BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASANrepository.unika.ac.id/18491/5/14.B1.0002 IVAN HIDAYAT (9.06)..pdf BAB...

72
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”

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).