beton baja

Seminar Nasional : Transformasi Teknologi untuk Peningkatan Kualitas Hidup Manusia ____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________ UNIVERSITAS TEKNOLOGI YOGYAKARTA - 2006

STUDI PERBANDINGAN BIAYA KONSTRUKSI PADA GEDUNG BETON BERTULANG TAHAN GEMPA

YANG DIRENCANAKAN BERDASARKAN SRPMM DAN SRPMK

Yosafat Aji Pranata[1], Maksum Tanubrata[2] Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Maranatha

Jln. Prof. drg. Suria Sumantri, MPH., No. 65 Bandung 40164 E-mail : [email protected]

ABSTRAK

Evaluasi biaya sangat penting dilakukan dalam perencanaan struktur bangunan gedung. Hal ini memungkinkan perencana mampu merencanakan struktur sesuai kebutuhan. Konsep perencanaan struktur bangunan gedung tahan gempa sangat penting, karena Negara Indonesia terletak dalam wilayah gempa dengan intensitas menengah hingga tinggi. Tujuan penulisan ini adalah melakukan studi perbandingan biaya konstruksi pada gedung beton bertulang yang direncanakan berdasarkan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), sesuai Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung [SNI 1726, 2002] dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung [SNI 03-2874, 2002]. Evaluasi biaya direncanakan berdasarkan Analisis Harga Satuan Pekerjaan Tertinggi Dinas Bangunan Kota Bandung tahun 2006. Evaluasi perilaku seismik menunjukkan bahwa kedua model struktur SRPMK dan SRPMM termasuk dalam tingkat kinerja Damage Control. Evaluasi biaya menunjukkan bahwa perbedaan biaya antara model struktur yang direncanakan berdasarkan SRPMK dan SRPMM kurang dari 1%. Kata kunci : Gedung beton bertulang, SRPMM, SRPMK, Biaya.

1. PENDAHULUAN Perencanaan struktur bangunan gedung terhadap beban gempa di Indonesia

sangat penting. Beberapa kejadian gempa yang telah terjadi pada kurun waktu 3 tahun

terakhir menunjukkan bahwa wilayah Indonesia termasuk dalam kategori wilayah

gempa dengan intensitas moderat hingga tinggi. Secara umum, perencanaan struktur

bangunan gedung beton bertulang tahan gempa berdasarkan standar peraturan

gempa Indonesia [SNI 1726, 2002] dan standar peraturan beton Indonesia [SNI 03-

2847, 2002] dapat dilakukan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah

(SRPMM) dan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Kedua konsep

perencanaan ini akan menghasilkan jumlah luas tulangan nominal untuk desain yang

berbeda, sehingga hal ini berhubungan dengan perencanaan biaya.

Tujuan penulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Melakukan evaluasi perilaku seismik struktur dengan analisis pushover.

2. Melakukan evaluasi biaya struktur.



Ruang lingkup yang digunakan dalam penulisan sebagai berikut :

1. Gedung beton bertulang beraturan, dengan jumlah lantai 3.

2. Gedung terletak di wilayah gempa 4, tanah keras di Indonesia.

3. Fungsi gedung untuk perkantoran.

4. Beban gempa rencana sesuai SNI 1726-2002.

5. Gedung didesain berdasarkan SRPMK dan SRPMM.

6. Pemodelan, analisis dan desain dilakukan dengan software ETABS.

7. Analisis Pushover dilakukan dengan software ETABS.

8. Pemodelan properti sendi menggunakan default sesuai ATC-40.

9. Evaluasi biaya direncanakan berdasarkan Analisis Harga Satuan Pekerjaan

Tertinggi Dinas Bangunan Kota Bandung tahun 2006.

2. PEMODELAN, ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR Dalam perencanaan struktur bangunan gedung, dilakukan analisis dinamik 3D

untuk mengetahui karakteristik dinamik gedung dan mendapatkan jumlah luas tulangan

nominal untuk desain. Pemodelan, analisis dan desain dilakukan dengan

menggunakan program ETABS dengan analisis dinamik spektrum respons, dimana

nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal

akibat pengaruh Gempa Rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh kurang dari

80% nilai respons ragam yang pertama (gaya geser dasar nominal). Faktor partisipasi

massa translasi sumbu-x, sumbu-y dan rotasi sumbu-z sesuai syarat partisipasi massa

ragam efektif minimum 90%. Sistem struktur menggunakan model rigid diaphragm.

Kombinasi pembebanan untuk desain ada 4 macam yaitu : (a). 1,4DL; (b).

1,2DL + 1,6LL; (c). 1,2DL + f.LL ± E; di mana f = 0,5 karena L < 500 kg/m² dan (d).

0,9DL ± E.

2.1 Sistem Rangka Pemikul Momen Sesuai dengan peraturan beton Indonesia [SNI 03-2847, 2002] mengenai

perencanaan struktur tahan gempa, untuk struktur bangunan dengan sistem struktur

balok-kolom, terdapat ketentuan-ketentuan yang harus dipenuhi dalam detailing.

2.2 Evaluasi Perilaku Seismik Struktur Evaluasi perilaku seismik struktur pasca elastik dilakukan dengan analisis

Pushover, yaitu analisis statik nonlinier di mana pengaruh Gempa Rencana terhadap

struktur bangunan gedung dianggap sebagai beban statik yang menangkap pada



pusat massa tiap lantai, yang nilainya ditingkatkan berangsur-angsur sampai

melampaui pembebanan yang menyebabkan terjadinya sendi plastis pertama pada

struktur, kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan

bentuk pasca-elastik yang besar sampai mencapai kondisi plastik.

Pemodelan sendi digunakan untuk mendefinisikan perilaku nonlinier force-

displacement dan/atau momen-rotasi yang ditempatkan pada ujung-ujung balok dan

kolom. Dalam studi ini, elemen kolom menggunakan tipe sendi default-PMM, dengan

pertimbangan bahwa elemen kolom terdapat hubungan gaya aksial dengan momen

(diagram interaksi P-M). Sedangkan untuk elemen balok menggunakan tipe sendi

default-M3, dengan dengan pertimbangan bahwa balok efektif menahan momen dalam

arah sumbu kuat (sumbu-3), sehingga diharapkan sendi plastis terjadi pada balok.

Gambar 1. Properti sendi Default-M3 dan Default-PMM.

Skema distribusi lateral load yang digunakan dalam studi ini adalah model

skema segitiga. Evaluasi perilaku seismik meliputi evaluasi kinerja struktur dan

klasifikasi tingkat keamanan struktur sesuai ATC-40 [ATC, 1996].

2.3 Evaluasi Biaya Dalam penulisan ini, analisis perhitungan harga satuan didasarkan pada

Perhitungan Harga Satuan Pekerjaan Tertinggi dari Dinas Bangunan Kota Bandung

tahun 2006. Pengertian analisis harga satuan pekerjaan adalah adalah termasuk harga

satuan bahan, upah, tenaga kerja, dan peralatan.

3. STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN 3.1 Asumsi Desain dan Model Struktur

Studi kasus menggunakan model gedung dengan sistem struktur balok-kolom,

kategori beraturan, dengan jumlah lantai 3, fungsi gedung untuk perkantoran (I = 1).

Tinggi tiap lantai adalah 3,4 meter. Jumlah bentang arah-x dan arah-y sama yaitu 3x3

bentang @ 5 meter (Gambar 2).



Mutu beton yang digunakan fc’ 25 MPa, mutu baja fy 400 MPa, fys 240 MPa

(balok) dan fys 400 MPa (kolom). Pelat menggunakan tebal 120 mm, beban mati (SDL)

untuk pelat lantai 140 kg/m², beban hidup pelat 250 kg/m² (lantai) dan 100 kg/m²

(atap). Dimensi dan ukuran penampang sebagai berikut : (a). Kolom menggunakan

dimensi 300x300 mm², dan (b). Balok menggunakan dimensi 300x400 mm².

(a). Tampak atas (b). Model 3D

Gambar 2. Model struktur.

3.2. Asumsi Kualitas Baja Tulangan Pada penulisan ini, asumsi yang digunakan dalam penentuan harga satuan

baja tulangan diambil dari produk MasterSteel (MS) atau setara. Baja tulangan yang

digunakan adalah tulangan utama D16 (ulir) dan tulangan geser D10 (polos).

3.3 Pemodelan, Analisis dan Desain Hasil analisis memperlihatkan karakteristik struktur bangunan gedung untuk 3

ragam pertama, period berturut-turut 1,1181 detik, 1,1181 detik, dan 0,9691 detik.

3.4 Detailing Dari hasil analisis dan desain diperoleh jumlah luas tulangan nominal untuk

desain. Hasil selengkapnya ditampilkan dalam Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4,

Tabel 5, dan Tabel 6.

Tabel 1. Penulangan kolom gedung SRPMK.

Portal Lantai Jumlah Tulangan A. Tulangan Utama

Luar 1-3 6D16 Dalam 1-3 6D16

B. Tulangan Geser Luar 1-3 D10-60 mm

Dalam 1-3 D10-60 mm



Tabel 2. Penulangan balok gedung SRPMK.

Jumlah Tulangan Utama Portal Lantai Kiri Kanan

Atas 3D16 3D16 Dalam 1-2 Bawah 2D16 2D16 Atas 2D16 2D16 Dalam 3

Bawah 2D16 2D16 Atas 3D16 3D16 Luar 1-2

Bawah 2D16 2D16 Atas 2D16 2D16 Luar 3

Bawah 2D16 2D16

Tabel 3. Penulangan geser balok gedung SRPMK.

Keterangan Tulangan Geser Balok D10-85 mm

Tabel 4. Penulangan kolom gedung SRPMM.

Portal Lantai Jumlah Tulangan

A. Tulangan Utama 1 12D16 2 8D16

Luar

3 6D16 1 14D16 2 8D16

Dalam

3 6D16 B. Tulangan Geser

Luar 1-3 D10-115 mm Dalam 1-3 D10-115 mm

Tabel 5. Penulangan balok gedung SRPMM.

Jumlah Tulangan Utama Portal Lantai Kiri Kanan

Atas 4D16 4D16 Dalam 1-2 Bawah 3D16 3D16 Atas 4D16 4D16 Dalam 3

Bawah 3D16 3D16 Atas 3D16 3D16 Luar 1-2

Bawah 3D16 3D16 Atas 3D16 3D16 Luar 3

Bawah 2D16 2D16

Tabel 6. Penulangan geser balok gedung SRPMM.

Keterangan Tulangan Geser Balok D10-115 mm



3.5 Evaluasi Perilaku Seismik Struktur Hasil evaluasi perilaku seismik struktur pasca elastik berupa kurva kapasitas

dan skema kelelehan/distribusi sendi plastis selengkapnya ditampilkan dalam Gambar

3, Tabel 7, dan Tabel 8.

(a). Gedung SRPMM. (b). Gedung SRPMK.

Gambar 3. Kurva Kapasitas.

Tabel 7. Skema distribusi sendi plastis gedung SRPMK

No. Displ. (m) Base Force A-B B-IO IO-LS LS-CP CP-C C-D D-E >E TOTAL

1 0.02 37056.22 238 2 0 0 0 0 0 0 240

2 0.02 43630.44 218 22 0 0 0 0 0 0 240

3 0.04 72316.85 200 24 16 0 0 0 0 0 240

4 0.07 90004.84 184 32 22 2 0 0 0 0 240

5 0.08 95616.09 180 36 22 2 0 0 0 0 240

6 0.09 96839.71 176 16 28 20 0 0 0 0 240

7 0.11 100201.29 176 8 32 24 0 0 0 0 240

Tabel 8. Skema distribusi sendi plastis gedung SRPMM

No. Displ. (m) Base Force A-B B-IO IO-LS LS-CP CP-C C-D D-E >E TOTAL

1 0.00 0.00 240 0 0 0 0 0 0 0 240

2 0.02 37056.22 238 2 0 0 0 0 0 0 240

3 0.03 57538.12 222 18 0 0 0 0 0 0 240

4 0.05 88650.66 202 34 4 0 0 0 0 0 240

5 0.07 101697.12 190 38 12 0 0 0 0 0 240

6 0.07 105523.81 184 16 36 4 0 0 0 0 240

7 0.10 111251.84 178 18 4 40 0 0 0 0 240

8 0.13 118013.28 176 14 10 38 0 2 0 0 240

9 0.15 120581.98 176 14 10 38 0 0 2 0 240

Evaluasi tingkat kinerja struktur diperoleh sebagai berikut :

1. Model gedung SRPMM, titik kinerja diperoleh gaya geser dasar (V) 107117,59 kg,

dan peralihan (D) 0,082 meter.



2. Model gedung SRPMK, titik kinerja diperoleh gaya geser dasar (V) 96204,89 kg,

dan peralihan (D) 0,083 meter.

3. Drift model gedung SRPMM diperoleh sebesar 0,008039, maka gedung termasuk

dalam tingkat kinerja Damage Control (DC) sesuai ATC-40 [ATC, 1996].

4. Drift model gedung SRPMK diperoleh sebesar 0,008137, maka gedung termasuk

dalam tingkat kinerja Damage Control (DC) sesuai ATC-40 [ATC, 1996].

5. Pada model gedung SRPMK, sendi plastis terjadi pada balok dan kolom lantai

dasar, artinya mekanisme tingkat tidak terjadi, sehingga terpenuhi ketentuan kolom

kuat balok lemah.

(a). Gedung SRPMM (b). Gedung SRPMK

Gambar 4. Skema distribusi sendi plastis.

3.6 Evaluasi Biaya Struktur Evaluasi biaya dilakukan untuk komponen struktur kolom, balok, dan pelat.

Untuk elemen pelat, kedua model gedung (SRPMK dan SRPMM) memberikan hasil

nilai biaya yang sama, karena jumlah tulangan nominal untuk desain sama.

Untuk elemen kolom dan balok, jumlah luas tulangan nominal untuk desain,

baik itu tulangan lentur dan geser berbeda antara model gedung SRPMK dan SRPMM.

Model gedung yang didesain berdasarkan SRPMK secara umum memberikan

hasil jumlah luas tulangan lentur lebih sedikit, namun jarak antar tulangan geser lebih

pendek dibandingkan model gedung berdasarkan SRPMM.

Hasil evaluasi biaya menunjukkan bahwa gedung yang didesain dengan

SRPMK sebesar Rp. 385.265.490,00 dan gedung yang didesain dengan SRPMM sebesar

Rp. 381.942.258,00. Hasil perhitungan selengkapnya ditampilkan dalam Tabel 9 dan

Tabel 10.



Tabel 9. Evaluasi biaya model gedung SRPMK

No. Jenis Pekerjaan Satuan Volume Harga Satuan Pek. (Rupiah)

Jumlah (Rupiah)

1. Balok 30/40 (lantai 1 dan lantai 2, Portal luar) (133 kg)

m³

14.4 2686800 38689920

2. Balok 30/40

(lantai 3 Portal luar) (120 kg)

m³

7.2 2543800 18315360

3. Balok 30/40

(lantai 1 dan lantai 2, Portal dlm) (133 kg)

m³

14.4 2686800 38689920

4. Balok 30/40

(lantai 3 Portal dlm) (120 kg)

m³

7.2 2543800 18315360

5. Kolom 30/30 (luar)

(270 kg) m³ 11.016 5034520 55460272

6. Kolom 30/30 (dalam)

(270 kg) m³ 3.672 5034520 18486757

7. Pelat (lantai 1, 2, 3) m³ 81 2435900 197307900

JUMLAH 385265490

Tabel 10. Evaluasi biaya model gedung SRPMM

No. Jenis Pekerjaan Satuan Volume Harga Satuan Pek. (Rupiah)

Jumlah (Rupiah)

1. Balok 30/40 (lantai 1 dan lantai 2, Portal luar) (134 kg)

m³

14.4 2697800

38848320 2. Balok 30/40

(lantai 3 Portal luar) (121 kg)

m³

7.2 2554800

18394560 3. Balok 30/40

(lantai 1 dan lantai 2, Portal dlm) (147 kg)

m³

14.4 2840800

40907520 4. Balok 30/40

(lantai 3 Portal dlm) (147 kg)

m³

7.2 2840800

20453760 5. Kolom 30/30 (luar)

Lantai 1 (298 kg) Lantai 2 (228 kg) Lantai 3 (293 kg)

m³ m³ m³

3.672 3.672 3.672

534252045725204187520

19617733 16790293 15376573

6. Kolom 30/30 (dalam) Lantai 1 (298 kg) Lantai 2 (228 kg) Lantai 3 (293 kg)

m³ m³ m³

1.224 1.224 1.224

430852037585203571520

5273628.5 4600428.5 4371540.5

7. Pelat (lantai 1, 2, 3) m³ 81 2496900 197307900 JUMLAH 381942258

3.7 Pembahasan Hasil evaluasi perilaku seismik struktur menunjukkan bahwa kedua model

gedung termasuk dalam tingkat kinerja Damage Control sesuai ATC-40. Hal ini

menunjukkan bahwa gedung berada dalam kategori range antara performance level



Immediate Occupancy dan Life Safety. Dalam kategori ini pemodelan struktur

bangunan baru sesuai pemodelan dengan beban gempa rencana dengan nilai beban

gempa yang peluang dilampauinya dalam rentang masa layan gedung 50 tahun adalah

10% atau nilai beban gempa yang perioda ulangnya adalah 500 tahun. Kategori

Damage Control juga masih mempunyai demand yang cukup dan lebih besar daripada

kategori Life Safety (SP-3).

Perbedaan evaluasi harga untuk perencanaan struktur balok-kolom-pelat pada

model struktur yang ditinjau dalam penulisan ini memberikan hasil yang tidak berbeda

jauh, atau perbedaannya tidak signifikan (< 1%). Jadi dari segi ekonomis, hal ini tidak

berpengaruh besar, oleh karena itu pemilihan metode analisis lebih ditentukan

berdasarkan pada faktor wilayah gempa atau kepentingan fungsi bangunan tersebut.

4. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari penulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Analisis pushover cukup rasional dilakukan untuk model gedung beraturan.

2. Evaluasi perilaku seismik menunjukkan bahwa baik gedung yang didesain

berdasarkan SRPMM maupun SRPMK masih termasuk dalam kategori tingkat

kinerja Damage Control.

3. Evaluasi biaya menunjukkan bahwa perbedaan biaya antar SRPMK dengan

SRPMM tidak berbeda jauh, yaitu kurang dari 1 %. Hal ini mengindikasikan bahwa

dari segi ekonomis tidak berpengaruh besar, oleh karena itu pemilihan metode

rangka pemikul momen lebih ditentukan berdasarkan pada faktor wilayah gempa

atau kepentingan dan fungsi bangunan tersebut.

REFERENSI 1. Applied Technology Council (1996), Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete

Buildings, ATC-40, Volume 1, Report No. SSC 96-01.

2. Computer and Structures, Inc (2001), ETABS Manual, version 8, Integrated

Building Design Software, California, Berkeley.

3. Dinas Kota Bandung (2006), Analisa Harga Satuan Pekerjaan Tertinggi Dinas Kota

Bandung Tahun 2006.

4. SNI 1726-2002 (2002), Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

5. SNI 03-2847-2002 (2002), Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.



6. Yosafat, A.P., Djoni, S. (2005), Evaluasi Kinerja Terhadap Beban Gempa dari

Gedung Beton Bertulang Bertingkat Rendah yang Didesain hanya dengan Beban

Gravitasi, Jurnal Teknik Sipil, Universitas Katolik Parahyangan, Volume 6 Nomor 2,

Desember, 2005.

RIWAYAT PENULIS [1] Yosafat Aji Pranata, ST., MT., dosen tetap Jurusan Teknik Sipil, Universitas

Kristen Maranatha, Bandung. E-mail : [email protected] [2] Maksum Tanubrata, Ir., MT., dosen tetap Jurusan Teknik Sipil, Universitas

Kristen Maranatha, Bandung. E-mail : [email protected]

beton baja

Documents

Transcript of beton baja