Study Of Two And Three Floor Portal Building Made Of Reinforced Concrete Material
STUDY OF TWO AND THREE FLOOR PORTAL BUILDING
MADE OF REINFORCED CONCRETE MATERIAL
KAJIAN PORTAL GEDUNG DUA DAN TIGA LANTAI
DENGAN BAHAN BETON BERTULANG
Ali Asroni
Study Programme of Master of Civil Engineering, Department of Civil Engineering, Universitas
Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Pabelan Kartasura Tromol Pos I Surakarta Post Code 57102
e-mail : ali.asroni@yahoo.co.id
Abstract
The aim of this research was to make a comparison of two and three floors of reinforce concrete portal design, and the
possibility of the addition one floor next above the two floors building base on building safety. Research carried out by taking
the example of two office building portals constructed in the earthquake zone-one. Both portals made from the same sketch
plan and designed in the full elastic system. The load combinations (dead load, live load, and earthquake load) were subjected
to both portal. The loads complied with the Indonesian Code (Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung, SNI 03-2847-2002). The dimension of portal structures (beam, column, sloof, and foundations) and their
reinforcements were properly designed to carry the loads. Based on the dimension of portal and their reinforcement obtained,
a comparison may be made up of total reinforcing and spacing of begel on both portals, and the possibility of the addition one
floor next above the two floors building. The results showed that the dimensions of the structure (beam, column, sloof, and
foundation) or three floors portal was bigger than two floors, the total of longitudinal reinforcement was more, and the begel
space of edge beam was more tightly. Moreover, the addition of one floor next above the two floors would make the
dangerous to safety of its and user.
Key words: adding floor levels, portal, fully elastic, earthquake zone-one
Abstrak
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan antara hasil perencanaan portal beton bertulang dua dan tiga lantai,
serta mengetahui kemungkinan penambahan satu lantai tingkat pada portal dua lantai tersebut ditinjau dari segi keamanan
gedung. Penelitian dilaksanakan dengan mengambil contoh dua buah portal gedung kantor yang dibangun di wilayah gempa
satu. Kedua portal berasal dari denah bangunan yang sama dan direncanakan dengan sistem elastik penuh. Kombinasi beban
(beban mati, beban hidup, dan beban gempa) diberikan pada kedua portal untuk diteliti. Kombinasi beban tersebut mengikuti
peraturan beton di Indonesia (Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002). Dimensi
portal (balok, kolom, sloof, dan fondasi) serta penulangannya direncanakan dengan baik/cukup untuk mendukung bebanbeban yang bekerja. Berdasarkan dimensi dan penulangan yang diperoleh, dapat diketahui perbandingan jumlah tulangan dan
jarak begel pada kedua portal, serta kemungkinan aman / tidaknya struktur portal 2 lantai bila ditambah satu lantai tingkat di
atasnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dimensi struktur (balok, kolom, sloof, dan fondasi) pada portal tiga lantai lebih
besar daripada portal dua lantai, jumlah tulangan longitudinal lebih banyak, dan jarak begel pada balok tepi lebih rapat. Selain
itu, penambahan satu lantai tingkat pada portal gedung dua lantai akan berbahaya bagi keamanan gedung dan pengguna
gedung.
Kata-kata kunci : penambahan lantai tingkat, portal, elastik penuh, wilayah gempa satu
PENDAHULUAN
Pertumbuhan jumlah penduduk saat ini dirasakan semakin
meningkat tajam. Seiring dengan pertumbuhan tersebut, beberapa fasilitas untuk memenuhi kebutuhan hidup juga semakin meningkat, baik fasilitas untuk memenuhi kebutuhan sandang-pangan (lahan pertanian, pertokoan, pasar, swalayan, mall), fasilitas
untuk papan (rumah, hunian/perumahan, penginapan, hotel), fasilitas kerja (gedung-gedung kantor, bengkel/industri), fasilitas
pendidikan (gedung-gedung sekolah/perkuliahan, laboratorium,
perpustakaan), maupun fasilitas-fasilitas lainnya, termasuk fasilitas sarana transportasi, tempat parkir, fasilitas hiburan, dan fasilitas kesehatan. Kepadatan penduduk dan semua fasilitas untuk kebutuhan hidup tersebut memerlukan lahan yang sangat luas, sehingga kondisi lahan yang tersisa dirasakan semakin sempit/terbatas, dan harganya semakin mahal.
Dengan keterbatasan lahan, terasa ’menyulitkan’ jika
diperlukan penambahan luas ruangan pada suatu gedung ke arah
horisontal. Salah satu cara untuk memperluas ruangan pada suatu
gedung adalah dengan penambahan ruangan ke arah vertikal atau
menambah lantai tingkat pada gedung yang sudah jadi. Fenomena yang dijumpai pada gedung-gedung yang telah dibangun,
terutama gedung yang berfungsi sebagai tempat pendidikan
maupun perkantoran, terlanjur telah dibangun dua lantai. Seiring
dengan perkembangan yang terjadi, perlu penambahan ruangan
untuk meningkatkan fasilitas pelayanan yang lebih baik dengan
cara menambah satu lantai tingkat di atasnya. Keadaan ini menimbulkan permasalahan atau memunculkan suatu pertanyaan:
Mampukah gedung tersebut menahan beban akibat penambahan
lantai tingkat di atasnya ? Apakah gedung tersebut masih memberikan rasa kenyamanan dan keamanan, baik keamanan terhadap gedung itu sendiri (agar tidak roboh) maupun keamanan
terhadap jiwa manusia (pengguna gedung) ?
Berdasarkan latar belakang dan permasalahan di atas, maka
perlu diteliti tentang pengaruh penambahan lantai tingkat pada
suatu gedung yang sudah jadi. Penelitian dilaksanakan dengan
mengambil contoh dua buah portal gedung beton bertulang (dua
lantai dan tiga lantai) yang dibangun di wilayah gempa satu,
masing-masing portal direncanakan dengan baik/cukup dan tidak
boros. Perencanaan dilaksanakan dengan sistem elastik penuh
menurut peraturan beton tahun 2002 (SNI 03-2847-2002).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan
hasil perencanaan antara portal gedung beton bertulang dua dan
tiga lantai pada struktur fondasi, sloof, balok dan kolom. Selain
itu, juga untuk mengetahui kemungkinan penambahan satu lantai
tingkat pada portal gedung beton bertulang ditinjau dari segi ke-
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
19
amanan struktur dalam hal menahan beban yang terjadi. Hasil
penelitian dapat bermanfaat bagi perancang bangunan dan bagi
masyarakat/pengguna gedung. Bagi perancang bangunan, dapat
digunakan sebagai masukan ilmu pengetahuan dalam hal terapan
perencanaan bangunan gedung, sedangkan bagi masyarakat dapat
mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan satu lantai
tingkat pada gedung yang sudah ada yang berkaitan dengan rasa
kenyamanan dan keamanan, baik aman bagi gedung itu sendiri
(gedung tidak roboh) maupun aman bagi keselamatan jiwa manusia (pengguna gedung).
Beban yang bekerja pada suatu portal (gedung) dibagi menjadi dua macam, yaitu beban vertikal dan beban horisontal. Arah
beban vertikal ini ke bawah (disebut beban gravitasi), terdiri atas
beban mati (beban yang posisinya tetap, termasuk berat sendiri
bangunan) dan beban hidup (beban yang dapat berpindah tempat,
termasuk pengguna bangunan). Arah beban horisontal ke kanan
atau ke kiri, yang diakibatkan oleh angin atau beban gempa. Wilayah Indonesia termasuk wilayah yang rawan terhadap gempa,
sehingga bangunan di Indonesia harus diperhitungkan agar tahan
gempa.
Beban gempa yang bekerja pada portal simetris dihitung
dengan analisis statik ekuivalen dengan persamaan:
V = (C.I/R).Wt
4). Spasi begel pada kolom (s dalam mm)
s ≤ 16.D dan s ≤ 48.dp
dengan : D = diameter tulangan longitudinal (mm)
dp = diameter sengkang / begel (mm).
Jika gaya geser kolom Vs,k < 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/2 dan 600 mm
METODE PENELITIAN
Sebagai bahan (materi) penelitian, dipilih Portal B dari
suatu denah gedung. Portal B ini dibuat dengan 2 model, yaitu
portal dua lantai dan tiga lantai seperti terlihat pada Gambar 1
sampai dengan Gambar 3.
(1)
1
V = beban gempa nominal statik ekuivalen (kN)
C = faktor respons gempa, bergantung pada kondisi tanah pada lokasi gedung, waktu getar alami fundamental gedung, dan wilayah gempa.
I = faktor keutamaan gedung.
R = faktor reduksi gempa, bergantung pada sistem perencanaan struktur yang dipakai.
Wt = berat total bangunan, beban mati dan beban hidup
direduksi pada peninjauan gempa (kN).
Berbagai jenis beban tersebut tidak harus semuanya diperhitungkan secara bersama-sama bekerja membebani portal, tetapi
diperhitungkan dari kombinasi beban yang berpengaruh dominan
terhadap portal yang ditinjau. Menurut SNI 03-2847-2002,
kombinasi beban yang bekerja pada portal gedung tahan gempa
diperhitungkan sebagai kuat perlu U dengan persamaan:
2
3
4
A
6,0 m
B
4,0 m
C
6,0 m
D
6,0 m
4,0 m
6,0 m
Gambar 1. Denah bangunan
atap
(2)
dengan: D = beban mati (dead load)
L = beban hidup (life load)
E(+/-) = beban gempa (earthquake load) yang bekerja ke
kanan (+) atau ke kiri (-).
Dimensi dan penulangan struktur / komponen struktur ysng
direncanakan dengan sistem elastik penuh dihitung berdasarkan
nilai kuat perlu U terbesar pada Persamaan (2) yang bekerja pada
struktur. SNI 03-2847-2002 memberikan batasan-batasan untuk
penulangan struktur sebagai berikut:
1). Luas tulangan minimal pada balok (As,min dalam mm2)
As,min ≥ 1,4.b.d/fy dan ≥ √f`c.b.d/(4.fy)
(8)
Jika gaya geser kolom Vs,k > 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/4 dan 300 mm
Agar diperoleh dimensi dan penulangan struktur yang cukup/tidak boros, maka dimensi struktur diambil sedemikian rupa
sehingga diperoleh hasil tulangan longitudinal yang sedikit lebih
besar daripada ketentuan pada Persamaan (3) dan Persamaan (6).
dengan:
U = 1,4.D atau U = 1,2.D + 1,6.L atau
U = 1,2.D + L + E(+/-) atau U = 0,9.D + E(+/-)
(7)
(3)
dengan b adalah lebar penampang blok (mm), d = tinggi manfaat penampang balok (mm), fy = tegangan leleh baja tulangan (MPa), dan f`c = mutu beton yang disyaratkan (MPa),
2). Spasi begel pada balok (s dalam mm)
Jika gaya geser balok Vs < 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/2 dan 600 mm
(4)
Jika gaya geser balok Vs > 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/4 dan 300 mm
(5)
3). Luas tulangan total kolom (Ast dalam mm2)
Ast ≤ 0,08.Ag dan Ast ≥ 0,01.Ag
(6)
dengan Ag adalah luas bruto penampang kolom (mm2).
3,5 m
12
13
6
5
9
4,0 m
1
14
7
10
2
8
Lt.2
11
3
4
Lt.1
6,0 m
6,0 m
4,0 m
Gambar 2. Bentuk portal dua lantai
3,5 m
3,5 m
19
15
16
12
17
18
Lt.3
14
13
6
5
atap
21
20
7
8
Lt.2
9
4,0 m
10
2
1
11
3
4
Lt.1
6,0 m
4,0 m
6,0 m
Gambar 3. Bentuk portal tiga lantai
20 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
Data untuk perencanaan portal ditentukan berikut:
1). Mutu beton fc’ = 20 MPa, baja tulangan fy = 350 MPa.
2). Atap gedung berupa pelat lantai beton bertulang, dan diperhitungkan ada air hujan (sebagai beban hidup) setinggi 5 cm.
3). Tebal pelat atap direncanakan 9 cm, pelat lantai 12 cm, dan
berat beton γc = 25 kN/m3.
4). Sekat-sekat antar ruangan digunakan dinding tembok dengan
berat 18 kN/m3.
5). Beban mati dan beban hidup dihitung berdasarkan peraturan
SNI 03-1727-1989.
6). Digunakan fondasi telapak menerus, berat tanah di atas
fondasi γt = 17,3 kN/m3.
7). Daya dukung tanah untuk fondasi pada kedalaman -1,60 m
(σt) sebesar 175 kPa.
8). Gedung dibangun di wilayah gempa 1 menurut peraturan
gempa tahun 2002, direncanakan dengan sistem elastik penuh
dengan faktor reduksi gempa R = 1,6.
9). Dimensi portal (awal) digunakan: semua balok 300/500, semua kolom 450/450.
Dimensi portal tersebut dapat diubah sedemikian rupa sehingga mampu mendukung beban struktur dan tidak boros.
Pada penelitian digunakan alat bantu untuk tulis-menulis
dan untuk perhitungan, yaitu:
1). Seperangkat komputer, digunakan untuk tulis-menulis dan
membuat laporan.
2). Program hitungan balok, kolom, dan fondasi, digunakan untuk perhitungan tulangan dan kecukupan dimensi portal.
3). Kalkulator, digunakan untuk perhitungan-perhitungan yang
tidak rumit.
4). Kertas ukuran A4, 80 gram, digunakan untuk membuat laporan tertulis.
Penelitian ini dilaksanakan dalam empat tahap (lihat
Gambar 4), yaitu sebagai berikut:
1). Tahap I
: Penentuan dimensi portal (dua model portal).
2). Tahap II : Penulangan portal (dua model portal).
3). Tahap III : Pebandingan dimensi dan penulangan dari kedua
model portal.
4). Tahap IV : Membuat kesimpulan.
Mulai
Analisis beban: beban mati,
beban hidup, dan beban gempa
Analisis beban: beban mati,
beban hidup, dan beban gempa
Kombinasi beban
Kontrol dimensi balok:
tidak/
Ukuran balok cukup ?
boros
ya
tidak/
boros
Kolom diubah
Perencanaan portal 3 lantai
Balok diubah
Perencanaan portal 2 lantai
Balok diubah
Kolom diubah
Data portal: dimensi awal, mutu bahan, dsb.
Kombinasi beban
Kontrol dimensi balok:
tidak/ Ukuran balok cukup ?
boros
ya
Kontrol dimensi kolom:
Ukuran kolom cukup ?
Kontrol dimensi kolom:
Ukuran kolom cukup ?
Tahap I
tidak/
boros
ya
ya
Penetapan dimensi portal akhir
Penetapan dimensi portal akhir
Penulangan balok
Penulangan balok
Penulangan kolom
Penulangan kolom
Tahap II
Fondasi
diubah
tidak/
boros
Analisis beban fondasi
Analisis beban fondasi
Kontrol dimensi fondasi:
Ukuran fondasi cukup?
Kontrol dimensi fondasi:
Ukuran fondasi cukup?
ya
Fondasi
diubah
tidak/
boros
ya
Penulangan fondasi
Penulangan fondasi
Gambar penulangan portal
Gambar penulangan portal
Perbandingan hasil perencanaan kedua portal
Kesimpulan
Tahap III
Tahap IV
Selesai
Gambar 5. Bagan alir penelitian
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
21
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Dimensi portal
Dimensi portal awal digunakan 300/500 untuk semua balok, dan 450/450 untuk semua kolom. Jika dimensi balok dan
kolom diterapkan pada perencanaan portal dua lantai maupun tiga lantai, ternyata dimensinya terlalu besar/boros. Oleh karena itu
dimensi balok dan kolom diubah/diperkecil sehingga cukup
mendukung beban, kemudian dengan dimensi yang telah diubah
ini digunakan untuk menghitung struktur fondasi dan sloof. Hasil
hitungan dimensi portal secara lengkap disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Dimensi portal bertingkat tiga dan dua
Jenis struktur
Balok lantai 4
Balok lantai 3
Balok lantai 2
Kolom lantai 3
Kolom lantai 2
Kolom lantai 1
Sloof
Fondasi
Dimensi yang dipakai (mm)
Portal 3 lantai Portal 2 lantai
(1)
(2)
250x400
300x450
300x500
350x350
380x380
400x400
400x800
250x1250
tidak ada
250x400
300x450
tidak ada
350x350
380x380
380x700
250x850
Perbandingan
(3) = (1)/(2)
--1,35
1,11
--1,18
1,11
1,20
1,47
Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa dimensi yang digunakan pada portal tiga lantai lebih besar daripada portal dua lantai,
dengan perbandingan berikut:
1). Pada balok lantai 3 diperoleh 1,35 kali lebih besar.
2). Pada balok lantai 2 diperoleh 1,11 kali lebih besar.
3). Pada kolom lantai 2 diperoleh 1,18 kali lebih besar.
4). Pada kolom lantai 1 diperoleh 1,11 kali lebih besar.
5). Dimensi sloof diperoleh 1,20 kali lebih besar.
6). Dimensi fondasi diperoleh 1,47 kali lebih besar.
2. Penulangan balok
Pada perencanaan portal ini, baik portal dua lantai maupun
tiga lantai, digunakan tulangan deform D19 (untuk tulangan
longitudinal) dan tulangan polos Ø6 (untuk begel/tulangan
sengkang). Gambar penulangan balok secara lengkap dapat
dilihat pada lampiran. Dengan gambar penulangan balok pada
kedua portal dapat diketahui sebagai berikut:
1). Balok tepi lantai 2 pada ujung kiri: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 6D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 3D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 3 batang.
2). Balok tepi lantai 2 pada ujung kanan: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 7D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 2D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 1 batang.
3). Balok tengah lantai 2 pada ujung (kiri dan kanan sama): untuk
portal dua lantai dipasang tulangan atas 5D19 dan tulangan
bawah 2D19, sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang
6D19 dan 3D19. Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 2 batang.
4). Balok tepi lantai 3 pada ujung kiri: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 3D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 2D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 5 batang.
5). Balok tepi lantai 3 pada lapangan: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 2D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 2D19 dan 3D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 1 batang.
6). Balok tepi lantai 3 pada ujung kanan: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 4D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 2D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 4 batang.
7). Balok tengah lantai 2 pada ujung (kiri dan kanan sama): untuk
portal dua lantai dipasang tulangan atas 3D19 dan tulangan
bawah 2D19, sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang
5D19 dan 2D19. Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 2 batang.
Dengan penjelasan secara berurutan dari nomor 1) sampai
dengan nomor 7) di atas menunjukkan bahwa tulangan longitudinal pada balok lantai 2 maupun lantai 3 pada portal tiga lantai
ternyata lebih banyak daripada portal dua lantai.
Gambar pemasangan tulangan geser (begel) balok untuk
portal dua lantai dan tiga lantai yang ada pada lampiran juga
menjelaskan beberapa hal berikut:
1). Balok tepi lantai 2 pada ujung kiri: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan Ø6 – 180, sedangkan untuk portal tiga
lantai dipasang lebih rapat dengan Ø6 – 120.
2). Balok tepi lantai 2 pada lapangan dan ujung kanan, serta pada
balok tengah: untuk portal dua lantai dipasang tulangan lebih
rapat daripada portal tiga lantai.
3). Balok tepi lantai 3 pada ujung kiri dan kanan: untuk portal
dua lantai dipasang tulangan Ø6 – 170, sedangkan untuk
portal tiga lantai dipasang lebih rapat dengan Ø6 – 110 pada
ujung kiri, dan Ø6 – 90 pada ujung kanan.
4). Balok tepi lantai 3 pada lapangan dan balok tengah: untuk
portal dua lantai dipasang tulangan lebih rapat daripada portal
tiga lantai.
Dengan penjelasan secara berurutan dari nomor 1) sampai
dengan nomor 4) di atas menunjukkan bahwa tulangan geser
pada balok tepi lantai 2 ujung kiri, dan balok tepi lantai 3 ujung
kiri maupun ujung kanan untuk portal bertingkat tiga dipasang
lebih rapat daripada portal bertingkat dua, sedangkan pada balokbalok yang lain dipasang lebih renggang.
3. Penulangan kolom
Pada perencanaan kolom ini digunakan tulangan deform
D25 (untuk tulangan longitudinal) dan tulangan polos Ø10
(untuk begel/tulangan sengkang). Hasil penulangan kolom
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Penulangan kolom
Jenis dan letak struktur
Kolom tepi lantai 3
Kolom tengah lt. 3
Kolom tepi lantai 2
Kolom tengah lt. 2
Kolom tepi lantai 1
Kolom tengah lt. 1
Portal 3 lantai
tulangan begel
Portal 2 lantai
tulangan begel
8D25
10D25
12D25
14D25
14D25
16D25
----8D25
8D25
10D25
10D25
Ø10-145
Ø10-145
Ø10-160
Ø10-160
Ø10-170
Ø10-170
----Ø10-140
Ø10-140
Ø10-155
Ø10-155
Tabel 2 menunjukkan bahwa tulangan longitudinal kolom
baik yang berada di lantai 2 maupun di lantai 1 pada portal tiga
lantai lebih banyak daripada portal dua lantai, sedangkan
tulangan geser (begel) dipasang lebih renggang.
4. Penulangan sloof
Penulangan sloof menggunakan tulangan deform D22
untuk tulangan longitudinal, serta tulangan polos Ø10 dan Ø8
untuk tulangan geser (begel). Dengan gambar penulangan sloof
(lihat lampiran) pada kedua portal, dapat diketahui keadaan
tulangan longitudinal dan tulangan geser seperti berikut:
1). Tulangan longitudinal pada portal tiga lantai lebih banyak
(dengan selisih 2 batang) daripada portal dua lantai, yaitu
pada tulangan atas sloof tepi di daerah lapangan (tengah
bentang), tulangan bawah sloof tepi di ujung kanan, dan
tulangan bawah sloof tengah di ujung kiri.
22 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
2). Tulangan geser sloof pada portal tiga lantai dipasang lebih
rapat daripada portal dua lantai, baik pada sloof tepi maupun
sloof tengah. Contoh, sloof tepi pada bentang 1,10 m dari
muka kolom kiri dipasang Ø10–125 untuk portal tiga lantai,
dan Ø10–160 untuk portal dua lantai.
5. Penulangan fondasi
Dari gambar penulangan fondasi pada portal tiga lantai dan
portal dua lantai ternyata dugunakan tulangan sama, yaitu:
tulangan pokok Ø10 – 110 dan tulangan bagi Ø8 – 100.
6. Penambahan satu lantai tingkat pada portal
Untuk kasus yang diteliti dengan model dua buah struktur
portal beton bertulang (dua lantai dan tiga lantai) dari suatu
gedung kantor yang dibangun di wilayah gempa satu, dapat
diketahui bahwa penambahan satu lantai tingkat di atas portal
gedung dua lantai yang sudah dibangun sebelumnya sangat sulit
untuk dilaksanakan (kecuali dengan penanganan khusus).
Dari uraian pada pembahasan nomor 1 sampai dengan nomor
5 di atas, maka dapat dipahami bahwa penambahan satu lantai
tingkat pada portal gedung dua lantai (sehingga menjadi tiga
lantai) akan ’berbahaya’ bila ditinjau dari segi keamanan, baik
keamanan bagi struktur gedung itu sendiri maupun keamanan
bagi pengguna gedung, karena:
1). Semua dimensi portal dua lantai (balok, kolom, sloof, dan
fondasi) harus diperbesar.
2). Tulangan longitudinal pada balok-balok lantai 2 maupun
lantai 3 harus ditambah, dan begel-begel balok pada lantai 2
maupun lantai 3 (terutama begel balok di bagian ujung) harus
dibuat lebih rapat.
3). Tulangan longitudinal pada semua kolom harus ditambah.
4). Tulangan longitudinal sloof harus ditambah dan begelnya juga
dibuat lebih rapat.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap portal gedung beton bertulang dua lantai dan tiga lantai yang terletak
di wilayah gempa satu untuk model yang ditinjau, dapat diambil
kesimpulan berikut:
1). Dimensi balok lantai 3 dan lantai 2 pada portal tiga lantai
lebih besar daripada portal dua lantai, jarak begel juga lebih
rapat.
2). Dimensi kolom lantai 3 dan lantai 2 pada portal tiga lantai
lebih besar daripada portal dua lantai, tetapi jarak begel lebih
renggang.
3). Dimensi fondasi dan sloof pada portal tiga lantai lebih besar
daripada portal dua lantai, jarak begel sloof juga lebih rapat.
4). Penambahan satu lantai tingkat pada portal dua lantai akan
berbahaya bagi keamanan gedung maupun pengguna gedung.
SARAN
Saran yang perlu diperhatikan terutama bagi perencana
maupun pengguna gedung, yaitu:
1). Untuk menambah satu lantai tingkat pada gedung yang sudah
jadi, perlu dikaji lebih dahulu apakah kekuatan struktur
gedung dapat dijamin keamanannya.
2). Sebagai antisipasi terhadap keterbatasan lahan, lebih baik merencanakan gedung dengan tingkat yang lebih tinggi daripada
tingkat semestinya, sehingga untuk menambah lantai tingkat
berikutnya tidak menjadi masalah lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2002). Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung, SK SNI 03-2847-2002, Panitia Teknik
Standardisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan, Bandung.
Asroni, A. (2009). Struktur Beton Lanjut, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
Asroni, A. (2010). Balok Dan Pelat Beton Bertulang, Cetakan
pertama, P.T. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Asroni, A. (2010). Kolom, Fondasi Dan Balok ”T” Beton Bertulang, Cetakan pertama, P.T. Graha Ilmu, Yogyakarta.
DPMB. (1971). Peraturan Beton Bertulang Indonesia Tahun
1971, PBI-1971, Dinas Pekerjaan Umum, Direktorat
Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
DSN. (1989). Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah
Dan Gedung. SNI 03-1727-1989, UDC, Dewan Standardisasi
Nasional, Jakarta.
Kardiyono dan Budihardjo. (1980). Distribusi Momen Dengan
Cara C.T. Morris (Cara Cross Pada Portal Dengan Satu
Tabel), Teknik Sipil, UGM, Yogyakarta.
Kardiyono. (1981). Teknologi Gempa, Bahan Kuliah Teknik
Sipil, UGM, Yogyakarta.
Kimpraswil. (2002). Standar Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung, Departemen Pemukiman
Dan Prasarana Wilayah, Badan Penelitian Dan Pengembangan Pemukiman Dan Prasarana Wilayah, Pusat Penelitian
Dan Pengembangan Tek-nologi Pemukiman, Bandung.
Vis, W.C. dan Kusuma, G.H. (1993). Dasar-dasar Perencanaan
Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03, Seri
Beton 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
23
Lampiran
GAMBAR PENULANGAN PORTAL DUA LANTAI
(digambar setengah bentang, simetris)
1.50 m
3D19
2D19
φ 6–170
I
2D19
2D19
I
φ 6–170
1.10 m
φ 10–140
φ 6–170
1.10 m
φ 6–170
400
2D19
250
POT. I – I
III
φ 6–170
1.10 m
1.50 m
4D19
2D19
φ 6–170
2D19
2D19
VI
IV
7D19
IV
5D19
2D19
V
3D19
VI
2D19
2D19
φ 10–155
6D19
2D19
φ 6–180
2D19
300
POT. V – V
450
3D19
φ 10–160
2D12
φ 6–180
7D19
2D12
2D19
φ 6–75
X
IX
1.10 m
450
1.10 m
X
φ 8–235
1.10 m
φ 10–155
Ast =
10D25
φ 10–155
XI
VIII
3D19
3D19
φ 8–275
1.22 m
380
380
VIII
10D19
IX
2D19
300
POT. VII – VII
300
POT. VI – VI
3D19
3D19
1.10 m
VII
2D19
VII
φ 6–180 φ 6–180 φ 6–180
0.70 m 0.70 m 0.82 m
φ 6–125 φ 6–75
1.22 m
2D12
450
VIII
φ 6–180
1.10 m
350
350
POT. IV – IV
V
φ 6–180
0.85 m
Ast =
8D25
φ 10–140
250
POT. III–III
250
POT. II – II
1.10 m
0.70 m
φ 10–140
φ 6–170
2D19
2D19
0.70 m
4D19
φ 6–170
2D19
φ 6–170 φ 6–170 φ 6–170
1.10 m
400
1.00 m
3D19
IV
6D19
φ 6–180
0.38
II
2D19
2D19
VIII
III
1.25 m
3D19
400
IV
II
3D19
POT. VIII–VIII
3D19
10D19
10D19
3D19
XI
φ 10–110 φ 10–80 0.38 φ 8–220 φ 8–275 φ 8–275
1.10 m
1.10 m
0.70 m 0.70 m 0.82 m
6.00
2.00
0.425
380
3D19
700
250
380
φ 10–160
10D19
700
2D12
3D19
250
850
POT. IX – IX
Lampiran
3D19
φ 8–235
2D12
10D19
3D19
250
850
D8–100
D10–110
φ 10–80
2D12
700
850
D8–100
D10–110
380
POT. X – X
GAMBAR PENULANGAN PORTAL TIGA LANTAI
24 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
D8–100
D10–110
POT. XI – XI
(digambar setengah bentang, simetris)
1.50 m
3D19
2D19
φ 6–170
I
2D19
2D19
I
φ 6–170
1.10 m
φ 10 – 145
φ 6–170
1.10 m
2D19
φ 6–170 400
2D19
1.10 m
4D19
φ 6–170 400
2D19
φ 6–170
XIV
250
POT. III–III
2D19
2D19
φ 6–170 φ 6–170 φ 6–170
0.70 m
5D19
2D19
IV
3D19
V
2D19
2D19
φ 6–180
1.10 m
2D19
2D19
2D12
φ 6–110
φ 6–170 φ 6–90
1.22 m
450
3D19
1.10 m
2D12
φ 6–180
5D19
2D12
2D19
φ 6–180
450
300
300
XV 300
POT.IV – IV
1.10 m
POT. V – V
XVI
XVI
POT. VI – VI
2D19
VIII
8D19
6D19
3D19
VII
3D19
VIII
2D19
3D19
φ 6–195
φ 6–195
1.10 m
8D19
500
3D19
φ 6–120
300
POT. VII–VII
2D19
500
3D19
1.10 m
2D12
φ 6–195
300
POT. VIII–VIII
XVII
X
XI
3D19
3D19
φ 10–160
1.10 m
XI
φ 8–235
1.10 m
1.10 m
6D19
2D12
3D19
φ 6–195
500
300
POT.
IX – IX
300
XVIII
IX
2D19
2D19
IX
φ 6–195 φ 6–195 φ 6–195
0.70 m 0.70 m 0.80 m
φ 10 – 170
XVIII
XII
12D19
X
φ 6–190 φ 6–190
1.20 m
2D12
2D19
φ 10 – 160
VII
1.10 m
VI
2D19
VI
φ 6–180 φ 6–180 φ 6–180
0.70 m 0.70 m 0.82 m
8D19
φ 6–120
0.85 m
XIV
8D19
φ 6–180
0.70 m
φ 10 – 145
V
8D19
0.40
φ 6–170
2D19
2D19
450
0.625
1.10 m
2D19
1.00 m
3D19
IV
φ 10 – 160
XVII
φ 6–170
250
POT. II – II
1.10 m
φ 10 – 170
III
1.50 m
4D19
8D19
φ 6–110
XV
II
2D19
250
POT. I – I
XIII
XIII
III
1.25 m
3D19
400
II
3D19
φ 8–275
1.20 m
6.00
3D19
3D19
3D19
12D19
12D19
3D19
XII
φ 10–110 φ 10–80 0.40 φ 8–220 φ 8–275 φ 8–275
1.10 m
1.10 m
0.70 m 0.70 m 0.80 m
2.00
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
25
400
400
3D19
φ 10–160
2D12
800
3D19
250
3D19
12D19
2D12
φ 8–235
800
3D19
250
1250
D10–110
D8–100
φ 10–145
350
Ast =
10D25
350
POT. XIII–XIII
POT. XIV–XIV
380
POT. XVI–XVI
D10–110
D8–100
POT. XII – XII
POT. XI – XI
350
Ast =
14D25
1250
D8–100
φ 10–145
380
12D19
250
D10–110
Ast =
8D25
φ 10–160
400
Ast =
14D25
φ 10–80
2D12
800
1250
POT. X – X
350
400
380
Ast =
12D25
φ 10–160
380
POT. XV–XV
φ 10–170
400
Ast =
16D25
400
400
POT. XVII–XVII
POT. XVIII–XVIII
26 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
φ 10–170
MADE OF REINFORCED CONCRETE MATERIAL
KAJIAN PORTAL GEDUNG DUA DAN TIGA LANTAI
DENGAN BAHAN BETON BERTULANG
Ali Asroni
Study Programme of Master of Civil Engineering, Department of Civil Engineering, Universitas
Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Pabelan Kartasura Tromol Pos I Surakarta Post Code 57102
e-mail : ali.asroni@yahoo.co.id
Abstract
The aim of this research was to make a comparison of two and three floors of reinforce concrete portal design, and the
possibility of the addition one floor next above the two floors building base on building safety. Research carried out by taking
the example of two office building portals constructed in the earthquake zone-one. Both portals made from the same sketch
plan and designed in the full elastic system. The load combinations (dead load, live load, and earthquake load) were subjected
to both portal. The loads complied with the Indonesian Code (Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung, SNI 03-2847-2002). The dimension of portal structures (beam, column, sloof, and foundations) and their
reinforcements were properly designed to carry the loads. Based on the dimension of portal and their reinforcement obtained,
a comparison may be made up of total reinforcing and spacing of begel on both portals, and the possibility of the addition one
floor next above the two floors building. The results showed that the dimensions of the structure (beam, column, sloof, and
foundation) or three floors portal was bigger than two floors, the total of longitudinal reinforcement was more, and the begel
space of edge beam was more tightly. Moreover, the addition of one floor next above the two floors would make the
dangerous to safety of its and user.
Key words: adding floor levels, portal, fully elastic, earthquake zone-one
Abstrak
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan antara hasil perencanaan portal beton bertulang dua dan tiga lantai,
serta mengetahui kemungkinan penambahan satu lantai tingkat pada portal dua lantai tersebut ditinjau dari segi keamanan
gedung. Penelitian dilaksanakan dengan mengambil contoh dua buah portal gedung kantor yang dibangun di wilayah gempa
satu. Kedua portal berasal dari denah bangunan yang sama dan direncanakan dengan sistem elastik penuh. Kombinasi beban
(beban mati, beban hidup, dan beban gempa) diberikan pada kedua portal untuk diteliti. Kombinasi beban tersebut mengikuti
peraturan beton di Indonesia (Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002). Dimensi
portal (balok, kolom, sloof, dan fondasi) serta penulangannya direncanakan dengan baik/cukup untuk mendukung bebanbeban yang bekerja. Berdasarkan dimensi dan penulangan yang diperoleh, dapat diketahui perbandingan jumlah tulangan dan
jarak begel pada kedua portal, serta kemungkinan aman / tidaknya struktur portal 2 lantai bila ditambah satu lantai tingkat di
atasnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dimensi struktur (balok, kolom, sloof, dan fondasi) pada portal tiga lantai lebih
besar daripada portal dua lantai, jumlah tulangan longitudinal lebih banyak, dan jarak begel pada balok tepi lebih rapat. Selain
itu, penambahan satu lantai tingkat pada portal gedung dua lantai akan berbahaya bagi keamanan gedung dan pengguna
gedung.
Kata-kata kunci : penambahan lantai tingkat, portal, elastik penuh, wilayah gempa satu
PENDAHULUAN
Pertumbuhan jumlah penduduk saat ini dirasakan semakin
meningkat tajam. Seiring dengan pertumbuhan tersebut, beberapa fasilitas untuk memenuhi kebutuhan hidup juga semakin meningkat, baik fasilitas untuk memenuhi kebutuhan sandang-pangan (lahan pertanian, pertokoan, pasar, swalayan, mall), fasilitas
untuk papan (rumah, hunian/perumahan, penginapan, hotel), fasilitas kerja (gedung-gedung kantor, bengkel/industri), fasilitas
pendidikan (gedung-gedung sekolah/perkuliahan, laboratorium,
perpustakaan), maupun fasilitas-fasilitas lainnya, termasuk fasilitas sarana transportasi, tempat parkir, fasilitas hiburan, dan fasilitas kesehatan. Kepadatan penduduk dan semua fasilitas untuk kebutuhan hidup tersebut memerlukan lahan yang sangat luas, sehingga kondisi lahan yang tersisa dirasakan semakin sempit/terbatas, dan harganya semakin mahal.
Dengan keterbatasan lahan, terasa ’menyulitkan’ jika
diperlukan penambahan luas ruangan pada suatu gedung ke arah
horisontal. Salah satu cara untuk memperluas ruangan pada suatu
gedung adalah dengan penambahan ruangan ke arah vertikal atau
menambah lantai tingkat pada gedung yang sudah jadi. Fenomena yang dijumpai pada gedung-gedung yang telah dibangun,
terutama gedung yang berfungsi sebagai tempat pendidikan
maupun perkantoran, terlanjur telah dibangun dua lantai. Seiring
dengan perkembangan yang terjadi, perlu penambahan ruangan
untuk meningkatkan fasilitas pelayanan yang lebih baik dengan
cara menambah satu lantai tingkat di atasnya. Keadaan ini menimbulkan permasalahan atau memunculkan suatu pertanyaan:
Mampukah gedung tersebut menahan beban akibat penambahan
lantai tingkat di atasnya ? Apakah gedung tersebut masih memberikan rasa kenyamanan dan keamanan, baik keamanan terhadap gedung itu sendiri (agar tidak roboh) maupun keamanan
terhadap jiwa manusia (pengguna gedung) ?
Berdasarkan latar belakang dan permasalahan di atas, maka
perlu diteliti tentang pengaruh penambahan lantai tingkat pada
suatu gedung yang sudah jadi. Penelitian dilaksanakan dengan
mengambil contoh dua buah portal gedung beton bertulang (dua
lantai dan tiga lantai) yang dibangun di wilayah gempa satu,
masing-masing portal direncanakan dengan baik/cukup dan tidak
boros. Perencanaan dilaksanakan dengan sistem elastik penuh
menurut peraturan beton tahun 2002 (SNI 03-2847-2002).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan
hasil perencanaan antara portal gedung beton bertulang dua dan
tiga lantai pada struktur fondasi, sloof, balok dan kolom. Selain
itu, juga untuk mengetahui kemungkinan penambahan satu lantai
tingkat pada portal gedung beton bertulang ditinjau dari segi ke-
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
19
amanan struktur dalam hal menahan beban yang terjadi. Hasil
penelitian dapat bermanfaat bagi perancang bangunan dan bagi
masyarakat/pengguna gedung. Bagi perancang bangunan, dapat
digunakan sebagai masukan ilmu pengetahuan dalam hal terapan
perencanaan bangunan gedung, sedangkan bagi masyarakat dapat
mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan satu lantai
tingkat pada gedung yang sudah ada yang berkaitan dengan rasa
kenyamanan dan keamanan, baik aman bagi gedung itu sendiri
(gedung tidak roboh) maupun aman bagi keselamatan jiwa manusia (pengguna gedung).
Beban yang bekerja pada suatu portal (gedung) dibagi menjadi dua macam, yaitu beban vertikal dan beban horisontal. Arah
beban vertikal ini ke bawah (disebut beban gravitasi), terdiri atas
beban mati (beban yang posisinya tetap, termasuk berat sendiri
bangunan) dan beban hidup (beban yang dapat berpindah tempat,
termasuk pengguna bangunan). Arah beban horisontal ke kanan
atau ke kiri, yang diakibatkan oleh angin atau beban gempa. Wilayah Indonesia termasuk wilayah yang rawan terhadap gempa,
sehingga bangunan di Indonesia harus diperhitungkan agar tahan
gempa.
Beban gempa yang bekerja pada portal simetris dihitung
dengan analisis statik ekuivalen dengan persamaan:
V = (C.I/R).Wt
4). Spasi begel pada kolom (s dalam mm)
s ≤ 16.D dan s ≤ 48.dp
dengan : D = diameter tulangan longitudinal (mm)
dp = diameter sengkang / begel (mm).
Jika gaya geser kolom Vs,k < 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/2 dan 600 mm
METODE PENELITIAN
Sebagai bahan (materi) penelitian, dipilih Portal B dari
suatu denah gedung. Portal B ini dibuat dengan 2 model, yaitu
portal dua lantai dan tiga lantai seperti terlihat pada Gambar 1
sampai dengan Gambar 3.
(1)
1
V = beban gempa nominal statik ekuivalen (kN)
C = faktor respons gempa, bergantung pada kondisi tanah pada lokasi gedung, waktu getar alami fundamental gedung, dan wilayah gempa.
I = faktor keutamaan gedung.
R = faktor reduksi gempa, bergantung pada sistem perencanaan struktur yang dipakai.
Wt = berat total bangunan, beban mati dan beban hidup
direduksi pada peninjauan gempa (kN).
Berbagai jenis beban tersebut tidak harus semuanya diperhitungkan secara bersama-sama bekerja membebani portal, tetapi
diperhitungkan dari kombinasi beban yang berpengaruh dominan
terhadap portal yang ditinjau. Menurut SNI 03-2847-2002,
kombinasi beban yang bekerja pada portal gedung tahan gempa
diperhitungkan sebagai kuat perlu U dengan persamaan:
2
3
4
A
6,0 m
B
4,0 m
C
6,0 m
D
6,0 m
4,0 m
6,0 m
Gambar 1. Denah bangunan
atap
(2)
dengan: D = beban mati (dead load)
L = beban hidup (life load)
E(+/-) = beban gempa (earthquake load) yang bekerja ke
kanan (+) atau ke kiri (-).
Dimensi dan penulangan struktur / komponen struktur ysng
direncanakan dengan sistem elastik penuh dihitung berdasarkan
nilai kuat perlu U terbesar pada Persamaan (2) yang bekerja pada
struktur. SNI 03-2847-2002 memberikan batasan-batasan untuk
penulangan struktur sebagai berikut:
1). Luas tulangan minimal pada balok (As,min dalam mm2)
As,min ≥ 1,4.b.d/fy dan ≥ √f`c.b.d/(4.fy)
(8)
Jika gaya geser kolom Vs,k > 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/4 dan 300 mm
Agar diperoleh dimensi dan penulangan struktur yang cukup/tidak boros, maka dimensi struktur diambil sedemikian rupa
sehingga diperoleh hasil tulangan longitudinal yang sedikit lebih
besar daripada ketentuan pada Persamaan (3) dan Persamaan (6).
dengan:
U = 1,4.D atau U = 1,2.D + 1,6.L atau
U = 1,2.D + L + E(+/-) atau U = 0,9.D + E(+/-)
(7)
(3)
dengan b adalah lebar penampang blok (mm), d = tinggi manfaat penampang balok (mm), fy = tegangan leleh baja tulangan (MPa), dan f`c = mutu beton yang disyaratkan (MPa),
2). Spasi begel pada balok (s dalam mm)
Jika gaya geser balok Vs < 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/2 dan 600 mm
(4)
Jika gaya geser balok Vs > 1/3.√f`c.b.d, maka
s ≤ d/4 dan 300 mm
(5)
3). Luas tulangan total kolom (Ast dalam mm2)
Ast ≤ 0,08.Ag dan Ast ≥ 0,01.Ag
(6)
dengan Ag adalah luas bruto penampang kolom (mm2).
3,5 m
12
13
6
5
9
4,0 m
1
14
7
10
2
8
Lt.2
11
3
4
Lt.1
6,0 m
6,0 m
4,0 m
Gambar 2. Bentuk portal dua lantai
3,5 m
3,5 m
19
15
16
12
17
18
Lt.3
14
13
6
5
atap
21
20
7
8
Lt.2
9
4,0 m
10
2
1
11
3
4
Lt.1
6,0 m
4,0 m
6,0 m
Gambar 3. Bentuk portal tiga lantai
20 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
Data untuk perencanaan portal ditentukan berikut:
1). Mutu beton fc’ = 20 MPa, baja tulangan fy = 350 MPa.
2). Atap gedung berupa pelat lantai beton bertulang, dan diperhitungkan ada air hujan (sebagai beban hidup) setinggi 5 cm.
3). Tebal pelat atap direncanakan 9 cm, pelat lantai 12 cm, dan
berat beton γc = 25 kN/m3.
4). Sekat-sekat antar ruangan digunakan dinding tembok dengan
berat 18 kN/m3.
5). Beban mati dan beban hidup dihitung berdasarkan peraturan
SNI 03-1727-1989.
6). Digunakan fondasi telapak menerus, berat tanah di atas
fondasi γt = 17,3 kN/m3.
7). Daya dukung tanah untuk fondasi pada kedalaman -1,60 m
(σt) sebesar 175 kPa.
8). Gedung dibangun di wilayah gempa 1 menurut peraturan
gempa tahun 2002, direncanakan dengan sistem elastik penuh
dengan faktor reduksi gempa R = 1,6.
9). Dimensi portal (awal) digunakan: semua balok 300/500, semua kolom 450/450.
Dimensi portal tersebut dapat diubah sedemikian rupa sehingga mampu mendukung beban struktur dan tidak boros.
Pada penelitian digunakan alat bantu untuk tulis-menulis
dan untuk perhitungan, yaitu:
1). Seperangkat komputer, digunakan untuk tulis-menulis dan
membuat laporan.
2). Program hitungan balok, kolom, dan fondasi, digunakan untuk perhitungan tulangan dan kecukupan dimensi portal.
3). Kalkulator, digunakan untuk perhitungan-perhitungan yang
tidak rumit.
4). Kertas ukuran A4, 80 gram, digunakan untuk membuat laporan tertulis.
Penelitian ini dilaksanakan dalam empat tahap (lihat
Gambar 4), yaitu sebagai berikut:
1). Tahap I
: Penentuan dimensi portal (dua model portal).
2). Tahap II : Penulangan portal (dua model portal).
3). Tahap III : Pebandingan dimensi dan penulangan dari kedua
model portal.
4). Tahap IV : Membuat kesimpulan.
Mulai
Analisis beban: beban mati,
beban hidup, dan beban gempa
Analisis beban: beban mati,
beban hidup, dan beban gempa
Kombinasi beban
Kontrol dimensi balok:
tidak/
Ukuran balok cukup ?
boros
ya
tidak/
boros
Kolom diubah
Perencanaan portal 3 lantai
Balok diubah
Perencanaan portal 2 lantai
Balok diubah
Kolom diubah
Data portal: dimensi awal, mutu bahan, dsb.
Kombinasi beban
Kontrol dimensi balok:
tidak/ Ukuran balok cukup ?
boros
ya
Kontrol dimensi kolom:
Ukuran kolom cukup ?
Kontrol dimensi kolom:
Ukuran kolom cukup ?
Tahap I
tidak/
boros
ya
ya
Penetapan dimensi portal akhir
Penetapan dimensi portal akhir
Penulangan balok
Penulangan balok
Penulangan kolom
Penulangan kolom
Tahap II
Fondasi
diubah
tidak/
boros
Analisis beban fondasi
Analisis beban fondasi
Kontrol dimensi fondasi:
Ukuran fondasi cukup?
Kontrol dimensi fondasi:
Ukuran fondasi cukup?
ya
Fondasi
diubah
tidak/
boros
ya
Penulangan fondasi
Penulangan fondasi
Gambar penulangan portal
Gambar penulangan portal
Perbandingan hasil perencanaan kedua portal
Kesimpulan
Tahap III
Tahap IV
Selesai
Gambar 5. Bagan alir penelitian
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
21
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Dimensi portal
Dimensi portal awal digunakan 300/500 untuk semua balok, dan 450/450 untuk semua kolom. Jika dimensi balok dan
kolom diterapkan pada perencanaan portal dua lantai maupun tiga lantai, ternyata dimensinya terlalu besar/boros. Oleh karena itu
dimensi balok dan kolom diubah/diperkecil sehingga cukup
mendukung beban, kemudian dengan dimensi yang telah diubah
ini digunakan untuk menghitung struktur fondasi dan sloof. Hasil
hitungan dimensi portal secara lengkap disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Dimensi portal bertingkat tiga dan dua
Jenis struktur
Balok lantai 4
Balok lantai 3
Balok lantai 2
Kolom lantai 3
Kolom lantai 2
Kolom lantai 1
Sloof
Fondasi
Dimensi yang dipakai (mm)
Portal 3 lantai Portal 2 lantai
(1)
(2)
250x400
300x450
300x500
350x350
380x380
400x400
400x800
250x1250
tidak ada
250x400
300x450
tidak ada
350x350
380x380
380x700
250x850
Perbandingan
(3) = (1)/(2)
--1,35
1,11
--1,18
1,11
1,20
1,47
Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa dimensi yang digunakan pada portal tiga lantai lebih besar daripada portal dua lantai,
dengan perbandingan berikut:
1). Pada balok lantai 3 diperoleh 1,35 kali lebih besar.
2). Pada balok lantai 2 diperoleh 1,11 kali lebih besar.
3). Pada kolom lantai 2 diperoleh 1,18 kali lebih besar.
4). Pada kolom lantai 1 diperoleh 1,11 kali lebih besar.
5). Dimensi sloof diperoleh 1,20 kali lebih besar.
6). Dimensi fondasi diperoleh 1,47 kali lebih besar.
2. Penulangan balok
Pada perencanaan portal ini, baik portal dua lantai maupun
tiga lantai, digunakan tulangan deform D19 (untuk tulangan
longitudinal) dan tulangan polos Ø6 (untuk begel/tulangan
sengkang). Gambar penulangan balok secara lengkap dapat
dilihat pada lampiran. Dengan gambar penulangan balok pada
kedua portal dapat diketahui sebagai berikut:
1). Balok tepi lantai 2 pada ujung kiri: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 6D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 3D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 3 batang.
2). Balok tepi lantai 2 pada ujung kanan: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 7D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 2D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 1 batang.
3). Balok tengah lantai 2 pada ujung (kiri dan kanan sama): untuk
portal dua lantai dipasang tulangan atas 5D19 dan tulangan
bawah 2D19, sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang
6D19 dan 3D19. Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 2 batang.
4). Balok tepi lantai 3 pada ujung kiri: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 3D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 2D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 5 batang.
5). Balok tepi lantai 3 pada lapangan: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 2D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 2D19 dan 3D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 1 batang.
6). Balok tepi lantai 3 pada ujung kanan: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan atas 4D19 dan tulangan bawah 2D19,
sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang 8D19 dan 2D19.
Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 4 batang.
7). Balok tengah lantai 2 pada ujung (kiri dan kanan sama): untuk
portal dua lantai dipasang tulangan atas 3D19 dan tulangan
bawah 2D19, sedangkan untuk portal tiga lantai dipasang
5D19 dan 2D19. Jadi, ada selisih tulangan sebanyak 2 batang.
Dengan penjelasan secara berurutan dari nomor 1) sampai
dengan nomor 7) di atas menunjukkan bahwa tulangan longitudinal pada balok lantai 2 maupun lantai 3 pada portal tiga lantai
ternyata lebih banyak daripada portal dua lantai.
Gambar pemasangan tulangan geser (begel) balok untuk
portal dua lantai dan tiga lantai yang ada pada lampiran juga
menjelaskan beberapa hal berikut:
1). Balok tepi lantai 2 pada ujung kiri: untuk portal dua lantai
dipasang tulangan Ø6 – 180, sedangkan untuk portal tiga
lantai dipasang lebih rapat dengan Ø6 – 120.
2). Balok tepi lantai 2 pada lapangan dan ujung kanan, serta pada
balok tengah: untuk portal dua lantai dipasang tulangan lebih
rapat daripada portal tiga lantai.
3). Balok tepi lantai 3 pada ujung kiri dan kanan: untuk portal
dua lantai dipasang tulangan Ø6 – 170, sedangkan untuk
portal tiga lantai dipasang lebih rapat dengan Ø6 – 110 pada
ujung kiri, dan Ø6 – 90 pada ujung kanan.
4). Balok tepi lantai 3 pada lapangan dan balok tengah: untuk
portal dua lantai dipasang tulangan lebih rapat daripada portal
tiga lantai.
Dengan penjelasan secara berurutan dari nomor 1) sampai
dengan nomor 4) di atas menunjukkan bahwa tulangan geser
pada balok tepi lantai 2 ujung kiri, dan balok tepi lantai 3 ujung
kiri maupun ujung kanan untuk portal bertingkat tiga dipasang
lebih rapat daripada portal bertingkat dua, sedangkan pada balokbalok yang lain dipasang lebih renggang.
3. Penulangan kolom
Pada perencanaan kolom ini digunakan tulangan deform
D25 (untuk tulangan longitudinal) dan tulangan polos Ø10
(untuk begel/tulangan sengkang). Hasil penulangan kolom
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Penulangan kolom
Jenis dan letak struktur
Kolom tepi lantai 3
Kolom tengah lt. 3
Kolom tepi lantai 2
Kolom tengah lt. 2
Kolom tepi lantai 1
Kolom tengah lt. 1
Portal 3 lantai
tulangan begel
Portal 2 lantai
tulangan begel
8D25
10D25
12D25
14D25
14D25
16D25
----8D25
8D25
10D25
10D25
Ø10-145
Ø10-145
Ø10-160
Ø10-160
Ø10-170
Ø10-170
----Ø10-140
Ø10-140
Ø10-155
Ø10-155
Tabel 2 menunjukkan bahwa tulangan longitudinal kolom
baik yang berada di lantai 2 maupun di lantai 1 pada portal tiga
lantai lebih banyak daripada portal dua lantai, sedangkan
tulangan geser (begel) dipasang lebih renggang.
4. Penulangan sloof
Penulangan sloof menggunakan tulangan deform D22
untuk tulangan longitudinal, serta tulangan polos Ø10 dan Ø8
untuk tulangan geser (begel). Dengan gambar penulangan sloof
(lihat lampiran) pada kedua portal, dapat diketahui keadaan
tulangan longitudinal dan tulangan geser seperti berikut:
1). Tulangan longitudinal pada portal tiga lantai lebih banyak
(dengan selisih 2 batang) daripada portal dua lantai, yaitu
pada tulangan atas sloof tepi di daerah lapangan (tengah
bentang), tulangan bawah sloof tepi di ujung kanan, dan
tulangan bawah sloof tengah di ujung kiri.
22 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
2). Tulangan geser sloof pada portal tiga lantai dipasang lebih
rapat daripada portal dua lantai, baik pada sloof tepi maupun
sloof tengah. Contoh, sloof tepi pada bentang 1,10 m dari
muka kolom kiri dipasang Ø10–125 untuk portal tiga lantai,
dan Ø10–160 untuk portal dua lantai.
5. Penulangan fondasi
Dari gambar penulangan fondasi pada portal tiga lantai dan
portal dua lantai ternyata dugunakan tulangan sama, yaitu:
tulangan pokok Ø10 – 110 dan tulangan bagi Ø8 – 100.
6. Penambahan satu lantai tingkat pada portal
Untuk kasus yang diteliti dengan model dua buah struktur
portal beton bertulang (dua lantai dan tiga lantai) dari suatu
gedung kantor yang dibangun di wilayah gempa satu, dapat
diketahui bahwa penambahan satu lantai tingkat di atas portal
gedung dua lantai yang sudah dibangun sebelumnya sangat sulit
untuk dilaksanakan (kecuali dengan penanganan khusus).
Dari uraian pada pembahasan nomor 1 sampai dengan nomor
5 di atas, maka dapat dipahami bahwa penambahan satu lantai
tingkat pada portal gedung dua lantai (sehingga menjadi tiga
lantai) akan ’berbahaya’ bila ditinjau dari segi keamanan, baik
keamanan bagi struktur gedung itu sendiri maupun keamanan
bagi pengguna gedung, karena:
1). Semua dimensi portal dua lantai (balok, kolom, sloof, dan
fondasi) harus diperbesar.
2). Tulangan longitudinal pada balok-balok lantai 2 maupun
lantai 3 harus ditambah, dan begel-begel balok pada lantai 2
maupun lantai 3 (terutama begel balok di bagian ujung) harus
dibuat lebih rapat.
3). Tulangan longitudinal pada semua kolom harus ditambah.
4). Tulangan longitudinal sloof harus ditambah dan begelnya juga
dibuat lebih rapat.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap portal gedung beton bertulang dua lantai dan tiga lantai yang terletak
di wilayah gempa satu untuk model yang ditinjau, dapat diambil
kesimpulan berikut:
1). Dimensi balok lantai 3 dan lantai 2 pada portal tiga lantai
lebih besar daripada portal dua lantai, jarak begel juga lebih
rapat.
2). Dimensi kolom lantai 3 dan lantai 2 pada portal tiga lantai
lebih besar daripada portal dua lantai, tetapi jarak begel lebih
renggang.
3). Dimensi fondasi dan sloof pada portal tiga lantai lebih besar
daripada portal dua lantai, jarak begel sloof juga lebih rapat.
4). Penambahan satu lantai tingkat pada portal dua lantai akan
berbahaya bagi keamanan gedung maupun pengguna gedung.
SARAN
Saran yang perlu diperhatikan terutama bagi perencana
maupun pengguna gedung, yaitu:
1). Untuk menambah satu lantai tingkat pada gedung yang sudah
jadi, perlu dikaji lebih dahulu apakah kekuatan struktur
gedung dapat dijamin keamanannya.
2). Sebagai antisipasi terhadap keterbatasan lahan, lebih baik merencanakan gedung dengan tingkat yang lebih tinggi daripada
tingkat semestinya, sehingga untuk menambah lantai tingkat
berikutnya tidak menjadi masalah lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2002). Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung, SK SNI 03-2847-2002, Panitia Teknik
Standardisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan, Bandung.
Asroni, A. (2009). Struktur Beton Lanjut, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
Asroni, A. (2010). Balok Dan Pelat Beton Bertulang, Cetakan
pertama, P.T. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Asroni, A. (2010). Kolom, Fondasi Dan Balok ”T” Beton Bertulang, Cetakan pertama, P.T. Graha Ilmu, Yogyakarta.
DPMB. (1971). Peraturan Beton Bertulang Indonesia Tahun
1971, PBI-1971, Dinas Pekerjaan Umum, Direktorat
Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
DSN. (1989). Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah
Dan Gedung. SNI 03-1727-1989, UDC, Dewan Standardisasi
Nasional, Jakarta.
Kardiyono dan Budihardjo. (1980). Distribusi Momen Dengan
Cara C.T. Morris (Cara Cross Pada Portal Dengan Satu
Tabel), Teknik Sipil, UGM, Yogyakarta.
Kardiyono. (1981). Teknologi Gempa, Bahan Kuliah Teknik
Sipil, UGM, Yogyakarta.
Kimpraswil. (2002). Standar Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung, Departemen Pemukiman
Dan Prasarana Wilayah, Badan Penelitian Dan Pengembangan Pemukiman Dan Prasarana Wilayah, Pusat Penelitian
Dan Pengembangan Tek-nologi Pemukiman, Bandung.
Vis, W.C. dan Kusuma, G.H. (1993). Dasar-dasar Perencanaan
Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03, Seri
Beton 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
23
Lampiran
GAMBAR PENULANGAN PORTAL DUA LANTAI
(digambar setengah bentang, simetris)
1.50 m
3D19
2D19
φ 6–170
I
2D19
2D19
I
φ 6–170
1.10 m
φ 10–140
φ 6–170
1.10 m
φ 6–170
400
2D19
250
POT. I – I
III
φ 6–170
1.10 m
1.50 m
4D19
2D19
φ 6–170
2D19
2D19
VI
IV
7D19
IV
5D19
2D19
V
3D19
VI
2D19
2D19
φ 10–155
6D19
2D19
φ 6–180
2D19
300
POT. V – V
450
3D19
φ 10–160
2D12
φ 6–180
7D19
2D12
2D19
φ 6–75
X
IX
1.10 m
450
1.10 m
X
φ 8–235
1.10 m
φ 10–155
Ast =
10D25
φ 10–155
XI
VIII
3D19
3D19
φ 8–275
1.22 m
380
380
VIII
10D19
IX
2D19
300
POT. VII – VII
300
POT. VI – VI
3D19
3D19
1.10 m
VII
2D19
VII
φ 6–180 φ 6–180 φ 6–180
0.70 m 0.70 m 0.82 m
φ 6–125 φ 6–75
1.22 m
2D12
450
VIII
φ 6–180
1.10 m
350
350
POT. IV – IV
V
φ 6–180
0.85 m
Ast =
8D25
φ 10–140
250
POT. III–III
250
POT. II – II
1.10 m
0.70 m
φ 10–140
φ 6–170
2D19
2D19
0.70 m
4D19
φ 6–170
2D19
φ 6–170 φ 6–170 φ 6–170
1.10 m
400
1.00 m
3D19
IV
6D19
φ 6–180
0.38
II
2D19
2D19
VIII
III
1.25 m
3D19
400
IV
II
3D19
POT. VIII–VIII
3D19
10D19
10D19
3D19
XI
φ 10–110 φ 10–80 0.38 φ 8–220 φ 8–275 φ 8–275
1.10 m
1.10 m
0.70 m 0.70 m 0.82 m
6.00
2.00
0.425
380
3D19
700
250
380
φ 10–160
10D19
700
2D12
3D19
250
850
POT. IX – IX
Lampiran
3D19
φ 8–235
2D12
10D19
3D19
250
850
D8–100
D10–110
φ 10–80
2D12
700
850
D8–100
D10–110
380
POT. X – X
GAMBAR PENULANGAN PORTAL TIGA LANTAI
24 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
D8–100
D10–110
POT. XI – XI
(digambar setengah bentang, simetris)
1.50 m
3D19
2D19
φ 6–170
I
2D19
2D19
I
φ 6–170
1.10 m
φ 10 – 145
φ 6–170
1.10 m
2D19
φ 6–170 400
2D19
1.10 m
4D19
φ 6–170 400
2D19
φ 6–170
XIV
250
POT. III–III
2D19
2D19
φ 6–170 φ 6–170 φ 6–170
0.70 m
5D19
2D19
IV
3D19
V
2D19
2D19
φ 6–180
1.10 m
2D19
2D19
2D12
φ 6–110
φ 6–170 φ 6–90
1.22 m
450
3D19
1.10 m
2D12
φ 6–180
5D19
2D12
2D19
φ 6–180
450
300
300
XV 300
POT.IV – IV
1.10 m
POT. V – V
XVI
XVI
POT. VI – VI
2D19
VIII
8D19
6D19
3D19
VII
3D19
VIII
2D19
3D19
φ 6–195
φ 6–195
1.10 m
8D19
500
3D19
φ 6–120
300
POT. VII–VII
2D19
500
3D19
1.10 m
2D12
φ 6–195
300
POT. VIII–VIII
XVII
X
XI
3D19
3D19
φ 10–160
1.10 m
XI
φ 8–235
1.10 m
1.10 m
6D19
2D12
3D19
φ 6–195
500
300
POT.
IX – IX
300
XVIII
IX
2D19
2D19
IX
φ 6–195 φ 6–195 φ 6–195
0.70 m 0.70 m 0.80 m
φ 10 – 170
XVIII
XII
12D19
X
φ 6–190 φ 6–190
1.20 m
2D12
2D19
φ 10 – 160
VII
1.10 m
VI
2D19
VI
φ 6–180 φ 6–180 φ 6–180
0.70 m 0.70 m 0.82 m
8D19
φ 6–120
0.85 m
XIV
8D19
φ 6–180
0.70 m
φ 10 – 145
V
8D19
0.40
φ 6–170
2D19
2D19
450
0.625
1.10 m
2D19
1.00 m
3D19
IV
φ 10 – 160
XVII
φ 6–170
250
POT. II – II
1.10 m
φ 10 – 170
III
1.50 m
4D19
8D19
φ 6–110
XV
II
2D19
250
POT. I – I
XIII
XIII
III
1.25 m
3D19
400
II
3D19
φ 8–275
1.20 m
6.00
3D19
3D19
3D19
12D19
12D19
3D19
XII
φ 10–110 φ 10–80 0.40 φ 8–220 φ 8–275 φ 8–275
1.10 m
1.10 m
0.70 m 0.70 m 0.80 m
2.00
Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 12/No. 1/Januari 2012/Ali Asroni/Halaman : 19 - 26
25
400
400
3D19
φ 10–160
2D12
800
3D19
250
3D19
12D19
2D12
φ 8–235
800
3D19
250
1250
D10–110
D8–100
φ 10–145
350
Ast =
10D25
350
POT. XIII–XIII
POT. XIV–XIV
380
POT. XVI–XVI
D10–110
D8–100
POT. XII – XII
POT. XI – XI
350
Ast =
14D25
1250
D8–100
φ 10–145
380
12D19
250
D10–110
Ast =
8D25
φ 10–160
400
Ast =
14D25
φ 10–80
2D12
800
1250
POT. X – X
350
400
380
Ast =
12D25
φ 10–160
380
POT. XV–XV
φ 10–170
400
Ast =
16D25
400
400
POT. XVII–XVII
POT. XVIII–XVIII
26 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009
φ 10–170