EFISIENSI PENGGUNAAN KOLOM BAJA BERCABANG TERHADAP KOLOM VERTIKAL PADA STRUKTUR DENGAN BENTANG PANJANG.
EFISIENSI PENGGUNAAN KO LO M
BAJA BERCABANG TERHADAP KO LO M VERTIKAL
PADA STRUKTUR DENGAN BENTANG PANJANG
SKRIPSI
Oleh
AG NES MEILINA SINAG A
1010921016
JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Pada skripsi ini telah dilakukan analisa penggunaan kolom
bercabang terhadap kolom vertikal pada strutkur bentang panjang
dengan tujuan efisiensi volume dan perluasan area lantai. Kolom
bercabang yang direncanakan diasumsikan hanya memi kul beban tekan
aksial dari perletakan kuda-kuda baja dan beban terpusat dari balok.
Pengerjaan skripsi ini dimulai dengan merencanakan lay out
suatu struktur bangunan bandar udara dengan panjangbentang kolom
vertikal 6 meter dan kolom cabang bentang 24 meter dan 12 meter,
kemudian permodelan dan analisa kuda-kuda sehingga diperolehlah
nilai beban kritis (Pcr) dari setiap kolom.
Dari hasil perencanaan dengan kolom bercabang, diperoleh
perbandingan nilai volume pada kolom cabang dengan tinggi kolom
utama 2000 mm yang lebih efisien 5,928 % terhadap volume kolom
vertikal sedangkan kolom cabang dengan tinggi kolom utama 6000 mm
yang lebih efisien 33,443 % terhadap volume kolom vertikal.
Kata kunci: beban aksial tekan, beban kritis, efisiensi volume.
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka struktur yang
memikul beban dari balok. SK SNI T-15-1991-03 mendefinisikan kolom
adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga
beban aksial tekan vertikal dengan bagi an tinggi yang tidak ditopang
paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Beban sebuah bangunan
dimulai dari atap. Atap akan meneruskan beban yang diterimanya ke
kolom. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke
pondasi, terdiri dari seperti beban hidup (manusia dan barang-barang),
serta beban hembusan angin.
Kolom pada umumnya merupakan elem en vertikal. Namun
sebenarnya kolom tidak harus selalu berarah vertikal, bahkan dinding
pemikul (load-bearing wall) sebenarnya juga dapat dipadang sebagai
kolom yang diperluas menjadi suatu bidang. Umumnya, kolom tidak
mengalami lentur secara l angsung, karena tidak ada beban tegak lurus
terhadap sumbunya. Sistem post and beam terdiri dari elemen struktur
horisontal (balok) diletakkan sederhana di atas dua elemen struktur
vertikal (kolom) yang merupakan konstruksi dasar yang digunakan sejak
dulu. Pada sistem ini, secara sederhana balok dan kolom digunakan
sebagai elemen penting dalam konstruksi.
Seiring berjalannya waktu, dunia mulai berbenah dari segi
pembangunan dan desain struktur bangunan tinggi oleh para insinyur
dan arsitek. Bangunan tinggi tersebut memiliki bentuk dan struktur
kolom cabang yang berbeda-beda sei ring dengan adanya kemajuan
teknologi, kondisi lahan, perkembangan desain arsitektural, dan
keinginan perencana. Pada Tugas Akhir ini membahas kolom cabang
yang didesain oleh penulis. Di bawah ini merupakan satu dari banyak
bangunan tinggi yang menggunakan kolom cabang yang menjadi bukti
bahwa perkembangan desain kolom di dunia teknik sipil.
Gambar 1.1: Chubu Centrair International Airport Japan
(Sumber:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chubu_Centrair_International_Airport_
Japan12n.jpg)
Kolom cabang atau tree column dengan ketinggian kolom
utama yang bervariasi kini telah banyak dipergunakan oleh konsumen
untuk alasan estetika arsitektural Penggunaan kolom cabang pada
sebuah bangunan dipengaruhi oleh perhitungan beban yang diterimanya
sehingga diperoleh dimensi yang cukup dan beban Kritis (Pcr) untuk
menopang beban aktual yang terjadi.
I-2
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
Menganalisa pembebanan pada kuda-kuda arch terhadap
struktur kolom tinggi sebagai beban aksial.
Menghitung dan menganalisa beban kritis (Pcr) dan
volume yang cukup pada struktur kolom vertikal dan
kolom cabang.
Membandingkan besar volume yang dihasilkan kolom
vertikal dan kolom cabang.
Mendesain kolom cabang sebagai pengganti kolom tinggi.
Sehingga tujuan utama dari penelitian ini tercapai yaitu
mengetahui efisiensi kolom cabang terhadap kolom tinggi
1.3 Batasan Masalah
Penelitian efisiensi volume ini dibatasi oleh hal-hal berikut:
Struktur yang digunakan pada Tugas Akhir ini merupakan hasil
desain penulis sebagai objek fiktif dalam analisa.
Perhitungan beban dan analisa pada struktur kuda-kuda arch
baja dilakukan dua dimensi. Bebab-beban sentris yang
diperhitungkan meliputi:
Beban mati/ berat sendiri kuda-kuda .
Beban angin; angin tekan dan angin hisap.
Desain awal struktur menggunakan software AutoCad 2007.
I-3
Analisa pemebanan dilakukan dengan menggunakan software
SAP2000 dan Ms. Office Excell.
Data teknis struktur bangunan yang digunakan adal ah sebagai
berikut:
Jenis struktur
: baja
Mutu baja
: BJ 55
Tegangan leleh
: 410 Mpa
Fungsi struktur
: bandar udara
Jumlah lantai
: 2 lantai
Tinggi kolom
: 8000 mm
Penyusunan Tugas Akhir ini berpedoman pada peraturanperaturan sebagai berikut:
SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perhitungan
Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.
Pedoman Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG)
tahun 1983.
Tabel Profil Konstruksi Baja oleh Ir. Rudy Gunawan
dengan petunjuk Ir. Morisco tahun 1988
Desain 3D kolom cabang menggunakan software Google
Sketchup.
Perhitungan hanya membahas analisa beban aksial dan
efisiensi volume pada struktur yang menggunakan kolom
cabang.
I-4
1.4 Sistematika Penulisan
Sistematika penyusunan Tugas Akhir ini secara garis besar
dibagi dalam lima bagian sebagai berikut.
BAB I : PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan
masalah, hipotesis, dan sistematika.
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
Meliputi teori – teori tentang pengertian kolom, teori tekuk
(buckling),kolom cabang, dan pembanan pada struktur bandara
BAB III: METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menggambarkan metoda – metoda dan langkah kerja
yang dilakukan dalam penelitian ini.
BAB IV: PROSEDUR DAN HASIL KERJA
Mengidentifikasi
data
– data
yang
dibutuhkan
dalam
perhitungan beban pada kolom, perhitungan beban kritis, analisa dan
desain kolom cabang.
BAB V : ANALISA dan PEMBAHASAN
Menghitung efisiensi kolom cabang terhadap kolom tinggi.
BAB VI : PENUTUP
Berisikan kesimpulan dan saran.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
I-5
BAJA BERCABANG TERHADAP KO LO M VERTIKAL
PADA STRUKTUR DENGAN BENTANG PANJANG
SKRIPSI
Oleh
AG NES MEILINA SINAG A
1010921016
JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Pada skripsi ini telah dilakukan analisa penggunaan kolom
bercabang terhadap kolom vertikal pada strutkur bentang panjang
dengan tujuan efisiensi volume dan perluasan area lantai. Kolom
bercabang yang direncanakan diasumsikan hanya memi kul beban tekan
aksial dari perletakan kuda-kuda baja dan beban terpusat dari balok.
Pengerjaan skripsi ini dimulai dengan merencanakan lay out
suatu struktur bangunan bandar udara dengan panjangbentang kolom
vertikal 6 meter dan kolom cabang bentang 24 meter dan 12 meter,
kemudian permodelan dan analisa kuda-kuda sehingga diperolehlah
nilai beban kritis (Pcr) dari setiap kolom.
Dari hasil perencanaan dengan kolom bercabang, diperoleh
perbandingan nilai volume pada kolom cabang dengan tinggi kolom
utama 2000 mm yang lebih efisien 5,928 % terhadap volume kolom
vertikal sedangkan kolom cabang dengan tinggi kolom utama 6000 mm
yang lebih efisien 33,443 % terhadap volume kolom vertikal.
Kata kunci: beban aksial tekan, beban kritis, efisiensi volume.
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka struktur yang
memikul beban dari balok. SK SNI T-15-1991-03 mendefinisikan kolom
adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga
beban aksial tekan vertikal dengan bagi an tinggi yang tidak ditopang
paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Beban sebuah bangunan
dimulai dari atap. Atap akan meneruskan beban yang diterimanya ke
kolom. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke
pondasi, terdiri dari seperti beban hidup (manusia dan barang-barang),
serta beban hembusan angin.
Kolom pada umumnya merupakan elem en vertikal. Namun
sebenarnya kolom tidak harus selalu berarah vertikal, bahkan dinding
pemikul (load-bearing wall) sebenarnya juga dapat dipadang sebagai
kolom yang diperluas menjadi suatu bidang. Umumnya, kolom tidak
mengalami lentur secara l angsung, karena tidak ada beban tegak lurus
terhadap sumbunya. Sistem post and beam terdiri dari elemen struktur
horisontal (balok) diletakkan sederhana di atas dua elemen struktur
vertikal (kolom) yang merupakan konstruksi dasar yang digunakan sejak
dulu. Pada sistem ini, secara sederhana balok dan kolom digunakan
sebagai elemen penting dalam konstruksi.
Seiring berjalannya waktu, dunia mulai berbenah dari segi
pembangunan dan desain struktur bangunan tinggi oleh para insinyur
dan arsitek. Bangunan tinggi tersebut memiliki bentuk dan struktur
kolom cabang yang berbeda-beda sei ring dengan adanya kemajuan
teknologi, kondisi lahan, perkembangan desain arsitektural, dan
keinginan perencana. Pada Tugas Akhir ini membahas kolom cabang
yang didesain oleh penulis. Di bawah ini merupakan satu dari banyak
bangunan tinggi yang menggunakan kolom cabang yang menjadi bukti
bahwa perkembangan desain kolom di dunia teknik sipil.
Gambar 1.1: Chubu Centrair International Airport Japan
(Sumber:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chubu_Centrair_International_Airport_
Japan12n.jpg)
Kolom cabang atau tree column dengan ketinggian kolom
utama yang bervariasi kini telah banyak dipergunakan oleh konsumen
untuk alasan estetika arsitektural Penggunaan kolom cabang pada
sebuah bangunan dipengaruhi oleh perhitungan beban yang diterimanya
sehingga diperoleh dimensi yang cukup dan beban Kritis (Pcr) untuk
menopang beban aktual yang terjadi.
I-2
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
Menganalisa pembebanan pada kuda-kuda arch terhadap
struktur kolom tinggi sebagai beban aksial.
Menghitung dan menganalisa beban kritis (Pcr) dan
volume yang cukup pada struktur kolom vertikal dan
kolom cabang.
Membandingkan besar volume yang dihasilkan kolom
vertikal dan kolom cabang.
Mendesain kolom cabang sebagai pengganti kolom tinggi.
Sehingga tujuan utama dari penelitian ini tercapai yaitu
mengetahui efisiensi kolom cabang terhadap kolom tinggi
1.3 Batasan Masalah
Penelitian efisiensi volume ini dibatasi oleh hal-hal berikut:
Struktur yang digunakan pada Tugas Akhir ini merupakan hasil
desain penulis sebagai objek fiktif dalam analisa.
Perhitungan beban dan analisa pada struktur kuda-kuda arch
baja dilakukan dua dimensi. Bebab-beban sentris yang
diperhitungkan meliputi:
Beban mati/ berat sendiri kuda-kuda .
Beban angin; angin tekan dan angin hisap.
Desain awal struktur menggunakan software AutoCad 2007.
I-3
Analisa pemebanan dilakukan dengan menggunakan software
SAP2000 dan Ms. Office Excell.
Data teknis struktur bangunan yang digunakan adal ah sebagai
berikut:
Jenis struktur
: baja
Mutu baja
: BJ 55
Tegangan leleh
: 410 Mpa
Fungsi struktur
: bandar udara
Jumlah lantai
: 2 lantai
Tinggi kolom
: 8000 mm
Penyusunan Tugas Akhir ini berpedoman pada peraturanperaturan sebagai berikut:
SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perhitungan
Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.
Pedoman Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG)
tahun 1983.
Tabel Profil Konstruksi Baja oleh Ir. Rudy Gunawan
dengan petunjuk Ir. Morisco tahun 1988
Desain 3D kolom cabang menggunakan software Google
Sketchup.
Perhitungan hanya membahas analisa beban aksial dan
efisiensi volume pada struktur yang menggunakan kolom
cabang.
I-4
1.4 Sistematika Penulisan
Sistematika penyusunan Tugas Akhir ini secara garis besar
dibagi dalam lima bagian sebagai berikut.
BAB I : PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan
masalah, hipotesis, dan sistematika.
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
Meliputi teori – teori tentang pengertian kolom, teori tekuk
(buckling),kolom cabang, dan pembanan pada struktur bandara
BAB III: METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menggambarkan metoda – metoda dan langkah kerja
yang dilakukan dalam penelitian ini.
BAB IV: PROSEDUR DAN HASIL KERJA
Mengidentifikasi
data
– data
yang
dibutuhkan
dalam
perhitungan beban pada kolom, perhitungan beban kritis, analisa dan
desain kolom cabang.
BAB V : ANALISA dan PEMBAHASAN
Menghitung efisiensi kolom cabang terhadap kolom tinggi.
BAB VI : PENUTUP
Berisikan kesimpulan dan saran.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
I-5