EVALUASI KINERJA DAN PERKUATAN STRUKTUR GEDUNG GUNA PENAMBAHAN LANTAI DENGAN STUDI KASUS GEDUNG...

1

EVALUASI KINERJA DAN PERKUATAN STRUKTUR GEDUNG GUNA

PENAMBAHAN LANTAI DENGAN STUDI KASUS GEDUNG

FAKULTAS PSIKOLOGI UNJANI

Yudi Herdiansah1)

[email protected]

Anto Destianto2)

R.Rangga Gumilar S.2)

Fakultas Teknik – Universitas Jenderal Achmad Yani

ABSTRAK

The desire of young people to study in university, it increase every years, It is same as growth of

university student in UNJANI especially psicholoy faculty. It encouraged university to expand psychology bulding. At first, psychology building has two floor, which serves as dekanat and partly as lecture room.

it will be expanded three-floor with the addition of lecture room.

This research will conduct a study on performance evaluation and strengthening of buildings due to the

addition of floors and provide alternative solutions strengthening of existing structures which needed.

Some things are done in collecting data is by reviewing existing building and collecting secondary data.

Modeling structure uses ETABS program v.9.2 to get members force, shape deformation, necessary of

reinforcement and the capacity ratio of beams and columns. Evaluation of structures seismic performance

subjected due to worked loads, includes evaluation of serviceability performance limit and evaluation of

ultimate performance limit. Next step is design of structural elements in order to know the dimensions of

reinforcement which required. If in checking the existing structural elements is not sufficient, then made strengthening structure used Fiber Reinforced Polymer (FRP).

From the results of the analysis, they are obtained result that existing columns structure and foundations

are still able to withstand the load due to the addition of the floor. There are several existing beam

structure beam performed using FRP reinforcement, they are beam 25/40 and 30/50 on the 2nd floor,

and beam 20/40 and 20/30 on the 3rd floor which serves as ringbalk at previous.

Kata Kunci : struktur, struktur balok, perkuatan, FRP,

1) Staff Pengajar Jurusan Teknik Sipil UNJANI

2) Alumni Jurusan Teknik Sipil UNJANI

I. PENDAHULUAN

Akibat peningkatan jumlah mahasiswa

Fakultas Psikologi UNJANI dan keterbasan

sarana infrastruktur yang ada, maka hal tersebut mendorong adanya pengembangan

gedung Fakultas Psikologi, yang semula

gedung dua lantai yang berfungsi sebagai Dekanat Fakultas Psikologi dan gedung

perkuliahan menjadi gedung tiga lantai

dengan penambahan ruang perkuliahan. Untuk itu gedung Fakultas Psikologi dijadikan

studi kasus penambahan lantaipada gedung

guna memenuhi kebutuhan ruang perkuliahan.

Dengan adanya penambahan lantai pada bangunan, maka diperlukan analisis untuk

mengetahui kemampuan struktur gedung

dalam menahan beban-beban akibat penambahan lantai bangunan.

Berdasarkan latar belakang di atas, maka

dalam penulisan ini akan dilakukan kajian mengenai evaluasi kinerja dan perkuatan

struktur gedung akibat penambahan lantai.

Hasil kajian akan menunjukan kemampuan

struktur dan dapat menentukan solusi perkuatan struktur existing apabila diperlukan.

Penyusun berharap dapat memberikan

masukan kepada pihak pengelola gedung di UNJANI, dalam melakukan penambahan

lantai pada gedung Fakultas Psikologi sebagai

solusi untuk memenuhi kebutuhan ruang perkuliahan. Mengatasi permasalahan yang

muncul akibat penambahan lantai gedung,

sehingga menjamin keamanan bagi pengguna

gedung dan kepastian hukum bagi pengelola bangunan.

2

II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Standar dan Peraturan yang

digunakan

Berikut ini adalah peraturan – peraturan

yang digunakan dalam melakukan analisis

struktur gedung Psikologi UNJANI akbat penambahan lantai:

1. SNI 03–1726–2002, Standar Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung.

2. SNI 03–2847–2002, Tata Cara

Perhitungan Struktur Beton untuk

Bangunan Gedung. 3. SNI 03–1727–1989, Tata Cara

Perencanaan Pembebanan untuk Rumah

dan Gedung.

II.2. Analisis Gempa

Gempa adalah getaran yang terjadi

dipermukaan bumi secara tiba - tiba yang

diakibatkan oleh aktifitas tektonik maupun

aktifitas vulkanik Perencanaan beban beban gempa untuk berbagai kategori gedung,

tergantung pada kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur selama umur gedung. Pengaruh gempa rencana harus dikalikan

dengan faktor keutamaan (I) dengan

persamaan berikut:

I = I1 . I2 (1)

Dimana :

I1 = Faktor keutamaan untuk menyesuaikan

perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya

gempa selama umur gedung.

I2 = Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa yang berkaitan

dengan penyesuaian umur gedung

II.3. Evaluasi Kinerja Struktur ( Mengacu

Pada SNI 03-1726-2002 )

1. Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung

ditentukan oleh simpangan antar-tingkat akibat pengaruh Gempa Rencana, untuk

membatasi terjadinya pelelehan baja dan

peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan nonstruktur dan

ketidaknyamanan penghuni.

Untuk memenuhi persyaratan kinerja

batas layan struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari

simpangan struktur gedung tidak boleh

melampaui 0,03/R kali tinggi tingkat yang

bersangkutan atau 30 mm, bergantung yang

mana yang nilainya kecil.

2. Kinerja Batas Ultimit

Kinerja batas ultimit struktur gedung

ditentukan oleh simpangan dan simpangan

antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi

struktur gedung diambang keruntuhan, untuk

membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat

menimbulkan korban jiwa dan untuk

mencegah benturan berbahaya antar-gedung

atau antar bagian struktur gedung yang dipisahkan dengan sela dilatasi.


batas ultimit struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung

dari simpangan struktur gedung, tidak boleh

melampaui 0.02 kali tingkat yang bersangkutan.

II.3. Evaluasi Analisis Kekuatan Struktur

Existing ( Mengacu pada SNI 03-2487-

2002)

1. Kapasitas kekuatan pondasi

Pondasi existing yang digunakan adalah pondasi telapak digunakan untuk mendukung

sebuah kolom dan menyebarkan beban

struktur bangunan ke tanah dasar.

Jika resultan beban eksentris dan terdapat

momen lentur yang harus didukung pondasi,

momen – momen (M) tersebut dapat

digantikan dengan beban vertical (P) yang titik tangkap gayanya berjarak e dari pusat

beban pondasi dengan :

𝑒 =𝑀

𝐴 (2)

Menurut Shmermann (1978) faktor –

faktor daya dukung untuk dipakai dalam

persamaan daya dukung Terzaghi, dapat diperkiran sebagai :

0,8 Nq, ≅ 0,8 Ny ≅ qc (3)

Dimana qc dirata – ratakan sepanjang selang kedalaman mulai sekitar B/2 di atas sampai

a,aB dibawah alas telapak. Taksiran ini harus

dapat diterapkan untuk D/B ≤ 1,5. Untuk

tanah tak berkohesi (bujur sangkar) kita dapat menggunakan :

𝑞𝑢 = 5 + 0,3. 𝑞𝑐 (4)

Dimana :

3

qu = tekanan ultimit (kN/m2)

qc = tekanan hasil sondir (kN/m2)

2. Baja tulangan

Baja tulangan didapat dari data hasil

gambar existing. Kuat lentur tulangan harus

memenuhi persyaratan yang tercantum pada peraturan SNI 03-2487-2002 yaitu ØMn ≥

Mu, dimana momen ultimit didapat dari

kombinasi pembebanan setelah dilakukan penambahan lantai.

Untuk kuat geser, persyaratan kuat geser

yang tercantum dalam SNI 03-2487-2002

adalah ØVn ≥ Vu.

II.4.Perkuatan Struktur Dengan Fiber

Reinforced Polymer (FRP)

1. Perkuatan Lentur

Kapasitas lentur balok didasarkan pada

kekuatan batas ultimit dan mengacu pada ACI

Committee 440, yang ditentukan oleh batasan kuat tekan beton dan tegangan leleh baja

tulangan serta tegangan efektif Fiber

Reinforced Polymer (FRP). Dalam analisis penampang sebagai dasar

perhitungan untuk mendapatkan Mn pada

kondisi lentur murni dapat diturunkan dari persamaan kesetimbangan gaya-gaya dalam

sebagai berikut:

Gambar 1. Diagram regangan-tegangan kolom dengan beban eksentris dengan

perkuatan Fiber Reinforced Polymer (Sumber:

Ignatius C., Andreas T.,Hary C.,2008)

𝑇𝑠 + 𝑇𝑓𝑒 = 𝐶𝑐 + 𝐶𝑠 (5)

Dimana :

Ts = gaya tarik baja tulangan Tfe = gaya tarik sumbangan Fiber Reinforced

Polymer

Cc = gaya tekan beton

Cs = gaya tekan tulangan baja

Dengan memperhatikan letak titik

masing-masing resultan gaya serta ukuran

penampang, akan didapat kuat lentur nominal Mn. Tetapi kontribusi Fiber Reinforeced

Polymer masih perlu dikalikan faktor reduksi

ψf =0,85 (Ignatius C., Andreas T.,Hary

C.,2008), sehingga momen nominal total Mn

dapat dicari dengan persamaan berikut:

𝑀𝑛 = 𝐴𝑠𝑓𝑠 𝑑 −𝑎

2 + 𝐴′𝑠𝑓′𝑠 𝑑 − 𝑑′ +

𝜓𝑓𝐴𝑓𝑓𝑓𝑒 ℎ − 𝑑 (6)

Karena pertimbangan kompabilitas

regangan FRP sebaiknya hanya digunakan

untuk menahan gaya tarik. Selain itu disarankan bahwa kuat lentur nominal balok

setelah diperkuat Mn tidak boleh melebihi dua

kali kuat lentur sebelum diperkuat Mno atau

𝜂𝐵 =𝑀𝑛

𝑀𝑛𝑜≤ 2.

2. Perkuatan Geser

Kuat geser nominal Vn merupakan

gabungan konstribusi beton Vc dan tulangan

geser Vs dan FRP Vf (Ignatius C., Andreas T.,Hary C.,2008). Ketahanan geser masih

dikalikan dengan faktor reduksi kekuatan,

sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:

∅𝑉𝑛 = ∅ 𝑉𝑐 + 𝑉𝑠 + 𝜓𝑉𝑓 (7)

Dimana :

Ø = faktor reduksi kekuatan

Ø = 0,65 𝜓=faktor reduksi tambahan

untuk FRP

𝜓 = 0,95 untuk komponen yang ditutup

lembaran keliling penampang atau

keempat sisinya.

𝜓 = 0,85 untuk U-wrap tiga sisi atau

bentuk pelat

Kekuatan geser Vf kontribusi

FRP adalah

𝑉𝑓 =𝐴𝑓𝑣 𝑓𝑓𝑒 (𝑠𝑖𝑛𝛼 +𝑐𝑜𝑠𝛼 )𝑑𝑓

𝑆𝑓 (8)

Gambar 2. Perkuatan geser dengan perkuatan Fiber Reinforced Polymer (Sumber: Ignatius C., Andreas T.,Hary

C.,2008)

III. METODOLOGI

Gedung yang menjadi objek penelitian

adalah gedung Fakultas Psikologi Universitas

Jenderal Achmad Yani yang terletak di

Cimahi, kab. Bandung, Jawa barat.

4

Pada penelitian ini hal pertama yang

dilakukan adalah persiapan yang meliputi kajian literatur dan pengolahan data. Kajian

literatur ini dilakukan untuk memperoleh

gambaran yang lebih jelas tentang studi yang

akan dilaksanakan, sedangkan dalam melakukan pengumpulan data ada beberapa

yang harus di perhatikan yaitu :

1. Kajian Gedung Existing Pada tahapan ini dilakukan pengamatan

dan pengkajian mengenai gedung existing.

2. Pengumpulan Data Sekunder

Pada tahapan ini dilakukan pengumpulan data–data sekunder meliputi gambar gedung

existing (basic drawing), data dimensi

elemen–elemen struktur, data penulangan struktur dan data wilayah gempa.

Selanjutnya melakukan pemodelan

struktur dibantu dengan program ETABS v9.2.

Gambar 3 Model Struktur Gedung dengan

ETAB v9.2.

Pada saat melakukan pemodelan struktur

dimasukan data–data pembebanan yang

meliputi beban mati sendiri, baban mati tambahan, beban hidup, dan beban gempa

yang dibutuhkan untuk melakukan analisis

struktur menggunakan program ETABS v 9.2.

Setelah melakuakan analisis dengan

program ETABS v9.2 maka diperoleh informasi sebagai berikut :

1. Gaya – gaya dalam yang bekerja pada

gedung tersebut.

2. Diagram gaya – gaya dalam. 3. Bentuk deformasi struktur akibat

beban–beban yang bekerja.

4. Kebutuhan tulangan minimum. 5. Kapasitas rasio balok dan kolom.

Selanjutnya melakukan evaluasi kinerja

struktur akibat pengaruh dari beban gempa

yang bekerja. yaitu beban gempa statik

ekuivalen dan respons spektra yang diperoleh dari hasil pemodelan struktur dengan

menggunakan program ETABS v9.2 yang

disesuaikan dengan SNI 03-1726-2002

tentang “Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung”.

Evaluasi kinerja struktur ini meliputi evaluasi

kinerja batas layan dan evaluasi kinerja batas ultimit. Jika kondisi existing tidak

memungkinkan untuk dilakukan penambahan

lantai maka dilakukan penambahan elemen

struktur penahan beban lateral.

Tahap selanjutnya yaitu menganalisis

struktur existing yang mengacu pada SNI 03-

2847-2002. Jika struktur existing tidak mampu menahan beban tambahan akibat penambahan

lantai maka dilakukan perkuatan struktur.

Perkuatan yang direkomendasikan adalah dengan metode perkuatan menggunakan Fiber

Reinforced Polymer (FRP). Metode ini

direkomendasikan karena analisis dan

pelaksanaan perkuatan struktur balok dan kolom dengan menggunakan Fiber

Reinforced Polymer (FRP) lebih mudah dan

cepat.

Kemudian setelah dilakukan perkuatan,

maka dilakukan analisis kembali pada elemen

– elemen struktur tersebut untuk mengetahui kapasitas dukung dari elemen –elemen

struktur yang telah dilakukan perkuatan

dengan Fiber Reinforced Polymer (FRP).

IV. ANALISIS, DESAIN DAN

PEMBAHASAN

IV.1. Analisis Struktur

1. Analisis Modal

Analisis modal atau eigen-value

diperlukan untuk mengetahui perilaku dinamis bangunan sekaligus perioda getar alami.

Parameter yang mempengaruhi pada Analisis

modal adalah massa dan kekakuan lateral bangunan.

Pasal 5.6 SNI-1726-2002 menyatakan

bahwa untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu

getar alami fundamental T1 dari struktur

gedung harus dibatasi, bergantung pada

koefisien ζ untuk Wilayah Gempa tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya

n menurut persamaan

5

Menurut SNI-1726-2002 , untuk

wilayah 4, maka nilai ζ = 0.17. Jadi nilai T1max

untuk bangunan bertingkat 3 adalah = 0.17 * 5 = 0.51 detik.

Tabel 1. Berat Struktur Dari ETABS

Tabel 2. Perioda yang diperoleh dari ETABS

2. Evaluasi Beban Gempa

Analisa ragam spektrum respon

digunakan sebagai simulasi gempa, yaitu memakai Responspektrum Gempa Rencana

dari SNI – 1726 – 2002 , dengan asumsi

bahwa bangunan tersebut dibangun di atas

tanah sedang dan berada di wilayah 4 dari peta gempa.

a. Beban Statik Ekivalen

Untuk beban arah X adalah sebagai berikut :

𝑉𝑠𝑥 =𝐶. 𝐼.𝑊𝑡

𝑅=

0,7.1.886,647

5,5= 112,845 𝑘𝑁

Untuk beban gempa static ekivalen arah Y

adalah sebagai berikut :

𝑉𝑠𝑦 =𝐶. 𝐼.𝑊𝑡

𝑅=

0,7.1.886,647

5,5= 112,845 𝑘𝑁

b. Beban Responspektra

Nilai beban gempa (V) akibat

responspektra diperoleh dengan bantuan

program ETABS maka nilai (V) antara lain sebagai berikut:

Tabel 3. Beban Gempa Responspektra ArahX

Tabel 4. Beban Gempa Responspektra ArahY

Dari hasil Analisis beban gempa statik

ekuivalen dengan responspektra dapat disimpulkan bahwa Vxrsp = 100,34 > 0,8.Vxst

= 90,276 dan Vyrsp = 106,05 > 0,8.Vyst =

90,276 sesuai dengan SK SNI-1726-2002

(pasal 7.1.3).

3. Evaluasi Kinerja Struktur

a. Kinerja Batas Layan Berikut ini merupakan layout simpangan

arah x dan arah y hasil pemodelan.

Gambar 4. Layout simpangan arah x

Gambar 5. Layout simpangan arah y

Struktur ini mengalami simpangan (drift )

yang lebih kecil dari 0,03

𝑅∙ ℎ𝑖 atau Gempa

Nominal, jadi struktur mampu menahan

pengaruh Gempa Rencana yang diperhitungkan.

b. Kinerja Batas Ultimit


batas ultimit struktur gedung, simpangan simpangan yang sudah dikalikan dengan

faktor pengali ξ harus lebih kecil dari 0,02

6

kali tinggi tingkat yang bersangkutan (SNI-

1726-2002 Pasal 8.2.2). Nilai ξ = 0,7R ( untuk struktur gedung beraturan ). Berikut ini

merupakan hasil analisi dengan ETABS.

Tabel 5. Data hasil kinerja batas ultimit

Untuk kinerja batas ultimit struktur ini

dapat disimpulkan bahwa struktur tidak akan

mengalami keruntuhan pada saat di ambang

keruntuhan karna untuk simpangan yang sudah dikalikan faktor ξ lebih kecil dari

0,02h.

IV.2. Analisis Elemen Struktur Existing

1. Analisis Struktur Pondasi

Pondasi Existing gedung Fakultas Psikologi Unjani ini menggunakan pondasi

telapak dengan dimensi 1,3 m x 1,3 m. dengan

kedalaman pondasi 1,5m. Data hasil analisis

adalah sebagai berikut.

Tabel 6. Data hasil analisis pondasi existing

Dari hasil analisis pondasi yang dilakukan

dapat disimpulkan bahwa dimensi pondasi dan tulangan pondasi masih memadai untuk

menahan beban akibat penambahan lantai.

Jadi dalam hal ini pondasi existing tidak membutuhkan perkuatan.

2. Analisis Struktur Kolom

Berikut ini merupakan data hasil analisis

kolom.

Tabel 7. Data hasil analisis struktur kolom

existing

Dari hasil analisis kekuatan kolom dalam tiga kondisi yaitu aksial murni, momen

seimbang, momen murni, maka diperoleh

diagram interaksi kolom dimana dapat

memberikan gambaran tentang susunan

pasangan kombinasi beban aksial dan kuat

momen bagi penampang kolom yang bersangkutan.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 20 40 60 80

ØP

n (K

n)

ØMn (kNm)

DIAGRAM INTERAKSIKOLOM 300 X 300

fc' = 24 MPa, fy = 400 MPa

Series1

Dari tabel hasil analisis desain diatas,

struktur kolom existing tidak membutuhkan

perkuatan karena struktur kolom didesain over design. Jadi beban penambahan lantai yang

dilakukan masih bisa ditahan oleh kolom

existing.

3. Analisis Struktur Balok

Berikut ini merupakan data hasil analisis

struktur balok.

Tabel 8. Data hasil analisis struktur balok

existing

Panjang

(m)

Lebar

(m)

Tinggi

(m) Tul. Lentur Tul. Susut

1 Pondasi Telapak 1,3 1,3 0,5 D16-200 D16-200 -

No Elemen

Dimensi Pondasi Tulangan Terpasang

Perkuatan

Tul.

Lentur

Tul.

Geser

Tul.

Lentur

Tul.

Geser

FRP

Lentur

FRP

Geser

FRP

Lentur

FRP

Geser

1 Kolom Lantai 1 30/30 12 D16 D10-100 12 D16 D10-200 - - - -



Elemen Dimensi

Desain Kolom Perkuatan

Tumpuan Lapangan Tumpuan LapanganTingkat

7

Hasil analisis struktur dan penampang

balok existing lentur yang ditunjukan pada

gambar 6 s.d 9 sebagai berikut :

Gambar 6. Grafik analisis balok lentur

existing lapangan lantai 2


existing tumpuan lantai 2





Dari Tabel 8. dan gambar 6 s.d 9

diketahui terdapat beberapa balok yang tidak

memenuhi syarat-syarat kekuatan yang

ditunjukan oleh lebih besarnya momen ultimit daripada momen nominal. Ini berarti terdapat

beberapa balok yang mempunyai rasio

kekuatan melebihi 1 (rasio kekuatan > 1). Maka harus dilakukan perkuatan struktur

tersebut. Perkuatan struktur yang digunakan

adalah dengan fiber reinforced polymer.

Berikut ini merupakan data hasil analisis geser balok existing.

Tabel 9. Data hasil analisis geser balok existing

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

Balok 20/40

Balok 25/40 tipikal

1

Balok 25/40 tipikal

2

Balok 25/40 tipikal

3

Balok 25/40 tipikal

4

Balok 25/40 tipikal

5

Balok 25/40 tipikal

6

Balok 25/40 tipikal

7

Balok 30/50 tipikal

1

Balok 30/50 tipikal

2

Balok 30/50 tipikal

3

Balok 15/30

kN

m Mu

ØMn

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

Balok 20/40

Balok 25/40 tipikal

1

Balok 25/40 tipikal

2

Balok 25/40 tipikal

3

Balok 25/40 tipikal

4

Balok 25/40 tipikal

5

Balok 25/40 tipikal

6

Balok 25/40 tipikal

7

Balok 30/50 tipikal

1

Balok 30/50 tipikal

2

Balok 30/50 tipikal

3

Balok 15/30

kN

m Mu

ØMn

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

Balok 20/40 Tipikal 1







kN

m Mu

∅Mn

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000








kN

m

Mu

∅Mn

8


balok existing geser yang ditunjukan pada

gambar 10 s.d 13 sebagai berikut :

Gambar 10. Grafik analisis balok geser








Dari tabel dan gambar 4.14 s.d 4.17 dapat disimpulkan bahwa untuk tulangan

geser masih memenuhi syarat-syarat kekuatan

yang ditunjukan oleh perbandingan antara

momen ultimit masih lebih kecil dari momen nominal. Ini berarti rasio kekuatan untuk

analisis geser lebih keci dari 1( rasio kekuatan

< 1). Maka tidak perlu dilakukan perkuatan lagi untuk analisis geser ini.

Berikut ini adalah gambar denah letak balok

yang menunjukan posisi balok yang akan

dilakukan perkuatan FRP :

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

Balok 20/40

Balok 25/40 tipikal

1

Balok 25/40 tipikal

2

Balok 25/40 tpikal

3

Balok 25/40 tipikal

4

Balok 25/40 tipikal

5

Balok 25/40 tipikal

6

Balok 25/40 tipikal

7

Balok 30/50 tipikal

1

Balok 30/50 tipikal

2

Balok 30/50 tipikal

3

Balok 15/30

kNm Vu

ØVn

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

180.000

Balok 20/40

Balok 25/40 tipikal

1

Balok 25/40 tipikal

2

Balok 25/40

tpikal 3

Balok 25/40 tipikal

4

Balok 25/40 tipikal

5

Balok 25/40 tipikal

6

Balok 25/40 tipikal

7

Balok 30/50 tipikal

1

Balok 30/50 tipikal

2

Balok 30/50 tipikal

3

Balok 15/30

kN

m Vu

ØVn

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

Balok 20/40 tipikal 1







kN

m

Vu

ØVn

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

180.000








kN

m

Vu

ØVn

9

B23 B24 B25 B26 B28 B29 B30

B65 B66 B67 B68 B70 B71 B72

B86 B897 B88 B89 B90 B91

B129 B130 B131 B132 B134 B135 B136

B109 B114 B115

B33

B54

B75

B96

B118

B34

B55

B76

B97

B119

B77

B98

B36

B57

B78

B99

B121

B37

B59

B80

B100

B122

B38

B60

B81

B101

B123

B39

B61

B82

B124

B40

B62

B83

B104

B126

B133

B125

B44 B45 B46 B47 B49 B50 B51

B92 B93

B110 B111 B112 B113

B35

B56

B102 B103

B27

B69

B48

B2 B3 B4 B5 B7 B8B1 B10B6

B150 B151 B152 B153 B155 B157B149 B158B154 B156

B19B18B17B16B15B14B13B12

B139 B140 B141 B142 B143 B144 B147B146B145

B42

B63

B84

B105

B127

B148

B32

B53

B74

B95

B117

B138

B11 B20 B21

B9

B22

B64

B85

B128

B108

B43

B31

B73

B94

B137

B116

B52

B41

B8

B79

B120

3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00

24.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

15.00

1 2 3 4 5 6 7 8

Gambar 14. Denah balok dengan perkuatan lantai 2

Gambar 15. Denah balok dengan perkuatan lantai 3

10

IV.3. Desain Elemen Struktur

1. Struktur Pelat

Pelat lantai yang di desain adalah pelat

lantai 3, sedangkan untuk pelat lantai 2

merupakan pelat lantai existing dari gedung Psikologi yang dianalisis untuk mengetahui

kemampuan daya dukung untuk menahan

baban. Data hasil desain pelat adalah sebagai berikut :

Tabel 10. Data hasil desain pelat

2. Struktur Pelat tangga

Data penulangan pelat tangga disajikan

dalam bentuk tabel di bawah ini:

Tabel 11. Data Hasil Desain Struktur Pelat Tangga

3. Struktur Balok

Data penulangan balok disajikan dalam

bentuk tabel di bawah ini:

Tabel 12. Data Hasil Desain Struktur Balok

4. Struktur Kolom

Data penulangan kolom disajikan dalam

bentuk tabel di bawah ini:

Tabel 13. Data Hasil Desain Struktur kolom

IV.4. Desain Perkuatan Struktur

Untuk menambah kapasitas lentur dan

geser balok, digunakan perkuatan fiber

reinforced polymer yang direkatkan pada sisi permukaan balok yang diperkuat dengan

bantuan perekat epoxy. Seperti terlihat pada

gambar ilustrasi dibawah ini.

Gambar 16. Ilustrasi desain perkuatan

struktur balok dengan FRP

Data hasil desain perkuatan struktur balok

ditunjukan pada tabel 14 dibawah ini.

Tabel 14. Data hasil desain perkuatan struktur

balok


balok existing yang ditunjukan pada gambar

17 s.d 4.38 sebagai berikut :

Gambar 17. Grafik desain perkuatan

balok dilapangan lantai 2

1 Pelat Lantai 3 120 ø8-200 ø8-200

No. ElemenTebal Pelat

(mm)Tulangan Arah X Tulangan Arah Y

0.000

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

Balok 25/40 tipikal 6 Balok 30/50 tipikal 1 Balok 30/50 tipikal 2

kN

m

Grafik Perbandingan Mu & Mn Lapangan BalokPada Lantai 2

Mu

Mn w/t FRP

Mn with FRP

11


balok ditumpuan lantai 2


balok dilapangan lantai 3


balok ditumpuan lantai 3

Dari tabel dan gambar grafik hasil desain

perkuatan diatas dapat disimpulkan bahwa

balok mengalami peningkatan momen

nominal setelah dilakukan perkuatan dengan fiber reinforced polymer.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Dari hasil analisis dan perhitungan

struktur gedung F. Psikologi UNJANI dengan

penambahan lantai, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Kinerja struktur terhadap beban gempa

masih memenuhi persyaratan pada SNI 03 – 1726 – 2002.

2. Kapasitas struktur pondasi existing masih

memenuhi persyaratan kekuatan terhadap

beban tambahan akibat penambahan lantai.

3. Tidak dibutuhkan perkuatan pada struktur

kolom existing, karena dimensi dan konfigurasi tulangan masih mencukupi

untuk menahan beban beban akibat

penambahan lantai.

4. Dibutuhkan pekuatan pada sebagian besar struktur balok existing dengan

menggunakan FRP, karena tidak mampu

menahan momen akibat penambahan beban.

5. Dimensi dan konfigurasi penulangan pada

pelat lantai tidak dilakukan perkuatan karena pada pelat tidak terjadi perubahan

fungsi atau alih fungsi bangunan sehingga

bebannya tidak berubah.

V.2. Saran

1. Pada mekanisme pelaksanaan

pemasangan FRP, diharapkan dilakukan

secara hati – hati, karena kekuatan yang dihasilkan oleh FRP seperti yang

disajikan pada analisis di atas, dapat

diperoleh secara maksimal, apabila mengikuti SOP (Spesification

Operational Procedure) yang ada untuk

pemasangan FRP.

2. Dalam melakukan analisis perkuatan dengan menggunakan Fiber Reinforced

Polimer harus tepat dalam memprediksi

beban yang bekerja sebelum dilakukan perkuatan, untuk menentukan regangan

awal sebelum dilakukan perkuatan

sehingga dapat menentukan akurasi

perhitungan yang tepat. 3. Diharapkan sambungan elemen struktur

yang baru dengan elemen struktur

existing dapat dipastikan menyatu menjadi satu kesatuan yang monolit

sehingga kinerja struktur dapat bekerja

dengan masimal.

VI. DAFTAR PUSTAKA

ACI Committee 440. (2002) ACI 440.2R-02,

Guide for the Design and Construction of

Externally Bonded FRP Systems for

Strengthening Concrete Structures, (TT) :

American Concrete Institute.

0.000

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

Balok 25/40 tipikal 6 Balok 30/50 tipikal 1 Balok 30/50 tipikal 2

kN

m

Grafik Perbandingan Mu & Mn Tumpuan BalokPada Lantai 2

Mu

Mn w/t FRP

Mn with FRP

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000






kN

m

Grafik Perbandingan Mu & Mn Lapangan BalokPada Lantai 3

Mu

Mn w/t FRP

Mn with FRP

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000






kN

m

Grafik Perbandingan Mu & Mn Tumpuan BalokPada Lantai 3

Mu

Mn w/t FRP

Mn with FRP

12

Andrianto, H.R. 2007. Analisis Struktur

Gedung dengan ETABS Versi 9.0.7. Jakarta: PT ElexMedia Komputindo.

Badan Standar Nasional. (2002). SNI 03 –

2847 – 2002, Tata Cara Perhitungan

Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung Bandung : Badan Standar Nasional

Bowles, J.E. 1991. Analisis dan Desain

Pondasi. Jakarta: Erlangga.

Christiawan, I., Triwiyono, A., dan Christiady

H. (2008). Evaluasi Kinerja dan Perkuatan

Struktur Gedung Guna Alih Fungsi Bangunan

(Studi Kasus : Perubahan Ruang Kelas Menjadi Ruang Perpustakaan Pada Lantai II

Gedung G Universitas Semarang).

Dewobroto, W. (2005). Evaluasi Kinerja Struktur Baja Tahan Gempa dengan Analisa

Pushover.

Herdiansyah, Y. 2008. Analisis Lentur Balok

Tulangan Ganda. Diktat Kuliah. Bandung:

tidak diterbitkan.

__2008. Analisis dan Desain Kolom Pendek

terhadap Beban Konsentrik. Diktat Kuliah. Bandung: tidak diterbitkan.

__2008. Analisis dan Perencanaan Lentur.

Diktat Kuliah. Bandung: tidak diterbitkan.

__2008. Perencanaan Kolom Beton

Bertulang terhadap Kombinasi Lentur dan

Beban Aksial. Diktat Kuliah. Bandung: tidak diterbitkan.

Kusuma,G . 1991. Analisis dan Desain

Pondasi. Jakarta: Erlangga.

Nawy, E. G. (Eds). 1990. Beton Bertulang Suatu Pendekeatan Dasar. Bandung : PT.

Eresco.

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi Permukiman. (2002). SNI – 1726 –

2002, Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung.

Bandung: Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah.

Winter G. dan Nilson Arthur H. (Eds). 1993.

Perencanaan Struktur Beton Bertulang. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

EVALUASI KINERJA DAN PERKUATAN STRUKTUR GEDUNG GUNA PENAMBAHAN LANTAI DENGAN STUDI KASUS GEDUNG...

Documents

Transcript of EVALUASI KINERJA DAN PERKUATAN STRUKTUR GEDUNG GUNA PENAMBAHAN LANTAI DENGAN STUDI KASUS GEDUNG...