80
PENERAPAN PRINSIP DAKTAIL PENUH BERDASARKAN PETA GEMPA ACEH PADA PERENCANAAN GEDUNG RUMAH SAKIT TYPE-C
Gabe Rambe, Sutrisno
Jurusan Tehnik Sipil, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan, Institut Teknologi Medan Jl. Gedung Arca No. 52 Medan
gaberambe@gmail.com
ABSTRAK
Gedung rumah sakit type-C Medan Labuhan termasuk dalam kategori zona aman direncanakan ulang terhadap zona wilayah gempa Aceh yang termasuk rawan terhadap gempa dengan menggunakan prinsip daktail penuh, upaya untuk mengetahui apakah masih relevan jika gedung rumah sakit type-C Medan Labuhan yang termasuk dalam kategori zona aman direncanakan ulang terhadap zona wilayah gempa aceh yang rawan terhadap gempa, dengan tujuan untuk mendapatkan kebutuhan luas tulangan utama dan luas tulangan sengkang pada kolom gedung tersebut. Tahap pertama yang dilakukan adalah menghitung beban mati, beban hidup, beban gempa statik ekivalen standar SNI 03-1726-2002, tahap kedua perhitungan gaya-gaya dalam menggunakan software ETABS, tahap ketiga perhitungan luasan tulangan utama dan luas tulangan sengkang dan membandingkannya dengan data lapangan. Hasil analisa perhitungan luas tulangan utama pada kolom 500 mm2 x 500 mm2 mengalami penurunan sebesar 2551,24 mm2 dari data lapangan, dengan nilai hasil perhitungan = 4250.00 mm2 sedangkan data lapangan sebesar = 6801,24 mm2.
Kata Kunci : Daktail Penuh, Zona Gempa, Struktur Kolom.
ABSTRACT
The Medan Labuhan type-C hospital building is included in the safe zone category to be redesigned against the earthquake zone in Aceh which is prone to earthquakes using the full ductility principle. an effort to find out whether it is still relevant if the Medan Labuhan type-C hospital building which is included in the safe zone category is re-planned for the earthquake-prone Aceh earthquake zone, with the aim of obtaining the area requirements of the main reinforcement and the width of the stirrups in the column of the building. The first step is to calculate the dead load, live load, static earthquake load equivalent to the SNI 03-1726-2002 standard, the second stage of calculating the forces using the ETABS software, the third stage of calculating the area of the main reinforcement and the area of stirrups and comparing them with field data, The results of the analysis of the calculation of the main reinforcement area in the 500 mm2 x 500 mm2 column decreased by 2551.24 mm2 from the field data, with the calculated value = 4250.00 mm2 while the field data was = 6801.24 mm2.
Keywords: Full Ductile, Earthquake Zone, Column Structure.
PENDAHULUAN
Sistem perencanaan gedung dengan prinsip daktail penuh, yaitu suatu tingkatan daktilitas struktur gedung yang strukturnya mampu mengalami simpangan pasca-elastik pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan yang paling besar, yaitu dengan mencapai nilai faktor daktilitas sebesar 5,3 (μ=5,3) atau R= 85.
Rumah sakit type-C merupakan sarana pelayanan kesehatan umum tingkat kabupaten atau kota yang mempunyai fasilitas dan kemampuan pelayanan medis 4 spesialistik dasar dan 4 spesialistik
penunjang. Dalam rangka mencapai kualitas dan kemampuan pelayanan medis pada rumah sakit type-C ini, rumah sakit harus memenuhi persyaratan teknissarana rumah sakit meliputi persyaratan atap, langit-langit, dinding, lantai, struktur dan konstruksi
Aceh merupakan suatu provinsi yang berada di ujung pulau Sumatera. Mengingat letaknya yang strategis dan mempunyai resiko gempa tinggi, seperti pada akhir tahun 2004 yang terjadi gempa yang super dahsyat dengan kekuatan 8,9 skala richter yang menyebabkan gelombang sunami di Aceh yang mengakibatkan kerugian cukup besar
81 dan menelan banyaknya korban yang
meninggal dunia.maka dengan kondisizona wilayah aceh termasuk rawan terhadap bencana gempa (wilayah 4), maka perlu adanya upaya untuk mengetahui apakah masih relevan jika gedung rumah sakit type-C Medan Labuhan yang termasuk dalam kategori zona aman (wilayah 3) direncanakan ulang terhadap zona wilayah gempa Aceh (wilayah 4) dengan prinsip daktail penuh dengan tujuan untuk mendapatkan kebutuhan luas tulangan utama dan luas tulangan sengkang pada kolom gedung rumah sakit type-C. Untuk pemodelan gedung rumah sakit type-C medan labuhan dengan menggunakan aplikasi bantu yaitu Extended Three Dimensional Analysis Of Building System
(ETABS) guna mempermudah dan membantu proses pengerjaan artikel.
METODE PENELITIAN
Secara umum metodologi yang digunakan dalam pembahasan pada artikel ini adalah sebagai berikut:
Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data
merupakan suatu cara atau prosedur yang sistematik dalam merencanakan struktur gedung. Berikut data yang digunakan sebagai bahan acuan perencanaan pada studi ini dikelompokkan dalam dua jenis, yaitu data primer dan data skunder.
1. Data primer merupakan data yang diproleh dari lokasi pembangunan maupun hasil survey yang dapat langsung dipergunakan sebagai sumber dalam perencanaan gedung. Adapun data yang diperoleh sebagai bahan acuan ialah sebagai berikut, gambar detail
Engginering desing (DED) yang
diperoleh dari pihak kontraktor pihak pelaksana pembangunan rumah sakit type c medan labuhan.
2. Data skunder adalah data yang Data skunder adalah data yang berasal dari peraturan-peraturan atau
ketentuan-ketentuan yang berlaku yang digunakan dalam perencanaan gedung sebagai data penunjang yang diperlukan dalam penyelesaian studi ini. Adapun data skunder yang digunakan adalah peraturan pembebanan indonesia untuk rumah dan gedung 1987, peta zonasi gempa indonesia, dan tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk gedung dan non gedung SNI-03-1726-2002.
Data Umum Gedung
Adapun data umum gedung yang digunakan dalam perencanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Fungsi Gedung: Rumah Sakit 2. Lokasi: Aceh
3. Jenis Struktur: Beton Bertulang 4. Jumlah Lantai Gedung: 9 Lantai 5. Tinggi Lantai 1: 3,5 m
6. Tinggi lantai 2: 4,5 m
7. Tinggi Lantai 3 – Lantai 8: 4 m 8. Tinggi Lantai 8 – lantai 9:3 m 9. Tinggi Maksimujm Gedung:35 m 10. Jenis Tanah : Tanah Sedang
11. Luas Bangunan Gedung:28 Meter x 68 Meter.
Parameter Data Struktur
Parameter dalam data struktur gedung yang ada dalam penulisan Tugas Akhir ini ialah sebagai berikut:
a. Dimensi pada struktur
1. Tebal Plat Lantai: 120 mm 2. Tebal Plat Atap: 120 mm
3. Kolom: 700 mm x 700 mm (semua lantai ada) 4. Kolom: 600 mm x 600 mm (lantai 5 sampai 7) 5. Kolom: 500 mm x 500 mm (semua lantai ada) 6. Kolom: 400 mm x 400 mm (semua lantai ada) 7. Balok: 350 mm x 600 mm (semua lantai ada) 8. Balok: 300 mm x 500 mm (semua lantai ada)
82 9. Balok: 250 mm x 400 mm (semua
lantai ada)
b. Material pada struktur
1. Mutu Beton, F’c K-300 x 0,083 = 24,9 MPa
2. Modulus Elastisitas Beton (E) = 4700
x = 23.452,95291 MPa
3. Kuat tarik baja (fys)= 240 MPa (polos).
4. Kuat tarik baja (fy) = 400 MPa (Ulir)
Denah Gedung Tiap Lantai
Dalam penggambaran denah gedung rumah sakit type-C medan labuhan yang akan direncanakan ulang dengan menggunakan prinsip daktail penuh tiap lantainy digunakan pemodelan 2D, dengan menggunkan software Aoutocad. Adapun denah gedung tiap lantai yang direncanakan dengan menggunakan Software Aoutocad dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Denah Gedung
Gambar 2. Tampak Gedung
Diagram Alur Penelitian
Tahapan proses yang akan dilakukan dalam perencanaan ini digambarkan dalam diagram alir pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Alir
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam melakukan analisa suatu struktur bengunan, perlu adanya gambaran yang jelas mengenai besaran beban dan perilaku yang bekerja pada struktur, berikut tipe-tipe pembebanan yang diperhitungkan ialah meliputi beban mati dan beban hidup yang berpedoman pada peraturan pembebanan SNI 1987.
83 Tabel 1. Berat total gedung
Tinggi Berat Lantai Wxhx Lantai Hx Wx (kN-m) (m) (kN) Atap Lift 35 411,92 14417,2 Atap 32 1975,75 63223,87 7 28 5536,55 155023,47 6 24 6204,76 148914,30 5 20 6837,03 136740,52 4 16 7647,22 122355,54 3 12 7904,48 94853,77 2 8 8024,25 64193,98 1 3,5 8529,52 29853,32 wi hi 53071,48 829575,97
Perhitungan Beban Gempa
A . Analisa gaya lateral yang bekerja pada lantai 1 – lantai atap lift.
Tabel 2. Gaya Lateral Equivalent dan gaya geser per story Lant ai Ting gi Hx (m) Berat Lantai Wx (Kn) WxHx (kN-m) F Later al Fx (kN) V Story Vx (kN) Atap Lift 35 411,92 14417, 2 93,93 93,93 Atap 32 1975,7 5 63223, 9 422,92 516,8 5 7 28 5536,5 5 15502 3 980,08 1496, 9 6 24 6204,7 6 14891 4 941,46 2438, 4 5 20 6837,0 3 13674 1 864,5 3302, 9 4 16 7647,2 2 12235 6 773,55 4076, 4 3 12 7904,4 8 94853, 8 599,68 4676, 1 2 8 8024,2 5 64194 405,84 5082 1 3,5 8529,5 2 29853, 3 188,74 5270, 7 Wihi 53071, 5 82957 6
Output Hasil Analisa
Tabel 3. Gaya-gaya dalam (MDN) Column Force Lantai Dimensi Kolom Gaya Normal (P) Geser (V) Momen (M) 1 500 mm x 500 mm 1019,03 35,73 73,76 700 mm x 700 mm 1265,54 89,91 230,23 2 500 mm x 500 mm 814,43 44,07 59,06 700 mm x 700 mm 1072,58 117,88 122,92 3 500 mm x 500 mm 660,19 39,48 78,02 700 mm x 700 mm 956,79 84,72 171,17 4 500 mm x 500 mm 495,22 34,43 68,33 700 mm x 700 mm 795,67 73,79 137,39 5 500 mm x 500 mm 355,24 35,79 68 600 mm x 600 mm 551,60 54,38 100,8 700 mm x 700 mm 636,29 66,87 131,36 6 500 mm x 500 mm 236,89 15,94 44,39 600 mm x 600 mm 400,99 45,11 8274 700 mm x 700 mm 476,06 34,74 81,00 7 500 mm x 500 mm 247,08 24,76 46,16 700 mm x 700 mm 316,95 40,41 40,41 8 500 mm x 500 mm 112,65 24,81 46,21 700 mm x 700 mm 186,11 28,15 44,48 9 500 mm x 500 mm 25,2 1,95 5,9 700 mm x 700 mm 72,02 16,08 11,72 Perhitungan Kolom 500 mm x 500 mm
Data perhitungan kolom : Gaya aksial
Pu = 1019,03 kN
Gaya momen Mu = 73,76 kN-m Gaya geserVu = 35,73 kN
84 Tinggi kolom h = 500 mmMutu betonf’c =
25 Mpa
Mutu baja fy = 400 Mpa Mutu baja fys = 240 Mpa Tebal selimut beton ts = 40 mm Lebar badanbw = 500 mm Perhitungan tulangan utama
Pu = 1019,03kN = 101903 N Mu = 73,76kN-m Agr = 500 x 500 = 250000 mm Et = = = 0.0724 m = 72,4 mm = = 0,1448 mm = = = 0,239= . = 0,239 x 0,1448= 0,0346
d1 = tebal selimun + ½ D total + = 40 + ((0.5 x 19) + 10)) = 59,5
d = h - d1
= 500 – 59,5 = 440,5 mm
Dari grafik struktur beton bertulang didapatkan nilai : r = 0,017 ; β = 1,0 ; = 0,017 AS = x Agr = 0,017 x 250000 = 4250 mm2 Perhitungan sengkang/geser Vu = 35,73 kN Nu = 101903 N = 0,75 Λ = 1 bw = 500 mm
Mutu baja (fy) = 400 Mpa
Penyelesaian :Vn = = = 47640 NVc
=0,17 λ . bw. d
Vc =0,17 1 x
x 500 x 440,5= 5450,77 N = 5,45077 Kn
Gaya geser maksimum sengkang :
Vs = . . b. d = . . 500. 440,5 = 734166,7 Vn + Vc= 47640 - 5450,77 = 42189,23 N 0,5 . . Vc = 72,248 kN Karena 0,5 . . Vc = 0,4633 kN Vu = 35,73 kN, maka dibutukan tulangan sengkang. Vs maks = 0,66 . . bw . d = 0,66 x x 500 x 440,5 = 726825 N = 726,825 kN Vc + Vs maks = 5,45077 + 726,825 = 732,276 kN . (Vc + Vs maks) = 0,75 x 732,276 = 549,207 kN Karena . (Vc + Vs maks) = 549,207 kN Vu = 35,73 kN, maka kekuatan geser nominal dari sengkang mampu menahan gaya geser.
Dengan menggunakan batang tulangan sengkang 10 mm jarak spasi sengkang ditentukan berdasarkan SNI pasal 21.5.3.2 spasi sengkang tidak boleh melebihi yang terkecil dari.
a. = x d
= x 440,5 = 110 mm b. = 6 x dl
= 6 x 19 = 114 dianggap 120 mm c. = 150 mm
Maka, jarak tulangan sengkang yang digunakan adalah 10 – 100 mm, jumlah tulangan geser 4000 mm / 110 mm = 36,36 batang, sehingga luas tulangan sengkang 33,33 batang x luas tulangan sengkang (As) 78,5 = 2854,26 mm.
85
KESIMPULAN
1. Hasil analisa perhitungan luas tulanganutama pada kolom 500 mm2 x 500 mm2mengalami penurunansebesar
2551,24 mm2dari data lapangan, dengan nilai hasil perhitungan= 4250.00 mm2sedangkan data lapangan sebesar = 6801,24 mm2. Dan untuk tulangan sengkang mengalami kenaikan sebesar 734,76dari data lapangan, dengan hasil perhitungan sebesar = mm2, sedangkan data lapangan sebesar 2119,50 mm2.
2. Terjadinya penurunan luasan tulangan utamapada kolom 700 mm x 700 mm sebesar =1718,79mm2 dari data lapangan, dengan nilai hasil perhitungan ialah = 7350,00 mm2 sedangkan data lapangan
ialah = 9068,32mm2. Sedangkan pada luas tulangan sengkang mengalami kenaikan sebesar 497,16 mm2dari data
lapangan, dengan hasil perhitungan sebesar = 2616,66 mm2 sedangkan data lapangan sebesar = 2119,50 mm2.
DAFTAR PUSTAKA
Agus & Wardi, S. (2011). Rekayasa gempa. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Badan Standardisasi Nasional. (2002). Tata
Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI 03-1726-2002. Jakarta
(ID):BSN.
Badan Standardisasi Nasional. (2013).
Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2013.
Jakarta (ID):BSN
Hamdi, F. (2016). Analisis Dan Evaluasi
Kekuatan Struktur Atas Gedung
Fakultas Ekonomi Dan Manajemen
IPB Terhadap Faktor Gempa
Berdasarkan SNI 1727-2013. Bogor.,
Institut Pertanian Bogor.
Khafis, M. (2009). “Perencanaan Struktur
Baja Pada Bangunan Tujuh Lantai Sebagai Hotel”, Universitas Sebelas
Maret, Jurusan Tehnik Sipil, Fakultas Tehnik.
Vis, W.C.,& Kusuma, Gideon. (1993).
Dasar-Dasar perencanaan Beton
Bertulang. Seri Beton 1, Erlangga,
Jakarta, Indonesia.
Vis, W.C., & Kusuma, Gideon. (1993).
Grafik dan Tabel Perhitungan
BetonBertulang. Seri Beton 4,
Erlangga, Jakarta, Indonesia.
Wikana, I & Wijayanto. (2011). Analisis
Penentuan Tulangan Pelat, Balok, Dan Kolom Pada Proyek Pengembangan Institut Seni Indonesia Yogyakarta.
Yogyakarta., Universitas Kristen Immanuel Yogyakarta.
Wigoho, Y. H. (2006). Analisis Dan Desain
Struktur Menggunakan ETABS Versi 8,4. Yogyakarta: Universitas Atma
Jaya Yogyakarta Charitas
Palembang”, Palembang: Universitas
Sriwijaya Fakultas Tehnik, Jurusan Tehnik Sipil, 2014.
