambar Pengangkatan balok pracetak
4. Instalasi pelat precast.
- Instalasi pelat pracetak menggunakan bantuan alat berat (Mobile Crane dan juga Tower Crane), guna memudahkan dalam pelaksanaannya.
Untuk kondisi ini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Proses penginstalan komponen pracetak – 4
5. Pemasangan tulangan overtopping pelat lantai, sekaligus dilakukan penyambungan tulangan antara balok precast - pelat precsat. Pemasangan tulangan overtopping dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Proses penginstalan komponen pracetak – 5
Gambar Pemasangan tulangan overtopping pelat
6. Pengecoran Overtopping pelat lantai bersamaan dengan grouting antar sambungan. Untuk pelaksanaan overtopping pelat dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar Proses penginstalan komponen pracetak – 6
Gambar Proses pengecoran overtopping
Perencanaan pondasi
Contoh perencanaan pondasi untuk kolom diambil sample kolom yang paling besar menahan beban serta menerima gaya-gaya akibat beban rencana. Pada perancangan ini diambil contoh perletakan node 768 pada As 8-E dengan data-data gaya didapat dari analisa struktur dengan kombinasi 1.2D+1L+1Ex sebagai berikut :
Pu : 2066,63 KN Mux : -384,546 KNm Muy : 1205,46 KNm Hx : -432,108 KN Hy : -152,498 KN
Hasil perencanaan pondasi adalah sebagai berikut :
Kebutuhan jumlah tiang pancang
Adapun kebutuhan jumlah tiang rencana untuk pondasi tersebut adalah sebagai berikut : buah KN KN Q P n l 64 . 3 8 . 567 63 , 2066
direncanakan menggunakan 6 buah tiang pancang dengan konfigurasi 2 × 3.
Untuk jarak antar tiang pancang dapat ditentukan dengan batasan 2.5D ≤ S ≤ 3D dan untuk jarak tiang pancang ke tepi pile cap digunakan batasan 1.5D ≤ S1 ≤2D. Dengan ketentuan tersebut didapatkan : Untuk jarak antar tiang didapat :
D S D 3 5 . 2 50 3 50 5 . 2 S cm S cm 150 125 Digunakan Sx = 130 cm dan Sy = 125 cm Sedangkan untuk jarak tiang pancang ke tepi pile cap didapatkan :
cm S cm S D S D 150 75 50 3 50 5 . 1 3 5 . 1 Digunakan S1= 75 cm
Berikut konfigurasi tiang pancang serta dimensi poer pada pondasi kolom.
1 2 3
4 5 6
K 800 x 800
Gambar Gaya dalam yang dipikul oleh tiang pancang
Kontrol kekuatan tiang pancang terhadap gaya lateral
Momen yang terjadi pada kondisi tiang telah terpancang dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar Momen lentur pada kepala tiang
Momen lentur pada kepala tiang (M-o(Kg.cm)) bisa dihitung dengan perumusan:
4 0 4 2 EI D k H M Dimana :
k =Koefisien reaksi tanah bagian bawah (0,65 kg/cm3, diperoh dari grafik )
E = Modulus elastisitas tiang (kg/cm2) I = Momen Inersia tiang (cm4)
H = Gaya menurut Sumbu ortogonal tiang (kg)
Untuk nilai k diperoleh dari grafik
design manual NAVFAC yang
dikorelasikan dengan nilai kepadatan tanah timbunan yang digunakan, yaitu 40% ( nilai CBR).
Gambar 10-4 Grafik hubungan nilai CBR dengan nilai f=k
Nilai f = nilai k = 18,5ton/ft3
= (18,5)x 103 /(30,48)3 = 0,65 kg/cm3
Jadi Momen yang terjadi sebesar:
kg.cm 45 , 678396 16 , 306796 74296 , 25 4 50 65 , 0 2 43210,8 4 M < Mbending crack = 6,78 tm < 15 tm (Memenuhi)
Perencanaan poer (pile cap)
Adapun data-data perencanaan untuk perhitungan poer adalah sebagai berikut : 1. Dimensi poer
- Panjang : 4,10 m
- Lebar : 2,75 m
- Hpoer rencana : 1,00 m
2. Jumlah tiang : 6 buah 3. Dimensi kolom : 0,80 × 0,80 4. Mutu beton (fc’) : 30 Mpa 5. Mutu baja (fy) : 400 Mpa 6. D tulangan utama : 25 mm Selimut beton (p) : 75 mm
Penulangan arah x
Berat poer (qu) = 4.112400 = 9840kg/m’ Pt = 2 Pmaks= 2(636,28 KN) = 1272,56 KN SB.y SB.x My P K 800 x 800 1 2 3 4 5 6 18,5
K 800 x 800
1 2 3
4 5 6
Pt Q
Gambar Pemodelan poer arah x
Momen yang terjadi pada poer akibat gaya yang terjadi seperti gambar diatas adalah sebagai berikut :
2 2 1 x q x P Mu t u
KNm Mu 98.4 2.05 1447,565 2 1 3 . 1 56 , 1272 2 y y c bal f f f 600 600 85 . 0 '1 0325 . 0 400 600 600 400 85 . 0 30 85 . 0 bal bal max 750. 024 . 0 0325 . 0 75 . 0 max 0035 . 0 400 4 . 1 4 . 1 min y f 68 , 15 30 85 . 0 400 85 . 0 ' c y f f m 835 , 0 5 . 887 2750 8 . 0 10 565 , 1447 2 6 2 bd M R u n y n f mR m 2 1 1 1 00212 . 0 400 835 , 0 68 , 15 2 1 1 68 , 15 1 Digunakan ρ = 0.0035 As= 0.00351000887,5 = 3106,25 mm2 Digunakan tulangan lentur D25-150 (As=3272.5 mm2)Penulangan arah y
Berat poer (qu) = 2.7512400 = 6600 kg/m’ Pt = 3 Pmaks= 3(636,28 KN) = 1908,84 KN K 800 x 800 1 2 3 4 5 6 P t Q
Gambar Pemodelan poer arah y
Momen yang terjadi pada poer akibat gaya yang terjadi seperti gambar diatas adalah sebagai berikut :
2 2 1 x q x P Mu t u
KNm Mu 66 1.375 1130,634 2 1 25 . 1 5 . 0 84 , 1908 2 426 . 0 900 4100 8 . 0 10 634 , 1130 2 6 2 bd M R u n y n f mR m 2 1 1 1 00107 . 0 400 426 , 0 . 68 , 15 2 1 1 68 , 15 1 Digunakan ρ = 0.0035 As= 0.00351000900 = 3150 mm2 Digunakan tulangan lentur D25-150 (As=3272,5 mm2)Kontrol gaya geser ponds
Pada perancangan poer perlu diperhatikan mengenai geser ponds yang terjadi. Kontrol geser ponds bertujuan untuk mengontrol pengaruh retak pada poer yang diakibatkan hubungan kolom dengan poer. Dalam pengaruhnya ini dapat dibagi menjadi dua; yaitu sebagai kerja balok lebar dan sebagai kerja dua arah.
1. Sebagai kerja dua arah
Untuk bidang kritis pada poer sebagai kerja dua arah dapat dilihat pada Gambar 10.7 berikut ini :
PENAMPANG KRITIS UNTUK KERJA DUA ARAH
TRIBUTARY AREA K 800 x 800
Gambar Penampang kritis pada poer sebagai kerja dua arah
Berdasarkan SNI 03-2847-2002, Pasal 13.12(2) poin (a), (b), dan (c), untuk beton non-prategang, maka Vc harus memenuhi persamaan berikut dengan mengambil nilai Vc terkecil. dimana Vc diambil dari nilai terkecil persamaan-persamaan berikut: 1. Vc = fc' bo d 6 1 β 2 1 c
[SNI 03-2847-2002, Pasal 13. 12. 2. 1a] Dimana:
βc = rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek kolom = 800/800 = 1 bo = keliling dari penampang
kritis = 4 × (d/2 + b kolom + d/2) = 4 × (900/2 + 800 + 900/2) = 6.800 mm sehingga; = fc' bo d 6 1 β 2 1 c = 30 6800 900 6 1 1 2 1 = 16.760.310,26 N 2. Vc = 12 d bo fc' 2 bo d αs [SNI 03-2847-2002, Pasal 13. 12. 2. 1b] Dimana:
αs = 40, untuk kolom dalam.
sehingga; = 12 00 9 6800 30 2 6800 00 9 40 = 20.375.279,14 N 3. Vc = fc' bo d 3 1 [SNI 03-2847-2002, Pasal 13. 12. 2. 1c] = 30 6800 900 3 1 = 11.173.540,17 N
Dari ketiga nilai Vc diambil nilai yang terkecil, maka nilai Vc yang dipakai adalah 11.173.540,17 N.
φ. Vc = 0,75 × 11.173.540,17 N = 8.380.155,13 N
Perhitungan beban pondasi:
Berat poer = 1 × 4,1 × 2,75 × 2400 = 27060 kg
Pkolom = 206.663 kg +
ΣP = 233.732 kg
Maka, nilai Vu pada as kolom adalah: Vu = σu × luasan kritis
= A
P
× [(luas total poer –
luas pons )² ] = 2,75 4,1 233732 × [ (4,1 × 2,75) – (1,7×1,7 )²]
= 173.815,28 kg = 1.738.152,8 N . Vc > Vu 8.380.155,13 N > 1.738.152,8 N
( jadi poer tidak perlu tulangan geser)
2. Sebagai balok lebar
Untuk bidang kritis pada poer sebagai kerja balok lebar dapat dilihat pada Gambar 10.8 berikut ini :
K 800 x 800
Gambar penampang kritis pada poer sebagai kerja balok lebar
bo = (0,5 × bpoer)-(0,5 × bkolom) – d = (0,5 × 4100) - (0,5 × 800) – 900 = 750 mm Vc = fc' bo d 6 1 = 30 750 900 6 1 = 616.187,877 N φVc = 0,75 ×616.187,877 N = 462.140,90 N
Perhitungan beban pondasi: Perhitungan beban pondasi:
Berat poer = 1 × 4,1 × 2,75 × 2400 = 27060 kg
Pkolom = 206.663 kg +
ΣP = 233.732 kg
Maka, nilai Vu pada as kolom adalah; Vu = σu × luasan pons
= A P × (bo × bw) = 2,75 4,1 233732 × (0,75 × 2,75) = 42.755,85 kg = 427.558,5 N Sehingga; φ. Vc > Vu 462.140,90 N > 427.558,5 N ( jadi poer tidak perlu tulangan geser) Penutup
Kesimpulan
Dari hasil perencanaan struktur gedung Hartono Elektronik Showroom dengan penggunaan program bantu Tekla Structures v.14, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1. Pada program Tekla Structures 14, penyajian hasil analisa gaya dalam seperti momen, gaya geser, dan gaya normal sudah dapat dilaksanakan dengan bantuan program lain yaitu STAAD Pro V8i yang dihubungkan dengan Tekla Structures.
2. Penggunaan Tekla Structures 14 memiliki banyak manfaat penting bagi perencana. Salah satu manfaat yang diberikan dari program ini adalah pendetailan hasil tulangan salalu up-date. Pendetailan tulangan sendiri dapat disertai dengan bar bending schedule dan kebutuhan material tiap elemen bangunan. Selain itu gambar pendetailan struktur dapat dilakukan dari semua tampak dan dalam kondisi 2D ataupun 3D, sehingga gambar pendetailan lebih mudah dipahami.
3. Selain memiliki banyak manfaat, Tekla Structures 14 juga memiliki kekurangan, diantaranya : component catalog yang belum mendukung untuk semua elemen struktur khususnya pada struktur beton, sehingga dapat mempengaruhi hasil output gambar. Selain itu Tekla Structures 14 khususnya dalam hal penggambaran hasil perencanaan sedikit rumit.
4. Tekla Structures 14 tidak dapat memodelkan dan menggambar untuk struktur precast sebagian (menggunakan
overtopping), sehingga Tekla Structures 14 ini kurang tepat digunakan untuk struktur precast dan lebih tepat digunakan pada struktur baja.
5. Hasil dari perencanaan struktur gedung Hartono Elektronik showroom adalah sebagai berikut :
a. Pelat lantai dengan tebal 120 mm (70 mm adalah tebal pelat precast dan 50 mm adalah overtopping pelat)
b. Kolom : 800 mm × 800 mm (diameter tulangan lentur adalah D25 mm dan diameter tulangan geser adalah Ø 12 mm)
c. Balok induk : 600 mm × 800 mm (diameter tulangan lentur adalah D25 mm dan diameter tulangan geser adalah Ø 12 mm)
d. Balok anak : 400 mm × 600 mm (diameter tulangan lentur adalah D22 mm dan diameter tulangan geser adalah Ø 10 mm)
e. Balok anak : 250 mm × 350 mm (diameter tulangan lentur adalah D16 mm dan diameter tulangan geser adalah Ø 10 mm)
f. Tiang pancang yang digunakan adalah tipe lingkaran (hollow) dengan diameter 50 cm kedalaman 22 m.
Saran
1. Penerapan Tekla Structures 14 dengan versi terbaru perlu dilakukan, karena pada dasarnya semakin baru versinya semakin sempurna dari versi sebelumnya. Tetapi perlu diperhatikan tentang mampu atau tidaknya versi tersebut terkoneksi dengan program analisa struktur.
2. Penggunaan Tekla Structures 14 lebih tepat pada struktur bangunan baja, sehingga untuk penelitian/
pengaplikasian program ini pada studi selanjutnya lebih baik digunakan pada struktur baja.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional.2002.SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Bandung.
Badan Standardisasi Nasional.2002.SNI 03-1726-2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, Bandung.
Departemen Pekerjaan
Umum.1983.Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983. Jakarta: Direktorat Jenderal Cipta Karya.
PCI.2004.PCI Design Handbook Precast and Prestress Concrete Sixth Edition.Chicago:Illinois.
Purwono, Rachmat.2005.Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press
Tjahjono, Elly.,dan Purnomo, Heru.2004.” Pengaruh Penempatan Penyambungan pada Perilaku Rangkaian Balok Kolom Beton Pracetak Bagian Sisi Luar.” Makara Teknologi Volume.8 No. 3 (Desember) : 90 – 97.
Wibowo, Nurwadji.2006.”Sambungan pada Rangka Batang Struktur Beton Pracetak.” Jurnal Teknil Sipil Volume.7 No.1 (Oktober) : 80 – 96.
Bowles,E Joseph.1986. Analisa dan Desain Pondasi .Jakarta : Erlangga
Nasution, Amrinsyah.2009.Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang. Bandung : ITB
