Chapter I Perbandingan Desain Elastis dan Desain Plastis 3 Ruko menjadi 1 Ruko Metrolink Asrama Haji
BAB I
PENDAHULUAN
I. 1. Latar Belakang
Perencanaan sebuah struktur bangunan baru merupakan sebuah tahap yang sangat
kritis dimana setiap bagian yang direncanakan harus benar – benar diperhatikan dengan
teliti hal ini dikarenakan perencanaan merupakan sebuah permodelan yang setiap
kemungkinan yang terjadi harus dapat diperhitungkan agar bangunan yang dibuat aman
dan nyaman. Banyaknya bangunan yang roboh akibat gempa ataupun akibat kegagalan
struktur sebenarnya bukan disebabkan oleh penggunaan material yang asal – asalan saja
tetapi juga merupakan kesalahan dari perencanaan yang tidak teliti dimana analisisnya
tidak memperhitungkan segala kemungkinan yang akan terjadi pada sebuah bangunan.
Dalam perencanaan struktur sebuah bangunan terdapat 2 cara menganalisisnya
yaitu secara Elastis dan secara Plastis. Beberapa tahun belakangan ini analisis secara
Elastis atau sering disebut metode ASD (Allowable-Stress Design) merupakan cara
analisis yang paling banyak digunakan untuk merencanakan sebuah bangunan dimana
dalam perencanaannya memakai asumsi bahwa tegangan yang terjadi pada struktur
masih terletak dalam batas elastis dan defleksinya kecil. Dengan analisis elastis ini
sebagian dari struktur bangunan yang direncanakan akan bertegangan rendah akan
tetapi hal ini menimbulkan pemborosan dimana material yang digunakan lebih banyak
ataupun lebih besar dari kebutuhan sebenarnya. Sedangkan analisis secara Plastis lebih
memanfaatkan kemampuan struktur secara penuh hingga beban batas akhir (Ultimate
load) sehingga bentuk plastis dengan kekuatan struktur sampai pada tegangan lelehnya
hal ini membuat perencanaan lebih ekonomis.
Gambar 1. Contoh kondisi struktur pada analisa Plastis dan Elastis
Gambar 2. Grafik Regangan – Tegangan
Seperti terlihat dalam gambar 2 pendesain sebuah struktur dengan menggunakan
analisa secara elastis direncanakan tidak melewati titik leleh. Sedangkan untuk analisa
secara elastis direncanakan berada pada titik ultimate dimana merupakan titik
maksimum yang bisa dicapai sebelum terjadi keruntuhan.
I. 2. Perumusan Masalah
Dalam studi kali ini akan dibahas mengenai perbandingan desain secara Elastis dan
Plastis pada 3 buah ruko yang akan dijadikan 1 ruko. Dimana ruko ini digabungkan untuk
dibuat menjadi sebuah toko.
a.
b.
Gambar 2. Denah Ruko Metrolink Asrama Haji
Dari gambar 2.a terlihat bahwa jumlah kolom penyangga struktur bangunan pada
tiap lantai berjumlah 20 buah akan tetapi setelah digabungkan seperti gambar 2.b
terlihat kolom yang tersisa hanyalah 14 buah.
Hal ini tentunya akan menimbulkan perubahan struktur dimana penahan beban
bangunan akan berkurang dan akan terjadi lendutan yang sangat besar pada bangunan
sehingga bisa terjadi keruntuhan struktur apabila tidak dilakukan perkuatan struktur
baik kolom maupun balok. Dalam studi kali ini akan dihitung perkuatan struktur
bangunan tersebut dengan memberikan pelat baja pada bagian bawah dan atas kolom
sehingga dapat mengurangi lendutan yang diakibatkan oleh beban berlebih dari struktur
bagian atasnya.
a.
b.
Gambar 4. Tampak Potongan
Untuk perkuatan pada kolom akan dilakukan jacketing untuk memperbesar dimensi
kolom agar strukturnya bisa bertahan dari keruntuhan. Perbesaran dimensi kolom juga
akan ditinjau secara plastis dan elastis.
Dari hasil analisis yang dilakukan secara Elastis dan Platis yang akan didapatkan
tebal pelat dan besar dimensi kolom yang digunakan dalam perkuatan struktur
bangunan tersebut. Hasil dari perhitungan ini akan dimasukkan lagi kedalam program
sap2000 untuk memeriksa kembali kekuatan dan kemampuan layan apakah memenuhi
syarat sesuai dengan SNI.
I. 3. MAKSUD DAN TUJUAN
Adapun maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mendesain 3
ruko menjadi 1 ruko dengan menghilangkan kolom bagian tengah yang digantikan
dengan pelat sebagai penopang dan juga sebagai studi untuk mengetahui tata cara
analisis struktur secara Elastis dan secara Plastis, dimana cara analisis secara Plastis
merupakan matakuliah yang telah dihilangkan sehingga diharapkan dengan penulisan
ini akan membantu mahasiswa agar dapat mendesain struktur secara elastis dan plastis
di kemudian hari.
I. 4. PEMBATASAN MASALAH
Yang menjadi batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah :
1. Model Struktur yang ditinjau adalah Ruko Metrolink Asrama Haji
2. Struktur yang ditinjau memiliki 3 lantai
3. Evaluasi Kekuatan Struktur Bangunan dengan cara analitis
4. Metode perkuatan pada balok menggunakan pelat baja
5. Metode perkuatan pada kolom dengan jacketing
6. Metode perkuatan pada pondasi dengan penambahan bor pile
7. Pendataan dan pengambaran posisi serta dimensi struktur existing berdasarkan
data hasil peninjauan di lapangan
8. Standar perhitungan beton berdasarkan pada SNI 03 – 2847 – 2002
9. Standar perhitungan baja berdasarkan pada SNI 03 – 1729 – 2002
10. Hasil analisis manual akan di cocokan dengan analisis program SAP2000
I. 4. METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penulisan tugas akhir ini adalah studi kasus dan
desain yaitu dengan mengumpulkan data – data dan keterangan dari lapangan yang
berhubungan dengan pembahasan pada tugas akhir ini serta masukan – masukan dari
dosen pembimbing. Penganalisaan struktur akan dilakukan dengan program SAP 2000
untuk mencocokan terhadap hasil analisa manual.
Mulai
Studi Kasus
Kajian Gedung
Pengumpulan data
sekunder
Permodelan dengan SAP2000
Output SAP2000 : Gaya – gaya
yang bekerja, diagram gaya –
gaya dalam, dan bentuk deformasi
struktur
Metode Elastis
Metode Plastis
Di dapat tebal pelat dan
besar perkuatan kolom
Di dapat tebal pelat dan
besar perkuatan kolom
Hasil
Kesimpulan
Selesai
I. 6. SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar
mengenai isi tiap bab yang akan dibahas pada tugas akhir ini. Sistematika penulisan
adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat,
pembatasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan dari tugas
akhir ini.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori dasar tentang kolom, balok, dan pondasi serta rumusan dasar.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi teori perkuatan serta rumus – rumus perhitungan perkuatan balok,
kolom dan pondasi.
BAB IV. PERENCANAAN PERKUATAN
Bab in berisikan tentang perhitungan perkuatan struktur.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh rangkaian tugas akhir
ini yaitu mengenai tebal pelat yang dipakai secara desain plastis dan elastis dan
beberapa saran untuk penelitian selanjutnya.
PENDAHULUAN
I. 1. Latar Belakang
Perencanaan sebuah struktur bangunan baru merupakan sebuah tahap yang sangat
kritis dimana setiap bagian yang direncanakan harus benar – benar diperhatikan dengan
teliti hal ini dikarenakan perencanaan merupakan sebuah permodelan yang setiap
kemungkinan yang terjadi harus dapat diperhitungkan agar bangunan yang dibuat aman
dan nyaman. Banyaknya bangunan yang roboh akibat gempa ataupun akibat kegagalan
struktur sebenarnya bukan disebabkan oleh penggunaan material yang asal – asalan saja
tetapi juga merupakan kesalahan dari perencanaan yang tidak teliti dimana analisisnya
tidak memperhitungkan segala kemungkinan yang akan terjadi pada sebuah bangunan.
Dalam perencanaan struktur sebuah bangunan terdapat 2 cara menganalisisnya
yaitu secara Elastis dan secara Plastis. Beberapa tahun belakangan ini analisis secara
Elastis atau sering disebut metode ASD (Allowable-Stress Design) merupakan cara
analisis yang paling banyak digunakan untuk merencanakan sebuah bangunan dimana
dalam perencanaannya memakai asumsi bahwa tegangan yang terjadi pada struktur
masih terletak dalam batas elastis dan defleksinya kecil. Dengan analisis elastis ini
sebagian dari struktur bangunan yang direncanakan akan bertegangan rendah akan
tetapi hal ini menimbulkan pemborosan dimana material yang digunakan lebih banyak
ataupun lebih besar dari kebutuhan sebenarnya. Sedangkan analisis secara Plastis lebih
memanfaatkan kemampuan struktur secara penuh hingga beban batas akhir (Ultimate
load) sehingga bentuk plastis dengan kekuatan struktur sampai pada tegangan lelehnya
hal ini membuat perencanaan lebih ekonomis.
Gambar 1. Contoh kondisi struktur pada analisa Plastis dan Elastis
Gambar 2. Grafik Regangan – Tegangan
Seperti terlihat dalam gambar 2 pendesain sebuah struktur dengan menggunakan
analisa secara elastis direncanakan tidak melewati titik leleh. Sedangkan untuk analisa
secara elastis direncanakan berada pada titik ultimate dimana merupakan titik
maksimum yang bisa dicapai sebelum terjadi keruntuhan.
I. 2. Perumusan Masalah
Dalam studi kali ini akan dibahas mengenai perbandingan desain secara Elastis dan
Plastis pada 3 buah ruko yang akan dijadikan 1 ruko. Dimana ruko ini digabungkan untuk
dibuat menjadi sebuah toko.
a.
b.
Gambar 2. Denah Ruko Metrolink Asrama Haji
Dari gambar 2.a terlihat bahwa jumlah kolom penyangga struktur bangunan pada
tiap lantai berjumlah 20 buah akan tetapi setelah digabungkan seperti gambar 2.b
terlihat kolom yang tersisa hanyalah 14 buah.
Hal ini tentunya akan menimbulkan perubahan struktur dimana penahan beban
bangunan akan berkurang dan akan terjadi lendutan yang sangat besar pada bangunan
sehingga bisa terjadi keruntuhan struktur apabila tidak dilakukan perkuatan struktur
baik kolom maupun balok. Dalam studi kali ini akan dihitung perkuatan struktur
bangunan tersebut dengan memberikan pelat baja pada bagian bawah dan atas kolom
sehingga dapat mengurangi lendutan yang diakibatkan oleh beban berlebih dari struktur
bagian atasnya.
a.
b.
Gambar 4. Tampak Potongan
Untuk perkuatan pada kolom akan dilakukan jacketing untuk memperbesar dimensi
kolom agar strukturnya bisa bertahan dari keruntuhan. Perbesaran dimensi kolom juga
akan ditinjau secara plastis dan elastis.
Dari hasil analisis yang dilakukan secara Elastis dan Platis yang akan didapatkan
tebal pelat dan besar dimensi kolom yang digunakan dalam perkuatan struktur
bangunan tersebut. Hasil dari perhitungan ini akan dimasukkan lagi kedalam program
sap2000 untuk memeriksa kembali kekuatan dan kemampuan layan apakah memenuhi
syarat sesuai dengan SNI.
I. 3. MAKSUD DAN TUJUAN
Adapun maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mendesain 3
ruko menjadi 1 ruko dengan menghilangkan kolom bagian tengah yang digantikan
dengan pelat sebagai penopang dan juga sebagai studi untuk mengetahui tata cara
analisis struktur secara Elastis dan secara Plastis, dimana cara analisis secara Plastis
merupakan matakuliah yang telah dihilangkan sehingga diharapkan dengan penulisan
ini akan membantu mahasiswa agar dapat mendesain struktur secara elastis dan plastis
di kemudian hari.
I. 4. PEMBATASAN MASALAH
Yang menjadi batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah :
1. Model Struktur yang ditinjau adalah Ruko Metrolink Asrama Haji
2. Struktur yang ditinjau memiliki 3 lantai
3. Evaluasi Kekuatan Struktur Bangunan dengan cara analitis
4. Metode perkuatan pada balok menggunakan pelat baja
5. Metode perkuatan pada kolom dengan jacketing
6. Metode perkuatan pada pondasi dengan penambahan bor pile
7. Pendataan dan pengambaran posisi serta dimensi struktur existing berdasarkan
data hasil peninjauan di lapangan
8. Standar perhitungan beton berdasarkan pada SNI 03 – 2847 – 2002
9. Standar perhitungan baja berdasarkan pada SNI 03 – 1729 – 2002
10. Hasil analisis manual akan di cocokan dengan analisis program SAP2000
I. 4. METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penulisan tugas akhir ini adalah studi kasus dan
desain yaitu dengan mengumpulkan data – data dan keterangan dari lapangan yang
berhubungan dengan pembahasan pada tugas akhir ini serta masukan – masukan dari
dosen pembimbing. Penganalisaan struktur akan dilakukan dengan program SAP 2000
untuk mencocokan terhadap hasil analisa manual.
Mulai
Studi Kasus
Kajian Gedung
Pengumpulan data
sekunder
Permodelan dengan SAP2000
Output SAP2000 : Gaya – gaya
yang bekerja, diagram gaya –
gaya dalam, dan bentuk deformasi
struktur
Metode Elastis
Metode Plastis
Di dapat tebal pelat dan
besar perkuatan kolom
Di dapat tebal pelat dan
besar perkuatan kolom
Hasil
Kesimpulan
Selesai
I. 6. SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar
mengenai isi tiap bab yang akan dibahas pada tugas akhir ini. Sistematika penulisan
adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat,
pembatasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan dari tugas
akhir ini.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori dasar tentang kolom, balok, dan pondasi serta rumusan dasar.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi teori perkuatan serta rumus – rumus perhitungan perkuatan balok,
kolom dan pondasi.
BAB IV. PERENCANAAN PERKUATAN
Bab in berisikan tentang perhitungan perkuatan struktur.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh rangkaian tugas akhir
ini yaitu mengenai tebal pelat yang dipakai secara desain plastis dan elastis dan
beberapa saran untuk penelitian selanjutnya.