BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASANrepository.unika.ac.id/18491/5/14.B1.0002 IVAN HIDAYAT (9.06)..pdf BAB...
Transcript of BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASANrepository.unika.ac.id/18491/5/14.B1.0002 IVAN HIDAYAT (9.06)..pdf BAB...
44
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Denah Eksisting dan Pemodelan Struktur
Denah eksisting yang didapat dari data Pasar “X”, kemudian dilakukan pemdelan
struktur dengan beberapa perubahan untuk kemudahan pelaksanaan pemodelan 3D
dengan software ETABS 2016. Denah eksisting tersebut diperlihatkan sebagai
berikut.
Gambar 4.1 Denah Eksisting Gedung Lantai 1 Pasar “X”
45 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.2 Denah Eksisting Atap Pasar “X”
4.1.1 Pembebanan
Proses input beban struktur dengan menggunakan ETABS 2016 dilakukan
berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung SNI-03-1727-1989-
PPURG, sedangkan khusus untuk beban gempa dihitung berdasarkan Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non
Gedung SNI 03-1726-2012 Daftar beban yang diinput sebagai berikut:
A. Beban mati
Beban mati pada Pasar “X” terdiri dari:
46 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
1. Beban mati berupa dinding tersusun atas pasangan batu merah setengah batu
setinggi 0,7 m dan 4,03 m.
(0,7 m × 250 kg/m2) = 175 kg/m = 1,717 kN/m
(4,03 m × 250 kg/m2) = 1.007,5 kg/m = 9,884 kN/m
2. Beban mati pada pelat podium yang terdiri dari:
a. Urugan Pasir (0,05m × 1.800 kg m⁄ ) = 90 kg m ⁄
b. Spesi 0,03m × 21kg
, m = 63 kg m ⁄
c. Ubin 0,03m × ⁄
,m = 72 kg m ⁄
d. Berat sendiri pelat podium (0,2m × 2.400 kg m⁄ ) = 480 kg/m2
B. Beban hidup
Beban hidup pada Pasar “X” disesuaikan dengan fungsi bangunan berupa toserba
sebesar 250 kg/m2 = 2,453 kN/m2
C. Beban hujan
Beban hujan terletak pada pelat atap dengan sudut kemiringan atap (α = 0)
Muatan air hujan = 40 – 0,8.α
= 40 – 0,8. 0
= 40 kg/m2 = 0,392 kN/m2
D. Beban gempa
Lokasi bangunan Pasar “X” diasumsikan termasuk kelas situs SE (kondisi tanah
lunak). Bangunan tersebut berfungsi sebagai pasar dengan kategori risiko II
diperlihatkan pada Tabel 4.1, dengan Faktor Keutamaan Gempa (Ie) = 1,0
diperlihatkan pada Tabel 4.2.
47 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Tabel 4.1 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk Beban Gempa
Jenis Pemanfaatan Kategori Risiko
-Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan
I -Fasilitas sementara
-Gudang penyimpanan
-Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
-Perumahan
II -Rumah toko dan rumah kantor
-Pasar
-Gedung perkantoran
(Sumber: Diolah dari SNI 03-1726-2012)
Tabel 4.2 Faktor Keutamaan Gempa (Ie)
Kategori Resiko Faktor Keutamaan
Gempa (Ie)
I atau II 1
III 1.25
IV 1.50
(Sumber: SNI 03-1726-2012)
A. Parameter percepatan respon spektrum
Berdasarkan SNI 03-1726-2012 parameter SS dan S1 ditentukan dari percepatan
respons spektrum. Parameter SS dan S1 ditentukan berdasarkan gambar peta kontur
Wilayah Gempa Indonesia yang terbaru. Daerah gempa yang menjadi tinjauan
berdasarkan peta persebaran spectral percepatan gempa SNI 03-1726-2012
(Gambar 4.3 dan 4.4), berada pada daerah Semarang, Jawa Tengah. Berdasarkan
kedua peta gempa tersebut untuk daerah Semarang, diperoleh nilai SS = 0,8-0,9 g
dan S1 = 0,25-0,3 g. Untuk SS diambil nilai sebesar 1,001 g dan S1 sebesar 0,335 g.
48 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.3 Ss, Gempa maksimum yang dipertimbangkan
(Sumber: SNI 03-1726-2012)
Gambar 4.4 S1, Gempa maksimum yang dipertimbangkan
(Sumber: SNI 03-1726-2012)
B. Koefisien situs
Faktor situs untuk perioda pendek pendek 0,2 detik Fa ditentukan berdasarkan
beberapa parameter, yaitu nilai SS dan kelas situs yang berdasarkan jenis tanah
seperti yang diperoleh pada Tabel 4.3. Berdasarkan, Tabel 4.3 didapat nilai Fa yaitu
0,9.
Faktor situs untuk perioda panjang 1 detik Fv ditentukan berdasarkan beberapa
parameter, yaitu nilai S1 dan kelas situs yang berdasarkan jenis tanah yang diperoleh
49 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
pada Tabel 4.4. Berdasarkan Tabel 4.4, diperoleh nilai Fv yaitu 2,66. Hasil ini
diperoleh dari interpolasi sebagai berikut:
, ,
, ,=
,
, , Fv = 2,66
Tabel 4.3 Koefisien Situs Fa
Kelas situs Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada perioda
pendek, T=0,2 detik, Ss
Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss ≥ 1,25 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1 1 1 1 1 SC 1,2 1,2 1,1 1 1 SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1
SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9
SF Ssb
(Sumber: SNI 03-1726-2012)
Tabel 4.4 Koefisien Situs Fv
Kelas situs Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada perioda
pendek, T=1 detik, S1
S1 ≤ 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 ≥ 0,5 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1 1 1 1 1 SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5
SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4
SF Ssb
(Sumber: SNI 03-1726-2012)
C. Parameter spektrum respons percepatan
Paramater-parameter respons spektral percepatan gempa maksimum yang
dipertimbangkan risiko tertarget (MCER) sesuai P.2-1 dan P.2-2 SNI 03-1726-2012
yaitu sebagai berikut:
SMS = Fa × Ss
= (0,9) × (1,001) = 0,901
SM1 = Fv × S1
= (2,66) × (0,335) = 0,891
50 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
D. Parameter percepatan spektral desain
Setelah Maximum Considered Earthquake (MCE) ditentukan, kemudian dilakukan
penentuan parameter percepatan spektral rencana pada periode singkat (SDS) dan
periode 1detik (SD1) yang dihitung berdasarkan SNI 03-1726-2012:
SDS = 2/3 × SMS
= 2/3 × (0,901) = 0,601
SD1 = 2/3 × SM1
= 2/3 × (0,335) = 0,594
Parameter SDS dan SD1 digunakan dalam menetukan Kategori Desain Gempa dari
struktur yang didesain.
E. Penentuan Koefisien R, Cd, dan Ω0
Penentuan Koefisien R, Cd, dan Ω0 diperlihatkan pada Tabel 4.5 sesuai dengan
sistem struktur yang digunakan. Nilai R adalah koefisien modifikasi respons, Ω0
adalah faktor kuat lebih sistem, dan Cd adalah faktor pembesaran defleksi.Oleh
karena itu didapatkan R = 3 ; Ω0 = 3 ; Cd = 2,5
Tabel 4.5 Faktor R , Cd , dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa
Sistem penahan gaya seismik Koefisien modifikasi respons, R
Faktor kuat-lebih
sistem, Ω0
Faktor pembesaran
defleksi, Cd
Sistem rangka pemikul momen
Rangka beton bertulang pemikul momen khusus
8 3 5,5
Rangka beton bertulang pemikul momen menengah
5 3 4,5
Rangka beton bertulang pemikul momen biasa
3 3 2,5
(Sumber: Diolah dari SNI 03-1726-2012)
F. Waktu Getar Struktur (T)
Sebagai alternatif pada pelaksanaan analisis untuk menentukan perioda
fundamental struktur, (T), diijinkan secara langsung menggunakan perioda
bangunan pendekatan, (Ta). Periode fundamental pendekatan (Ta), dalam detik,
harus ditentukan dari persamaan berikut: Ta = Ct . hnx. Dengan hn adalah ketinggian
51 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
struktur, dalam (m), di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur (6,45 m), dan
koefisien Ct = 0,0466 dan x = 0,9 ditentukan dari Tabel 4.7.
Ta = Ct × hnx = 0,0466 × 6,450,9 = 0,249 detik
SD1 = 0,594 g Cu = 1,4 (Tabel 4.8),
Diambil nilai T = Ta di atas. Tx = Ty = 0,249
Tabel 4.6 Koefisien Untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik, SD1 Koefisien Cu
≥ 0,4 1,4
0,3 1,4 0,2 1,5
0,15 1,6
≤ 0,1 1,7
(Sumber : SNI 03-1726-2012)
Tabel 4.7 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x
Tipe struktur Ct x
Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:
Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8
Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,9
Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 0,75
Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731 0,75
Semua sistem struktur lainnya 0,0488 0,75
(Sumber : SNI 03-1726-2012)
G. Perhitungan berat seismik (Wt)
Berat seismik dihitung berdasarkan berat total struktur:
Wt = Wh + Wm
Dengan:
Wt = berat total struktur (kg)
Wh = berat mati (kg)
Wm = berat hidup (kg)
qDL pelat podium = 705 kg/m2
qDL pelat atap = 480 kg/m2
qLL pelat podium = 250 kg/m2
52 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
1. Berat lantai 1
a. Pelat podium
Beban mati = 705 kg/m2 × 1.367 m2
= 936.735 kg
Beban hidup = 250 kg/m2 × 1.367 m2
= 341.750 kg
b. Kolom Ø 0,43 m, tinggi 2,42 m
Beban mati = (0,25 × 3,14 × 0,432 × 2,42) m3 × 2.400 kg/m3 × 68
= 57.324,73 kg
c. Drop Panel 1,88 m x 1,88 m, tebal 0,1 m
Beban mati = (1,88 × 1,88 × 0,1)m3 × 2.400 kg/m3 × 68
= 14.420,352 kg
d. Dinding luar pasangan setengah batu dengan tinggi 0,7 m
Beban mati = 0,7 m × 176,48 m × 250 kg/m2
= 30.884 kg
e. Dinding dalam pasangan setengah batu dengan tinggi 0,7 m
Beban mati = 0,7 m × 230,3 m × 250 kg/m2
= 40.302,5 kg
f. Dinding kios pasangan setengah batu dengan tinggi 4,03 m
Beban mati = 4,03 m × 749,56 m × 250 kg/m2
= 755.181,7 kg
Total beban mati = 1.861.848 kg = 18.264,731 kN
Total beban hidup = 341.750 kg = 3.352,568 kN
2. Berat lantai 2 (atap)
a. Pelat atap
Beban mati = 480 kg/m2 × 3800,96 m2
= 1.824.460,8 kg
b. Kolom Ø 0,43 m, tinggi 4,03 m
Beban mati = (0,25 × 3,14 × 0,432 × 4,03)m3 × 2400 kg/m3 x 68
= 282.809,28 kg
53 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
c. Kolom Ø 0,43 m, tinggi 6,45 m
Beban mati = (0,25 × 3,14 × 0,432 × 6,45)m3 × 2400 kg/m3 x 42
= 279.568,8 kg
d. Drop Panel 1,88 m x 1,88 m, tebal 0,1 m
Beban mati = (1,88 × 1,88 × 0,1)m3 × 2.400 kg/m3 × 110
= 23.327,04 kg
Total beban mati = 2.410.166 kg = 23.643,728 kN
Wt = Wh + Wm
Wt = 341.750 kg + (1.861.848 + 2.410.166) kg
Wt = 4.613.764 kg = 45.261,02 kN
H. Perhitungan geser dasar seismik
Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan
formula berikut:
V = Cs ×Wt
Dengan,
Cs = koefisien respon seismik
Wt = berat seismik efektif
Koefisien respon seismik, Cs, harus ditentukan dengan, Cs =
Dengan,
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda pendek (0,601 g)
R = berat seismik efektif (Rx = Ry = 8,0)
Ie = faktor keutamaan gempa (Ie = 1,0)
Cs =SDS
()
=0,601
(31)
= 0,20
Csmin = 0,044 × SDS × Ie = 0,044 × 0,601 × 1 = 0,03
Csmaks =SD1
()
=0,594
1,6(31)
= 0,79
Csmin = 0,03 < Cs = 0,20 < Csmax = 0,79
54 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Sehingga,
V = Cs × Wt = 0,20 × 45.261,02 = 9.061 kN
I. Distribusi Vertikal Gaya Gempa
Gaya gempa lateral (Fx) (kN) yang timbul di semua tingkat ditentukan dari formula
berikut:
Fx = Cvx × V
dan
ii
n
i
xxvx
HW
HWC
1
Dengan,
Cvx = faktor distribusi vertikal
V = gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur (kN)
wi dan wx = bagian berat seismik efektif total struktur (W) yang ditempatkan
atau dikenakan pada tingkal i atau x;
hi dan hx = tinggi (m) dari dasar sampai tingkat i atau x
k = eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut:
untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 0,5 detik atau kurang, k =1
untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 2,5 detik atau lebih, k =2
untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 0,5 dan 2,5 detik atau kurang, k ditentukan dengan
interpolasi linier antara 1 dan 2
dengan T = 0,25 k = 1
Tabel 4.8 Distribusi Vertikal Gaya Gempa
Lantai Hi (m) Hik (m) Wi (kN) Wi x Hik (kN.m)
Fix-y (kN)
Untuk tiap portal (kN)
1/10 Fix 1/11 Fiy
atap 6,45 6,45 23.643,728 152.502,04 6.746,84 674,684 613,349
1 2,42 2,42 21.617,299 52.313,864 2.314,42 231,442 210,402
TOTAL = 204.815,91
55 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
4.1.2 Pemodelan struktur
Pemodelan struktur gedung pasar “X” pasca kebakaran menggunakan
ETABS 2016 dalam bentuk 3 dimensi yang sebelumnya dilakukan dengan membuat
spesifikasi material dan penampang sturktur. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 4.5
sampai Gambar 4.11.
Gambar 4.5 Material Beton untuk Kolom Tinggi ′ 1,25 MPa (Sumber : ETABS
2016)
Gambar 4.6 Material Beton untuk Kolom Podium ′ 4,35 MPa (Sumber : ETABS
2016)
56 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.7 Material Baja tulangan BJTP 24 (Sumber : ETABS 2016)
Gambar 4.8 Penampang Struktur Kolom Tinggi (Sumber : ETABS 2016)
57 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.9 Spesifikasi Baja Tulangan Struktur Kolom Tinggi (Sumber : ETABS
2016)
Gambar 4.10 Penampang Struktur Kolom Podium (Sumber : ETABS 2016)
58 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.11 Spesifikasi Baja Tulangan Struktur Kolom Podium (Sumber :
ETABS 2016)
Setelah dilakukan proses input material dan penampang struktur, dilakukan
pemodelan struktur beserta kondisi pembebanan sesuai perhitungan yang dilakukan
sebelumnya. Pemodelan struktur tersebut dapat diperlihatkan pada Gambar 4.12
sebagai berikut.
Gambar 4.12 Pemodelan 3D Bangunan Pasar “X” (Sumber : ETABS 2016)
59 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Berdasarkan hasil analisis desain (outcome) dari proses running software ETABS
2016, diperoleh beban ultimit terbesar yang diterima oleh kolom yang diperlihatkan
pada Tabel 4.9 sebagai berikut berikut
Tabel 4.9 Pu, Vu, dan Mu terbesar yang diterima kolom Kolom Pu (kN) Vu (kN) Mu (kN.m)
Kolom Podium 1618,58 27,0269 65,405 Kolom Tinggi 860,622 0,2272 53,3792
(Sumber : ETABS 2016)
Outcome lain dari proses running software ETABS 2016 adalah diagram interaksi
kolom. Diagram interaksi merupakan hasil perhitungan statika untuk nilai Pn dan
Mn pada kolom yang menunjukan kekuatan kolom dengan perbandingan beban dan
momen yang bervariasi. Untuk mengetahui kemampuan kolom pada bangunan
Pasar “X” terhadap beban luar berupa Pu dan Mu, maka dilakukan pembandingan
terhadap diagram interaksi tersebut. Diagram interaksi kolom dibanding Pu dan Mu
yang diterima diperlihatkan pada Gambar 4.6. Pu dan Mu yang dipilih adalah yang
terbesar.
Gambar 4.13 Diagram interaksi kolom dibanding Pu dan Mu terbesar
60 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Pada Gambar 4.6 diperlihatkan bahwa kombinasi beban Pu dan Mu berada pada
bagian luar kurva. Hal ini menunjukan bahwa kapasitas beban melebihi kapasitas
dari struktur yang berarti tidak aman, sehingga pada pembahasan ini akan
dilanjutkan pada simulasi perbaikan dengan perkuatan kolom.
4.2 Perkuatan kolom
Pemilihan usaha perbaikan struktur kolom eksisting dikembangkan berdasarkan
pada hasil evaluasi kekuatan kolom Pasar “X” pasca kebakaran. Hasil tersebut
menunjukan bahwa kapasitas kolom tidak mampu menahan beban.
Dalam penelitian ini, usaha perbaikan dipilih untuk meningkatkan kekuatan
struktur kolom dengan meningkatkan kinerja elemen eksisting. Simulasi
perhitungan perkuatan kolom dilakukan dua metode yaitu, pemasangan FRP dan
concrete jacketing.
4.2.1 Pemasangan FRP
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, peningkatan kinerja kekuatan geser dan
momen lentur pada elemen kolom akan dilakukan dengan metode penambahan
serat komposit FRP. Penambahan serat ini untuk mengisi kekuarangan kapasitas
geser, aksial dan momen yang telah diperiksa sebelumnya.
Serat komposit yang akan digunakan adalah berbahan dasar carbon sesuai produk
dari Fosroc International Ltd berupa FRP Nitowrap FRC 300 dan FRC 530.
A. Perkuatan terhadap geser
Komponen struktur yang diambil sebagai contoh adalah kolom podium dan FRP
yang digunakan berupa Nitowrap FRC 300
Data – data perencanaan:
Ø kolom = 0,43 m ds circular = Ø kolom – (2 × ) – (Ø tul.
= 0,05 m utama + 2∙Ø tul. Sengkang)
Tulangan utama = 8 D 16 = 0,43 – (2 × 0,05) – (0,0032)
61 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Tulangan sengkang = Ø 8 – 150 = 0,298 m
Berdasarkan data tersebut, dilakukan konversi dari kolom bundar menjadi kolom
persegi dengan faktor konversi 0,8.
b = 0,8 × Ø kolom ds square = 2 3 × ds circular
= 0,8 × 0,43 = 2 3 × 0,298
= 0,344 m = 13,543 in = 0,198 m = 7,821 in
h = 0,8 × Ø kolom
= 0,8 × 0,43
= 0,344 m = 13,543 in
Faktor reduksi (Φ) = 0,85
Faktor reduksi kekuatan FRP (Ψ) = 0,95
Ψ = 0,95, jika kolom dibungkus sepenuhnya
Ψ = 0,85, jika, tiga sisi dan skema dua sisi berlawanan
Tambahan kekuatan geser yang dibutuhkan (ΔVu) = 27,0269 kN = 6,0758 kip
Ketebalan nominal 1 lapis FRP () = 0,167 mm = 0,00657 in
kuat tarik ultimit FRP yang tertera pada produk (∗) = 35.500 kg/cm2
= 504.928,6874 psi
Desain tegangan putus pada perkuatan FRP (∗) = 0,021 in/in’
Modulus elastisitas FRP () = 2.350.000 kg/cm2
= 33.424.856,77 ksi
Faktor reduksi lingkungan () = 0,95
Untuk kondisi eksposur dalam, dengan tipe serat fiber berbahan carbon = 0,95
Untuk kondisi eksposur dalam, dengan tipe serat fiber berbahan glass = 0,75
Untuk kondisi eksposur dalam, dengan tipe serat fiber berbahan aramid = 0,85
62 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
1. Menghitung desain properti meterial
= . ∗
= 0,85 ∙504.928,6874
= 429.189,384 psi
= ∙∗
= 0,85 ∙ 0,021
= 0,1785 in/in’
2. Menghitung tegangan efektif pada perkuatan geser FRP
= 0,004 ≤ 0,75
= 0,004 ≤ 0,75 . 0,1785
= 0,004 ≤ 0,13388
Gunakan = 0,004 in/in’
3. Menentukan area perkuatan FRP yang dibutuhkan
,=∆
Φ(Ψ)
,=6,0758
0,85(0,95)
,= 7,524
= (tidakada, terpasangatasbawahberhimpitan)
,=,.
. ( + )
,=7,524
0,004 ∙33424,8568(sin(0)+ cos(0))∙7,821
,= 0,00719 in2
63 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
4. Menentukan jumlah pelapisan, lebar strip dan jarak
=,
2.
=0,00719
2 ∙0,00657
= 0,547 ~ 1 lapis
Kesimpulan, jumlah lapis FRP yang digunakan sebanyak 1 lapis dipasang atas
bawah berhimpitan
B. Perkuatan terhadap beban aksial momen
Komponen struktur yang diambil sebagai contoh adalah kolom podium dan FRP
yang digunakan berupa Nitowrap FRC 300 sejumlah 10 lapis
Data – data perencanaan:
Ø kolom = 0,43 m ds circular = Ø kolom – (2 × ) – (Ø tul.
= 0,05 m utama + 2∙Ø tul. Sengkang)
Tulangan utama = 8 D 16 = 0,43 – (2 × 0,05) – (0,0032)
Tulangan sengkang = Ø 8 – 150 = 0,298 m
Berdasarkan data tersebut, dilakukan konversi dari kolom bundar menjadi kolom
persegi dengan faktor konversi 0,8.
b = 0,8 × Ø kolom
= 0,8 × 0,43
= 0,344 m = 13,543 in
h = 0,8 × Ø kolom
= 0,8 × 0,43
= 0,344 m = 13,543 in
ds square atau d = 2 3 × ds circular
64 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= 2 3 × 0,298
= 0,198 m = 7,821 in
d1 = 2 − (+(0,5∙ Ø tul.utama))
=13,5432 − (1,968+(0,5∙ 0,629))
= 4,488 in
d2 = 0 in
d3 = 2 − (+(0,5∙ Ø tul.utama))
=13,5432 − (1,968+(0,5∙ 0,629))
= 4,488 in
=0,25 × 3,14 × 0,629 × 4
= 1,245 in2
= 0 in2
= 0,25 × 3,14 × 0,629 × 4
= 1,245 in2
= + +
= 2,491 in2
= 240 MPa = 34,8091 ksi
= 4,35 MPa = 0,63091 ksi
Φ = 0,65
= 29.000 ksi
ρ =
×
= ,
,× ,
= 0,023
65 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= b × h
= 13,543 x 13,543
= 183,421 in2
= 0,95
= 0,00657 in
∗ = 0,021 in/in’
= 0,85
= ∙∗
= 0,85 ∙ 0,021
= 0,0178 in/in’
= 3342,9 ksi
n = dicoba 10 lapis FRC 300
rc = 1 in
′ = 0,002 in/in’
Menentukan kurva yang disederhanakan untuk kolom yang diperkuat
= 0,55
= ×
=0,55 × 0,0178
= 0,00982 in/in’ > 0,004, maka dipakai 0,00982 in/in’
=
1− ℎ
ℎ− 22
+ ℎ
(ℎ− 22
3∙−
1−
=
1− 13,54313,543
13,543− 2∙12
+ 13,54313,543
(13,543− 2∙12
3∙183,421− 0,023
1− 0,023
= 0,504
66 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
=
= 0,504 ,
,
= 0,504
=
,
,
,
= 0,504,
,
,
= 0,504
= .....
√
=,× × ,× × ,× ,
, ,
= 2,140 ksi
′ = + 3,3 × ×
=0,63091+ ×3,3 × 0,504 ×2,140
= 4,190 ksi
= 1,5 + 12
= 0,002 1,5 + 12 ∙0,504,
,
,
,
= 0,0869
=
= ,
c untuk B = d
= 7,821
c untuk C = d
67 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= 7,821,
, ,
= 7,715
= .× .
.
= .√,× .
.
= 1.431,73 ksi
=
= , ,
,
= 40,934 ksi
=
= × ,
, ,
= 0,00091 in/in’
untuk B =
= 7,821,
,
= 0,081 in
untuk C =
= 7,712,
,
= 0,080 in
Φ() = Φ0,8(0,85′ − + )
=0,65 ∙0,8(0,85 ∙4,190(183,421 − 2,491)+ 34,80906 ∙2,491)
= 380,251 kip = 1660,203 kN
68 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Φ() = 0 kip-in = 0 kN.m
Untuk point B
= ( )
×
= , (, ,)
,× ,
= 0,0581
= 0
= 0
= ×
= 0,0581 × 29.000
= 196,782 > , maka = = 34,809
= ×
= 0 × 29.000
= 0
= ×
= 0 × 29.000
= 0
∑ = × + × + ×
= 1,245 × 34,809 + 0 × 0 + 1,245 × 0
= 43,370 kip
∑ = × × + × × + × ×
= 1,245 × 34,809 × + 0 × 0 × 0 + 1,245 × 0 × 4,488
= 194,655 kip-in
A = ( )
69 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= ,(., ,)
× ,
,
,
= -427,78 kip/in3
B = ( )
= ,(., ,)
,
,
= 104,717 ksi
C = − . ′
= − 13,543 ∙0,630
= -8,544 kip/in
D =. +
..
()
=13,543 ∙0,630 +,∙,∙,
(0,0869)
= 255,383 kip
E = ( )
= ,(., ,)
∙,
,
,
= -320,835 kip/in3
F = −
( )
+( )
= 13,543 7,821 −,
(., ,)
∙,
,
,
+
13,543(1.431,726 − 40,934)
30,0869
7,821
= 518,924 ksi
G = −
+ −
( )
=− ,
0,630 + 13,543 7,821 −
,
(., ,)
,
,
70 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= -114,212 kip/in
H = . ′ −
= 13,543 ∙0,6307,821 −,
= 8,970 kip
I = .
− . . ′ −
+
..
() −
..
−
()
=,∙,
0,630 − 13,543 ∙7,821 ∙0,6307,821 −
,
+
,∙,∙,
(0,0869)−
,∙,∙,
7,821 −
,
(0,0869)
= 753,648 kip-in
Φ() = Φ[(( ) + (() + ()+ + ∑ ]
= 0,65[− 427,78(0,081) + (104,717(0,081) − 8,544(0,081)+
255,383 + 194,655]
= 194,039 kip = 863,127 kN
Φ() = Φ [(() + (() + (() + ()+ + ∑ ]
= 0,65[(− 320,835(0,081) + (518,924(0,081) +
(− 114,212(0,081) + 8,970(0,081)+ 753,648 + 194,655]
= 616,552 kip-in = 835,933 kN.m
Untuk Point C
= ( )
×
= , (, ,)
,× ,
= 0,0577
= 0
= -
71 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= - 0,0012
= ×
= 0,0577 × 29.000
= 171,318 > , maka = = 34,809
= ×
= 0 × 29.000
= 0
= ×
= -0,0012× 29.000
= -34,809
∑ = × + × + ×
= 1,245 × 34,809 + 0 × 0 + 1,245 × − 34,809
= 0 kip
∑ = × × + × × − × ×
= 1,245 × 34,809 × 4,488+ 0 × 0 × 0 − 1,245 ×
− 34,809 × 4,488
= 389,31 kip-in
A = ( )
= ,(., ,)
× ,
,
,
= -439,67 kip/in3
B = ( )
= ,(., ,)
,
,
72 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= 106,163 ksi
C = -. ′
= − 13,543 ∙0,630
= -8,544 kip/in
D =. +
..
()
=13,543 ∙0,630 +,∙,∙,
(0,0869)
= 251,906 kip
E = ( )
= ,(., ,)
∙,
,
,
= -329,752 kip/in3
F = −
( )
+( )
= 13,543 7,712 −,
(., ,)
∙,
,
,
+
13,543(1.431,726 − 40,934)
30,0869
7,712
= 485,553 ksi
G = −
+ −
( )
=− ,
0,630 + 13,543 7,712 −
,
(., ,)
,
,
= -104,424 kip/in
H = . ′ −
= 13,543 ∙0,6307,712 −,
= 8,060 kip
73 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
I = .
− . . ′ −
+
..
() −
..
−
()
=,∙,
0,630 − 13,543 ∙7,712 ∙0,6307,712 −
,
+
,∙,∙,
(0,0869)−
,∙,∙,
7,712 −
,
(0,0869)
= 756,49 kip-in
Φ() = Φ[(( ) + (() + ()+ + ∑ ]
= 0,65[(− 439,67(0,080) + (106,163(0,080) − 8,544(0,080)+
251,906 + 0]
= 163,59 kip = 727,685 kN
Φ() = Φ [(() + (() + (() + ()+ + ∑ ]
= 0,65[(− 329,752(0,080) + (485,553(0,080) +
(− 104,424(0,080) + 8,060(0,080)+ 756,49 + 389,31]
= 744,907 kip-in = 1009,96 kN.m
74 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.14 Diagram interaksi perkuatan kolom podium terhadap beban aksial
dan momen lentur dengan FRP jenis FRC 300
Berdasarkan Gambar 4.9, diperlihatkan bahwa dibutuhkan 10 lapis FRC 300 untuk
memenuhi kebutuhan kapasitas beban Pu dan Mu yang diterima kolom podium.
Mu maks kolom
podium:65,405 kN.m
Pu maks kolom
podium:1.618,58 kN
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 200 400 600 800 1000 1200
Beban aksial,Pn
(kN)
Momen, Mn
(kN.m)
1 lapis
2 lapis
3 lapis
4 lapis
5 lapis
6 lapis
7 lapis
8 lapis
9 lapis
10 lapis
75 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.15 Diagram interaksi perkuatan kolom podium terhadap beban aksial
dan momen lentur dengan FRP jenis FRC 530
Berdasarkan Gambar 4.10, diperlihatkan bahwa dibutuhkan 6 lapis FRC 530 untuk
memenuhi kebutuhan kapasitas beban Pu dan Mu yang diterima kolom podium.
Mu maks kolom podium:
65,405 kN.mPu maks kolom
podium:1.618,58 kN
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 200 400 600 800 1000 1200
Beban aksial,Pn
(kN)
Momen, Mn
(kN.m)
1 lapis
2 lapis
3 lapis
4 lapis
5 lapis
6 lapis
76 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.16 Diagram interaksi perkuatan kolom tinggi terhadap beban aksial
dan momen lentur dengan FRP jenis FRC 300
Berdasarkan Gambar 4.11, diperlihatkan bahwa dibutuhkan 6 lapis FRC 300 untuk
memenuhi kebutuhan kapasitas beban Pu dan Mu yang diterima kolom tinggi.
Mu maks kolom tinggi; 53,3792 kN.m;
Pu maks kolom tinggi 860,22 kN
0
200
400
600
800
1000
1200
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Beban aksial,Pn
(kN)
Momen, Mn
(kN.m)
1 lapis
2 lapis
3 lapis
4 lapis
5 lapis
6 lapis
77 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.17 Diagram interaksi perkuatan kolom tinggi terhadap beban aksial
dan momen lentur dengan FRP jenis FRC 530
Berdasarkan Gambar 4.12, diperlihatkan bahwa dibutuhkan 3 lapis FRC 530 untuk
memenuhi kebutuhan kapasitas beban Pu dan Mu yang diterima kolom tinggi.
Setelah dilakukan perhitungan dalam menentukan jumlah lapis FRP, desain
penamampang struktur kolom dapat dilakukan. Berikut merupakan gambar desain
penampang struktur kolom yang sudah diperkuat dengan pemasangan FRP.
Mu maks kolom tinggi;
53,3792 kN.m; Pu maks
kolom tinggi 860,22 kN
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Beban aksial,Pn
(kN)
Momen, Mn
(kN.m)
1 lapis
2 lapis
3 lapis
78 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.18 Dimensi kolom podium setelah diperkuat dengan 10 lapis FRC 300
Gambar 4.19 Dimensi kolom tinggi setelah diperkuat dengan 6 lapis FRC 300
Gambar 4.20 Dimensi kolom podium setelah diperkuat dengan 6 lapis FRC 530
79 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.21 Dimensi kolom podium setelah diperkuat dengan 3 lapis FRC 530
4.2.2 Concrete Jacketing
Berikut merupakan perhitungan perkuatan FRP berdasarkan metode IS 15988 2013.
Komponen struktur beton pembungkus yang digunakan K-250 setebal 100 mm,
tulangan pembungkus 6 D12, dan tulangan sengkang pembungkus Ø8.
8. Menentukan nilai Pu dan Mu yang dibutuhkan berdasarkan hasil ETABS 2016.
Gambar 2.1 menunjukan Diagram interaksi yang menunjukan hubungan
anbatara Pu dan Mu terhadap kapasitas struktur kolom podium dan kolom tinggi
sebelum diperkuat dengan concrete jacketing
Gambar 4.22 Diagram interaksi kolom podium dan kolom tinggi sebelum
diperkuat dengan concrete jacketing
80 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
9. Menentukan ukuran kolom dan tulangan berdasarkan nilai Pu dan Mu secara
komputasi dengan ETABS. Untuk mencukupi kebutuhan atau kapasitas gaya
aksial dan momen, maka dilakukan penentuan dengan pemodelan secara custom
ukuran jaket beton dengan asumsi tebal 100 mm berdasarkan syarat minimal
dengan ′ 20,75 MPa dan tulangan 6D12 dengan mutu BJTD 40. Pemodelan
tersebut diperlihatkan sebagai berikut.
Gambar 4.23 Material Beton untuk Kolom Tinggi 20,75 MPa (Sumber : ETABS
2016)
Gambar 4.24 Material Baja Tulangan BJTD 40 (Sumber : ETABS 2016)
81 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.25 Penampang Struktur Jaket Beton (Sumber : ETABS 2016)
Gambar 4.26 Penampang Struktur Tulangan Baja pada Jaket Beton (Sumber : ETABS 2016)
82 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.27 Penampang Struktur Concrete Jacketing (Sumber : ETABS 2016)
Setelah dilakukan simulasi pemodelan dengan ETABS 2016, maka didapatkan
output berupa diagram interaksi struktur kolom setelah diperkuat dengan
concrete jacketing. Berikut merupakan diagram interaksi untuk struktur kolom
yang sudah dilakukan perbaikan dengan metode concrete jacketing:
83 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.28 Diagram interaksi kolom podium setelah diperkuat dengan concrete
jacketing
Gambar 4.29 Diagram interaksi kolom tinggi setelah diperkuat dengan concrete
jacketing
84 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Hasil analisis menunjukan bahwa kolom yang sudah diperkuat sesuai dengan
spesifikasi tersebut mampu mencukupi kebutuhan gaya aksial dan momen.
10. Menghitung luas concrete jacketing pembungkus (′) dengan cara
mengurangi ukuran kolom yang dibutuhkan dengan ukuran kolom eksisting.
Ø = 430 mm
Ø = 550 mm
′ = 0,25 × × (Ø − Ø)
=0,25 × 3,14 × (550 − 430)
= 11.304 mm2
11. Menghitung luas tulangan longitudinal ekstra (′) dengan cara mengurangi
luas tulangan longitudinal kolom yang dibutuhkan dengan luas tulangan
longitudinal kolom eksisting.
Tulangan ekstra = 6 D12
′ = 0,25 × × ×
= 0,25 × 3,14 × 12 × 6
= 678,24 mm2
12. Menghitung luas concrete jacketing pembungkus aktual () dengan
Persamaan 2.35.
= 32 ′
= 32 ∙11.304
= 16.956 mm2 yang dipakai= 100 mm
13. Menghitung luas tulangan longitudinal ekstra aktual () dengan Persamaan
2.36.
= 43 ′
= 43 ∙678,24
85 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= 904,32 mm2 tulangan longitudinal yang dipakai = 8 D16
14. Menghitung jarak antar sengkang dengan Persamaan 2.37.
= ×
×
=×
√,×
= 89,91 mm ~ 75 mm tulangan sengkang yang dipakai Ø8 – 75
Sebagai sambungan antara kolom dengan pondasi atau pelat dilakukan
penjangkaran sebagai berikut:
= .
,
=∙
,√,
= 261,33 mm ~ 265 mm
Berikut merupakan gambar penampang struktur kolom yang sudah diperkuat
dengan metode concrete jacketing berdasarkan perhitungan yang telah
dilakukan.
Gambar 4.30 Dimensi penampang kolom podium dan kolom tinggi setelah diperkuat dengan concrete jacketing
86 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Gambar 4.31 Detail Penulangan kolom podium dan kolom tinggi setelah diperkuat
dengan concrete jacketing
Perbaikan dengan concrete jacketing untuk kolom tinggi maupun kolom podium
memerlukan beton setebal 15 cm dengan tulangan utama 8 D16 mm serta dengan
tulangan sengkang 8-75 mm.
Berdasarkan perhitungan, segi kekuatan kedua metode ini mampu memberikan
dampak yang cukup signifikan. Dengan metode pemasangan FRP, kolom
podium sebelum diperbaiki memiliki Pn maksimum sebesar 475,10 kN dan Mn
maksimum sebesar 42,48 kN.m. Berdasarkan perhitungan menggunakan 10
lapis FRP FRC 300 maka nilai Pn maksimum menjadi 1.691,43 kN dan Mn
maksimum menjadi 1.009,95 kN.m. Sedangkan berdasarkan perhitungan
menggunakan 6 lapis FRP FRC 530 maka nilai Pn maksimum menjadi 1.758,17
kN dan Mn maksimum menjadi 1.046,12 kN.m. Untuk kolom tinggi, sebelum
diperbaiki memiliki Pn maksimum 279,61 kN dan Mn maksimum sebesar 31,29
kN.m. Berdasarkan perhitungan dihitung menggunakan 6 lapis FRP FRC 300
maka nilai Pn maksimum menjadi 1.024,95 kN dan Mn maksimum sebesar
750,12 kN.m. Berdasarkan perhitungan menggunakan 3 lapis FRP FRC 530
87 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
maka nilai Pn maksimum menjadi 931,68 kN dan Mn maksimum sebesar 699,28
kN.m.
Perbaikan menggunakan metode concrete jacketing untuk kolom podium dan
kolom tinggi dengan tebal jaket 100 mm, tulangan utama 8 D16 dan sengkang
Ø8 – 75 mampu meningkatkan kapasitas beban aksial kolom podium menjadi
2.041,93 kN serta kolom tinggi menjadi 1.767,37 kN.
4.3 Perencanaan Analisis Biaya Material
Perencanaan analisis biaya material dilakukan untuk dapat dijadikan sebagai
pembanding dan bahan pertimbangan pada perencanaan perbaikan struktur.
Perhitungan biaya material di perlihatkan sebagai berikut.
4.3.1 Perhitungan biaya material FRP meliputi perkuatan seluruh kolom dengan bahan berupa FRC dan Nitowrap XS primer.
A. Kolom podium
Ø = 430 mm = 0,43 m
Tinggi kolom = 645 cm = 6,45 m
Jumlah kolom (n) = 68
Luas permukaan yang dilapisi = × Ø × ×
= 3,14 × 0,43 × 6,45 × 68
= 592,144 m2
B. Kolom tinggi
Ø = 430 mm = 0,43 m
Tinggi kolom = 645 cm = 6,45 m
Jumlah kolom (n) = 42
Luas permukaan yang dilapisi = × Ø × ×
= 3,14 × 0,43 × 6,45 × 42
= 365,769 m2
88 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Tabel 4.10 Perhitungan biaya material perkuatan dengan FRP Jenis
Kolom Bahan Harga satuan Satuan lapis
Luas permukaan (m2)
Harga material
Kolom Podium
FRC 300 (0,5 x 100 m) Rp36.547.432 50 m2 10 592,144 Rp4.328.268.566 Nitowrap XS Primer (15 kg) Rp5.624.911 60 m2 10 592,144 Rp555.126.190
Kolom Tinggi
FRC 300 (0,5 x 100 m) Rp36.547.432 50 m2 6 365,769 Rp1.604.150.137 Nitowrap XS Primer (15 kg) Rp5.624.911 60 kg/m2 6 365,769 Rp205.741.797
Total harga Rp6.693.286.693
Kolom Podium
FRC 530 (0,5 x50 m) Rp22.644.884 25 m2 6 592,144 Rp3.218.167.744 Nitowrap XS Primer (15 kg) Rp5.624.911 60 kg/m2 6 592,144 Rp333.075.714
Kolom Tinggi
FRC 530 (0,5 x50 m) Rp22.644.884 25 m2 3 365,769 Rp993.935.594 Nitowrap XS Primer (15 kg) Rp5.624.911 60 kg/m2 3 365,769 Rp102.870.898
Total harga Rp4.648.049.952
4.3.2 Perhitungan biaya material concrete jacketing meliputi perkuatan seluruh
kolom dengan bahan berupa beton dan besi.
A. Kolom podium
Ø = 430 mm = 0,43 m
= 100 mm = 0,10 m
Jumlah kolom (nk) = 68
Tulangan utama tambahan = 8 D16
Tinggi kolom = 645 cm = 6,45 m
Sengkang = Ø8 - 75
γ D16 = 1,58 kg/m
γ Ø8 = 0,395 kg/m
Volume beton = × Ø × × ×
= 3,14 × 0,43 × 6,45 × 0,10 × 68
= 59,219 m3
Volume besi tulangan utama tambahan
= ℎ × × γD16 × nk
89 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= 8 × 6,45 × 1,58 × 68
= 5.543,904 kg
Volume besi sengkang = ×
+ 1 × γØ8 × nk
=1,978 ×,
,+ 1 × 0,395 × 68
= 4.622,229 kg
Total volume besi = 5.543,904 + 4.622,229 = 10.166,133 kg
B. Kolom tinggi
Ø = 430 mm = 0,43 m
= 100 mm = 0,10 m
Jumlah kolom (n) = 42
Tulangan utama tambahan = 8 D16
Tinggi kolom = 645 cm = 6,45 m
Sengkang = Ø8 - 75
γ D16 = 1,58 kg/m
γ Ø8 = 0,395 kg/m
Volume beton = × Ø × × ×
= 3,14 × 0,43 × 6,45 × 0,10 × 42
= 36,576 m3
Volume besi tulangan utama tambahan
= ℎ × × γD16 ×
= 8 × 6,45 × 1,58 × 42
= 3.424,176 kg
Volume besi sengkang = ×
+ 1 × γØ8 × nk
=1,978 ×,
,+ 1 × 0,395 × 42
90 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
= 2.854,906 kg
Total volume besi = 3.424,176 + 2.854,906 = 6.279,082 kg
Tabel 4.11 Perhitungan biaya material perkuatan dengan concrete jacketing
Bahan Harga satuan Satuan volume Harga material
Kolom Podium beton Rp900.284 m3 59,219 Rp 53.313.918
besi (10 kg) Rp116.500 10 kg 10.166,133 Rp 118.435.449
Kolom Tinggi beton Rp900.284 m3 36,576 Rp 32.928.787
besi (10 kg) Rp116.500 10 kg 6.279,082 Rp 73.151.305
Total harga Rp 277.829.459
Berdasarkan perhitungan biaya material yang dilakukan, didapat total biaya
material untuk perkuatan dengan FRP jenis FRC 300 sebesar Rp 6.693.730.611,00
dan FRC 530 sebesar Rp 4.648.372.665,00 Perbedaan biaya ini dikarenakan akibat
adanya perbedaan jumlah lapis FRP yang cukup banyak. Biaya material dengan
concrete jacketing sebesar Rp 277.829.459,00. Perkuatan struktur dengan metode
concrete jacketing lebih efisien dari pada metode FRP dari segi biaya.
91
BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Kebakaran yang terjadi pada Pasar “X” mengakibatkan ketidakmampuan
struktur bangunan (kolom) dalam menanggung kondisi pembebanan.
2. Ketidakmampuan stuktur dibuktikan dengan hasil core drill yang menunjukan
kuat tekan karakteristik beton yang rendah, yaitu 1,25 MPa untuk kolom tinggi,
dan 4,35 MPa untuk kolom podium. Hal ini ditambah dengan analisis secara
komputasi (ETABS 2016).
3. Setelah dianalisis komputasi dengan alat bantu software ETABS 2016, kolom
podium memiliki nilai Pn maksimum sebesar 475,10 kN dan Mn maksimum
sebesar 42,48 kN.m. Sedangkan kolom podium membutuhkan Pn maksimum
sebesar 1.618,58 kN dan Mn maksimum sebesar 65,405 kN.m. Hal ini
menunjukan kolom podium tidak mampu memenuhi kapasitas beban.
4. Setelah dianalisis komputasi dengan alat bantu software ETABS 2016, kolom
tinggi memiliki nilai Pn maksimum sebesar 279,61 kN dan Mn maksimum
sebesar 31,29 kN.m. Kolom tinggi membutuhkan Pn maksimum sebesar 860,22
kN dan Mn maksimum sebesar 53,37 kN.m. Hal ini menunjukan kolom tinggi
tidak mampu memenuhi kapasitas beban.
5. Perbaikan kolom podium dengan metode pemasangan membutuhkan 10 lapis
FRP FRC 300 atau 6 lapis FRP FRC 530. Hasil perhitungan perbaikan kolom
podium menggunakan 10 lapis FRP FRC 300 maka nilai Pn maksimum
menjadi 1.691,43 kN dan Mn maksimum menjadi 1.009,95 kN.m. Hasil
perhitungan perbaikan kolom podium menggunakan 6 lapis FRP FRC 530
maka nilai Pn maksimum menjadi 1.758,17 kN dan Mn maksimum menjadi
1.046,12 kN.m.
92 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
6. Perbaikan kolom tinggi dengan metode pemasangan membutuhkan 6 lapis FRP
FRC 300 atau 3 lapis FRP FRC 530. Hasil perhitungan perbaikan kolom tinggi
menggunakan 6 lapis FRP FRC 300 maka nilai Pn maksimum menjadi
1.024,95 kN dan Mn maksimum menjadi 750,12 kN.m. Hasil perhitungan
perbaikan kolom tinggi menggunakan 3 lapis FRP FRC 530 maka nilai Pn
maksimum menjadi 931,68 kN dan Mn maksimum menjadi 699,28 kN.m
7. Perbaikan menggunakan metode concrete jacketing untuk kolom podium dan
kolom tinggi memerlukan tebal jaket 100 mm, tulangan utama 8 D16 dan
sengkang Ø8 – 75. Perbaikan metode ini mampu meningkatkan kapasitas
beban aksial kolom podium menjadi 2.041,93 kN serta kolom tinggi menjadi
1.767,37 kN.
8. Total biaya material yang dibutuhkan untuk memperbaiki kolom struktur
Pasar “X” dengan metode pemasangan FRP FRC 300 adalah Rp.
6.693.730.611,00. Sedangkan jika menggunakan FRP FRC 530 total biaya
materialnya adalah Rp. 4.648.372.665,00.
9. Total biaya material yang dibutuhkan untuk memperbaiki kolom struktur Pasar
“X” dengan metode concrete jacketing adalah Rp 277.829.459,00.
10. Biaya material perkuatan dengan concrete jacketing lebih murah dibanding
dengan metode FRP.
11. Segi kekuatan kedua metode mampu meningkatkan kekuatan secara signifikan.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, saran yang dapat diberikan adalah sebagai
berikut:
1. Perbaikan metode pemasangan FRP dan concrete jacketing mampu
meningkatkan kekuatan kolom secara signifikan. Sehingga untuk pemilihan
metode yang cocok, hendaknya dilihat dari segi biaya dan fungsi bangunan.
2. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk melengkapi penelitian ini. Penelitian
selanjutnya dapat memberikan variasi dalam berbagai hal seperti penggunaan
studi kasus yang berbeda, tipe FRP yang berbeda, dan metode perbaikan yang
93 Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
berbeda seperti kolom dilakukan perbaikan metode concrete jacketing terlebih
dahulu kemudian dipasang FRP.
3. Penelitian lebih lanjut perlu dilakukan perhitungan biaya secara kompleks
karena bisa saja dari perhitungan RAB keseluruhan, metode pemasangan FRP
lebih murah daripada metode concrete jacketing.
DAFTAR PUSTAKA
ACI 440.2R-08. (2008): Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures.
Ahmad, I. A., Nur A. S. T., dan Abdul H. A. (2009): Analisis pengaruh temperatur terhadap kuat tekan beton. Jurnal Teoretis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil 16 (2), 63-70.
Alcoer, S. M., dan Jirsa O. J. (1991): Reinforced concrete frame connection rehabilitated by jacketing. National Science Fondation. PMF Report 91-1.
Analisa Harga Satuan Pekerjaan (AHSP). Edisi III. Bidang Cipta Karya Semester I. 2018: Kementerian Pekerjaan Umum.
Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-1727-1989: Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumahdan Gedung.
Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-2847-2002. (2002): Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung.
Badan Standarisasi Nasional. SNI 1726:2012: Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung.
Bilow, D. N dan Mahmoud E. K. (2008): Fire and concrete structure. ASCE Structures 2008, Crossing Borders.
Burgoyne, C. (2009): Fibre reinforced polymers - strengths, weaknesses, opportunities and threats. Proceedings of the ninth international symposium of the Fiber-Reinforced Polymer Reinforcement for reinforced concrete structures. (FRPRCS), Sydney. Australia.
Concrete Society. Assessment, Design and Repair of Fire-Damaged Concrete Structures. The Concrete Society, Camberley, 2008, technical report 68. Dalam Ingham, J. (2009): Forensic engineering of fire-damaged structures. Proceeding of ICE Civil Engineering, 162, 12-17.
Badan Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Departemen Pekerjaan Umum, (2004): Pemeriksaan konstruksi bangunan beton bertulang pasca terbakar.
Hermawan, Darma, I. S., dan Soeparjo. Review DED Pasar Johar bagian utara dan tengah 2017. Data tidak dipublikasikan.
Hioe, H. (2017): Perkuatan struktur dengan carbon fiber reinforced polymer. Diperoleh melalui situs internet: idn.sika.com/content/dam/Indonesia/Main/ strengthening/document/perkuatan-struktur-dengan-cfrp.pdf. Diunduh pada tanggal 8 Maret 2018, pukul 11.00 WIB.
IS 15988. (2013): Seismic evaluation and strengthening of existing reinforced concrete buildings - guidelines. Indian Standard.
Julio, E. S., Branco, F., dan Silva,V.D. (2003): Structural rehabilitation of columns with reinforced concrete jacketing. Program Structure Engineering Material. 5, 29-37.
Analisis Metode Perbaikan Struktur Kolom Beton Bertulang Pasca Kebakaran (Studi Kasus Pasar “X”)
Nitowrap FRC. Diperoleh Melalui situs internet: http://www.fosroc.com/assets/ productDatasheets/TDS-Nitowrap-FRC-Saudi-Arabia.pdf. Diunduh pada tanggal 8 Maret 2018, pukul 11.00 WIB.
Nurdin, N. (2016): Dalam 1,5 jam, kebakaran kompleks Pasar Johar teratasi. Diperoleh melalui situs internet: regional.kompas.com/read/2016/ 02/28/02445801/Dalam.1.5.Jam.Kebakaran.Kompleks.Pasa.Johar.Teratasi Diunduh pada tanggal 26 Januari 2018, pukul 10.00 WIB.
Obaidat, Y. T. (2010): Structural retrofitting of reinforced concrete beams using carbon fibre reinforced polymer. Ph.D. Dissertation of Lund University. ISRN LUTVDG/TVSM--10/3070--SE (1-76) ISSN 0281-6679.
Okakpu, A. I. (2013): Evaluation and comparison of strengthening methods to deliver a safe, efficient and economical solution. Master Thesis. Eastern Mediterranean University. Gazimağusa. North Cyprus.
Priyanto, K. J. (2011): Perbaikan elemen struktur pasca kebakaran. Diperoleh melalui situs internet: Ejournal.utp.ac.id/index.php/JTSA/article/ download/424/411. Diunduh pada tanggal pada tanggal 26 Januari 2018, pukul 10.00 WIB.
Rahimi, H., dan Hutchinson, A. (2001): Concrete beams strengthened with externally bonded frp plates. Journal of Composites for Construction. 5 (1), 44-56.
Rochman, A. (2006): Gedung pasca bakar estimasi kekuatan sisa dan teknologi perbaikannya. Jurnal Dinamika Teknik Sipil. 6 (2), 94-100.
Sobuz, H. R., Ahmed, E., Uddin, M. A., Hasan, N. M. S., dan Uddin, M. J. (2011): Structural strengthening of RC beams externally bonded with different CFRP laminates configurations. Journal of Civil Engineering (IEB), 39 (1), 33-47.
Sumardi, P. C. (2000): Aspek kimia beton pasca bakar, Jurnal. Yogyakarta: Kursus Singkat Evaluasi dan Penanganan Struktur Beton yang Rusak Akibat Kebakaran dan Gempa, 24-25 Maret. Dalam Jurnal Ahmad, I.A., Nur A.S.T., dan Abdul H.A. (2009): Analisis Pengaruh Temperatur Terhadap Kuat Tekan Beton. Jurnal. Makasar: Jurnal Teoritis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil 16 (2), 63-70.
Tjokrodimulyo, K. (2000): Pengujian mekanik laboratorium beton pasca bakar, Yogyakarta:Nafri. Dalam Jurnal Ahmad, I.A., Nur A.S.T., dan Abdul H.A. (2009): Analisis pengaruh temperatur terhadap kuat tekan beton. Jurnal. Makasar: Jurnal Teoretis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil. 16 (2), 63-70.
Ukiman., Utomo, S., Hartono., Nurhadi, I., Rahardjo, P. (2017): Penurunan Kuat Tarik Baja Tulangan Polos Pada Mutu Beton K-175 Tebal Selimut 3 Cm Terbakar Dengan Waktu Yang Berbeda. Jurnal Orbith. 13 (2), 137-143.
Waghmare, S. P. B. (2011): Materials and jacketing technique for retrofitting of structures. International Journal of Advanced Engineering Research and Studies. 1 (1), 15-19.
Yoshitake, I., Kim, Y. J., Yumikura, K., dan Mimura, Y. (2011): Composite strips with various anchor systems for retrofitting concrete beams. International Journal of Concrete Structures and Materials. 5:1, 43 - 48.
Zhang, Y. (2012): Repair and Strengthening of Reinforced Concrete Beams. Master Thesis. The Ohio State University. Ohio.
DAFTAR PUBLIKASI
Hidayat, I., Susanto, S.E., Hermawan, Widianto, D., Kriswandhono, A. (2018): Kajian Implementasi Konstruksi Berkelanjutan Pada Penanganan Bangunan Pasca Kebakaran Dengan Fiber Reinforced Polymer (FRP) dan Jacketing. Seminar Nasional Riset Teknologi Terapan 2018. “Rekayasa Dan Inovasi Ipteks Dalam Membangun Negara Maritim” XIII-2-3 Agustus 2018. (Full Paper Diterima).