Desain Struktur Atas Gedung Laboratorium Teknik

Structural Design Of The Engineering Laboratory Building

Ayu Sinta Aprilia

1, Nugraha Bintang Wirawan

1

1Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Way

Huwi, Lampung Selatan, Indonesia

Abstrak

Pemilihan material dan sistem struktur yang digunakan menjadi hal yang perlu diperhatikan

untuk mencapai tujuan dari perencanaan struktur. Oleh karena itu, pada perencanaan struktur atas

gedung laboratorium direncanakan menggunakan beton pracetak dengan sistem Sistem Rangka

Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dan struktur atap baja menggunakan Sistem Rangka Baja

Pemikul Momen Biasa (SRBPMB). Beton pracetak memiliki keunggulan lebih ekonomis

dibandingkan konvensional karena dapat mereduksi biaya dan waktu, namun hanya dapat digunakan

pada berada pada wilayah zona gempa rendah atau menengah, oleh sebab itu beton yang direncanakan

menggunakan SRPMM karena gedung laboratorium berada pada wilayah zona gempa menengah.

Sedangkan untuk struktur atap baja memiliki keunggulan yaitu proses pemasangan yang cepat serta

dapat bertahan pada cuaca yang ekstrem, dan struktur baja yang akan didesain tidak terlalu tinggi

sehingga direncanakan menggunakan SRBPMB dan dapat didesain secara elastik.

Teknik analisis struktur yang digunakan yaitu mengunakan software analisis struktur,

sehingga diperoleh gaya-gaya dalam yang kemudian digunakan untuk merencanakan tulangan serta

komponen pada struktur atap. Hasil dari perencanaan struktur ini yaitu berupa desain elemen struktur

yang telah memenuhi persyaratan yang diizinkan, dan juga elemen struktur yang direncanakan sudah

memenuhi syarat defleksi dan rasio untuk struktur baja.

Kata kunci : Perencanaan struktur, SRPMM, SRBPMB, defleksi, dan rasio.

Abstract

The choice of materials and structural systems used are things that need to be considered in

order to achieve the objectives of structural planning. Therefore, in planning the structure of the

laboratory building it is planned to use precast concrete with the Medium Moment Bearer Frame

System (SRPMM) and the steel roof structure using the Ordinary Moment Bearer Steel Frame System

(SRBPMB). Precast concrete has the advantage of being more economical than conventional because

it can reduce costs and time, but can only be used in low or medium earthquake zones, therefore the

concrete that is planned to use SRPMM is because the laboratory building is in a medium earthquake

zone. As for the steel roof structure, it has the advantage that the installation process is fast and can

withstand extreme weather, and the steel structure to be designed is too high so it is planned to use

SRBPMB because it can be designed elastically.

The structural analysis technique used is structural analysis software, in order to obtain

internal forces which are then used to plan the reinforcement and components of the roof structure.

The result of this structural planning is in the form of structural element design that has met the

permitted requirements, and also the planned structural element has met the deflection and ratio

requirements for steel structures.

Keywords: Structural planning, SRPMM, SRBPMB, deflection, and ratio.

I. PENDAHULUAN

Tujuan dari suatu perencanaan struktur gedung yaitu struktur yang direncanakan dapat

memenuhi beberapa kriteria, diantaranya yaitu stuktur yang direncanakan dapat stabil, cukup

kuat, mampu layan, awet dan memenuhi kriteria lain seperti ekonomis dan kemudahan

pelaksanaan. Oleh karena itu, untuk memenuhi tujuan tersebut terdapat beberapa hal yang

perlu diperhatikan pada saat perencanaan struktur, diantaranya yaitu pemilihan material dan

juga sistem struktur yang digunakan. Sehingga, Stuktur Atas Gedung Laboratorium teknik

direncanakan menggunakan Struktur Beton Pracetak dengan Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah (SRPMM) dan juga menggunakan struktur atap baja dengan Sistem Rangka Baja

Pemikul Momen Biasa (SRBPMB).

Beton pracetak merupakan struktur beton yang komponen-komponennya dicetak

terlebih dahulu pada suatu tempat khusus, yang kemudian baru dipasang dilokasi pekerjaan.

Dari sistem pengerjaan beton pracetak tersebut, keunggulan beton pracetak dibandingkan

dengan beton konvensional yaitu dapat mempercepat waktu pengerjaan, proses produksi yang

tidak tergantung cuaca, tidak memerlukan tempat penyimpanan material yang luas,

meminimalisir terjadinya sisa material yang terbuang, kontrol kualitas beton lebih terjamin

dan tidak memerlukan perlakuan khusus sehingga dapat mereduksi durasi dan biaya proyek.

namun hanya dapat digunakan pada berada pada wilayah zona gempa rendah atau menengah,

oleh sebab itu beton yang direncanakan menggunakan SRPMM karena gedung laboratorium

berada pada wilayah zona gempa menengah.

Salah satu yang perlu diperhatikan dalam mendesain elemen struktur menggunakan

beton pracetak yaitu desain sambungan, maka pada perencanaan gedung laboratorium teknik

ini direncanakan menggunakan sambungan basah (wet connection). Sambungan basah yaitu

sambungan yang menghubungkan antar beton pracetak dengan cara menghubungkan besi

tulangan dari beton pracetak pada beton pracetak lain dengan cara dicor ditempat. Dimana

jenis sambungan basah ini sangat dianjurkan untuk bangunan di daerah rawan gempa karena

dapat menjadikan masing-masing komponen beton pracetak menjadi monolit.

Stuktur atap pada gedung laboratorium teknik direncanakan menggunakan atap baja

karena proses pemasangannya yang cepat, selain itupula struktur atap baja merupakan

material awet karena dapat bertahan pada cuaca yang ekstrem. Struktur atap baja yang akan

didesain tidak terlalu tinggi sehingga dapat didesain secara elastik, maka sistem struktur yang

digunkan yaitu Sistem Rangka Baja Pemikul Momen Biasa (SRBPMB).

II. METODOLOGI PERENCANAAN

Metodologi perencanaan diperlukan untuk mengetahui tahapan perencanaan yang akan

dilakukan. Adapun tahapan pada perencanaanstruktur atas gedung laboratorium tertera pada

diagram alir berikut :

Gambar 1. Diagram Alir Perencanaan

Pengumpulan Data

Preliminary

Design

Selesai

Pemodelan Struktur

Desain

Analisis

Tidak

Ya

Mulai

Data Primer

Data Sekunder

Input Data

Struktur

Input Data

Beban

Cek

-Simpangan dan Defleksi

-Rasio (baja)

A

`

Gambar 2. Diagram Alir Desain Tulangan

A

Balok

Kolom

Pelat

Desain tulangan

Longitudinal

Cek

(øMn > Mu)

Desain tulangan

Sengkang

Cek

(Vs <Vs max)

Desain tulangan

Torsi

Cek (Vu/(bw x d)2 + (Tu x ph/(1.7 x Aoh2))2 ≤

Ǿ(Vc/(bw x d) + 2/3* fc0.5)

Jarak tulangan

Selesai

Ya

Ya

Ya

Ya

Tidak

Desain tulangan

Longitudinal

Cek :

(P-M) didalam

diagram interaksi

kolom

Desain tulangan

Sengkang

Cek : 𝑉𝑢

ℎ <

𝑉𝑐

2

Jarak tulangan

Selesai

Desain Tul.

Arah X

Desain Tul. Arah Y

Cek (Aspakai >Asperlu)

Cek (Aspakai >Asperlu)

Cek (Aspakai >Asmin)

Cek (Aspakai >Asmin)

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Jarak

tulangan

Selesai

Jarak

tulangan

Selesai

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Ya Ya

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Struktur Atas Gedung Laboratorium teknik direncanakan menggunakan dua material, yaitu

beton dan baja. Elemen struktur seperti balok, kolom serta pelat menggunakan beton

pracetak, sedangkan struktur atap menggunakan baja. Struktur Atas Gedung Laboratorium

teknik direncanakan memiliki jumlah lantai sebanyak 4 lantai dan tinggi perlantai setinggi 4

meter. Perencanan dilakukan dengan melakukan pemodelan pada software analisis struktur

menggunakan gambar rencana yang telah direncanakan sebelumnya. Berikut gambar denah

lantai 1 hingga 4 yang digunakan sebagai acuan pemodelan, gambar potongan pada

pemodelan, serta gambar 3 dimensi pada pemodelan menggunakan software analisis struktur.

Gambar 3. Denah Lantai 1

Gambar 4. Denah Lantai 2- lantai 4

Gambar 5. Section 1- 5 dan Section 7- 11

Gambar 6. Section 6

Gambar 7. Section A dan Section D

Gambar 8. Section B

Gambar 9. Section C

Gambar 10. Gambar 3D Gedung Laboratorium Teknik

Sedangkan dimensi elemen struktur yang digunakan pada perencanaan struktur atas gedung

laboratorium yaitu tertera pada tabel berikut :

Tabel 1. Dimensi Elemen Struktur Pracetak

No. Elemen Struktur Dimensi (mm)

P L T

1.

Kolom

K1 4150 400 400

2. K1.1 4150 350 250

3. K2 4000 400 400

4. K2.1 4000 350 250

5.

Balok

B1 9500 350 750

6. B2 4000 350 750

7. B3 3000 350 750

8. B4 3000 350 750

9. B5 3000 350 750

Tabel 2. Dimensi Beton Konvensional

No

. Elemen Struktur

Dimensi (mm)

P L T

1. Balok Cor

Konvensional B(200x400) 4000 200 400

2.

Tie Beam/Sloof

TB1 8000 350 500

3. TB2 4000 250 500

4. TB3 3000 250 500

Tabel 3. Dimensi Elemen Struktur Atap Baja

No. Elemen Struktur Baja Profil

1. Profil Kuda-kuda WF 250X125X6X9

2. Kolom WF 250X250X9X14

3. Gording CNP 125X50X20X3.2

Elemen struktur beton direncanakan menggunkan dua jenis tulangan yaitu tulangan

polos BJTP 24 dan tulangan ulir BJTS 40, dan perencanaan tulangan mengacu pada SNI

2847-2013. Sedangkan untuk struktur atap baja, direncanakan pula komponen struktur atap

yang berfungsi menghubungan antar elemen atap. Komponen struktur atap yang didesain

yaitu base plate, end plate, dan juga baut yang mengacu pada SNI 1729 2015 dan juga AISC

(American Institute of steel construction).

Setelah dilakukan desain tulangan pada beton pracetak dan juga desain pada komponen

atap baja, maka dilakukan pula pengecekan yang bertujuan mengecek apakah struktur yang

direncanakan aman atau tidak. Pengecekan yang dilakuakan yaitu mengecek simpangan,

defleksi dan juga rasio yang terjadi pada struktur laboratorium apakah masih dalam batas

yang diizinkan. Dimana syarat untuk simpangan pada kolom harus kurang dari H/200,

defleksi pada balok harus kurang dari L/240, dan rasio pad struktur baja harus kurang dari 1.

Simpangan, defleksi, serta rasio maksimum yang terjadi pada elemen struktur gedung

laboratorium teknik, yaitu tertera pada tabel berikut :

Tabel 4. Simpangan, defleksi, dan rasio maksimum

No. Pengecekan Komponen Tipe

Ketinggian

kolom atau

panjang

bentang

balok (m)

Batas

Izin

(mm)

Yang Terjadi

pada struktur

(mm)

1. Simpangan Kolom beton K2 16,15 0,00212

Kolom baja WF 250X250X9X14 3,85 0,01 3 0,00029

2. Defleksi Balok beton B1 8 0,00147

Balok baja WF 250X125X6X9 8,5 0,00300

3. Rasio pada

baja

Kolom WF 250X250X9X14 0,89 1 0,132

Balok WF 250X125X6X9 8,5 1 0,614

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan perhitungan desain elemen struktur dari hasil pemodelan struktur, maka dapat

disimpulkan :

1. Hasil desain elemen struktur telah memenuhi persyaratan Sistem Rangka Pemikul

Momen Menengah (SRPMM) yang mengacu pada SNI-2847 2013, adapun hasil desain

elemen struktur tersebut tertera pada tabel berikut :

Tabel 1. Penulangan Balok

No. Tipe

Tulangan

Tumpuan Lapangan Sengkang

Tumpuan Lapangan

1. B1

Atas : 4D19

Tegah : 3D13

Bawah :4D19

Atas : 4D19

Tegah : 3D13

Bawah :4D19

Ø10-150 Ø10-200

2. B2

Atas : 4D19

Tegah : 3D13

Bawah :4D19

Atas : 4D19

Tegah : 3D13

Bawah :4D19

Ø10-150 Ø10-200

3. B3

Atas : 4D19

Tegah : 3D13

Bawah :4D19

Atas : 4D19

Tegah : 3D13

Bawah :4D19

Ø10-150 Ø10-200

4. BL1

Atas : 4D13

Tegah : 3D10

Bawah :4D13

Atas : 4D13

Tegah : 3D10

Bawah :4D13

Ø10-100 Ø10-200

5. BL2

Atas : 4D13

Tegah : 3D10

Bawah :4D13

Atas : 4D13

Tegah : 3D10

Bawah :4D13

Ø10-100 Ø10-200

6. Bcor

Atas : 4D16

Tegah : 3D13

Bawah :4D16

Atas : 4D16

Tegah : 3D13

Bawah :4D16

Ø10-75 Ø10-150

Tabel 2. Penulangan Sloof

No. Tipe

Tulangan

Tumpuan Lapangan Sengkang

Tumpuan Lapangan

1. TB1

Atas : 4D16

Tegah : 2D10

Bawah :4D16

Atas : 4D16

Tegah : 2D10

Bawah :4D16

Ø10-100 Ø10-150

2. TB2

Atas : 2D16

Tegah : 2D10

Bawah :2D16

Atas : 2D16

Tegah : 2D10

Bawah :2D16

Ø10-100 Ø10-150

3. TB3

Atas : 2D16

Tegah : 2D10

Bawah :2D16

Atas : 2D16

Tegah : 2D10

Bawah :2D16

Ø10-100 Ø10-150

Tabel 3 Penulangan Kolom

No. Tipe

Tulangan Panjang

penyaluran

(mm) Tumpuan Lapangan

Sengkang

Tumpuan Lapangan

1. K1 8D25 8D25 Ø10-150 Ø10-200 700

2. K1.1 8D22 8D22 Ø10-100 Ø10-200 700

3. K2 8D25 8D25 Ø10-150 Ø10-200 700

4. K2.1 8D22 8D22 Ø10-100 Ø10-200 700

Tabel 4. Penulangan Pelat Lantai

No. Tipe Tebal (mm)

Tulangan

Arah X Arah Y

Bawah Atas Bawah Atas

1. S1 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

2. S2.1 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

3. S3 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

4. S4 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

5. S5 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

6. S6 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

7. L1 120 Ø 8 - 250 Ø 8 - 250 D13-150 D13-150

2. Hasil desain komponen struktur atap baja pada mengacu pada AISC (American Institute

of steel construction) dan SNI - 1729 2015, tertera pada tabel berikut :

Tabel 5. 5. Komponen Struktur Atap

No. Komponen

Atap

Dimensi Angkur/Baut

Panjang

(mm)

Lebar

(mm)

Ketebalan

(mm)

Diameter Jumlah

(Buah)

1. Base plate 350 350 32 M20 4

2. End plate tipe 1 280 150 12 M20 4

3. End plate tipe 2 470 150 12 M20 8

4. End plate tipe 3 492 150 6 M20 8

5. Baut pada CNP M12 2

3. Simpangan yang terjadi pada kolom beton sebesar 0,00212 m dengan batas izin sebesar

0,081 m, simpangan pada kolom baja sebesar 0,00029 dengan batas simpangan izin

sebesar 0,00193 m, defleksi pada balok beton sebesar 0,00147 m dengan batas defleksi

izin sebesar 0,033 m, defleksi pada balok baja sebesar 0,0030 m dengan batas defleksi

izin sebesar 0,035 m, serta rasio maksimum yang terjadi pada struktur baja kurang dari 1

yaitu sebesar 0,614. Sehingga dari hasil tersebut, baik simpangan, defleksi, maupun rasio

(untuk struktur baja) telah memenuhi persyaratan karena masih dibawah batas yang

diizinkan.

DAFTAR PUSTAKA

Adi, Rudi Yuniarto, et al. 2014. "Perilaku dan Kekuatan Sambungan Kolom pada Sistem

Beton Pracetak". Media Komunikasi Teknik Sipil 20.1.

Departemen Pekerjaan Umum. 1 83. “Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Bangunan

Gedung (PPIUG 1 83)”. Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah

Bangunan.

Fisher, James M., and Lawrence A. Kloiber. 2006. “Base Plate and Anchor Rod Design

second Edition”. United States of America : American Institute of Steel Construction.

Khakim, Z., Anwar, M. R., & Hasyim, M. H. 2012. Studi Pemilihan Pengerjaan Beton Antara

Pracetak Dan Konvensional Pada Pelaksanaan Konstruksi Gedung Dengan Metode

AHP. Rekayasa Sipil, 5(2), 95-107.

Nadeak, Rijuli. 2018. “Analisis Perilaku Struktur Beton dan Baja dengan Metode Levelling

Time History (Studi Kasus Gedung E ITERA). Lampung Selatan:Institut Teknologi

Sumatera.

Raharja, Andrie, Dan Syuaib Rizal S. 200 . “Perencanaan Struktur Beton Pracetak

Berdasarkan Sni Beton 2002”. Semarang : Universitas Diponegoro.

Rahmadhan, Gita Yusuf, et al. 2014. "Studi Perencanaan Desain Sambungan Balok-Kolom

Dengan Sistem Pracetak Pada Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas

Brawijaya Malang". Jurnal Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil 1.2: pp. 775-783.

Riyansyah, Muhammad. 2016. Perencanaan Sambungan Baut.

https://id.scribd.com/document/413613621/Set-08-Perencanaan- Sambungan -Baut-

SNI-1729-2015-TUGAS (diakses 30 maret 2020).

Setiawan, Agus. “Perancangan Struktur Beton Bertulang Berdsarkan SNI

2847:2013”. Jakarta : Erlangga. 2016.

SNI 1726-2012. 2012. “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan

Gedung dan Non Gedung”. Badan Standarisasi Indonesia. Jakarta.

SNI 1727-2013. 2013. “Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan

Struktur Lain”. Badan Standarisasi Indonesia. Jakarta.

SNI 1729-2015. 2015. “Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktual”. Badan

Standarisasi Indonesia. Jakarta.

SNI 2847-2013. 2013. “Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung”. Badan

Standarisasi Indonesia. Jakarta.

Sodikin, Muhammad, Lilis Zulaicha, dan Ismanto Hadisaputro. 2020. "Pemakaian Beton

Pracetak Alternatif Pada Perencanaan Gedung Rsud Tipe B Kabupaten Magelang".

Yogyakarta : Institut Teknologi Nasional Yogyakarta.

Son, Damar Ferry, dan Herman. 2008. “Perencanaan Struktur Hotel Ibis Semarang Dengan

Metode Konstruksi Semi Pracetak”. Semarang : Universitas Diponegoro

Semarang.

Syaifuddin, Habib. 2016. “Modifikasi Perencanaan Gedung Tower C Apartemen Aspen

Admiralty Jakarta Selatan Dengan Metode Beton Pracetak (Precast)”. Surabaya :

Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Murray, Thomas M., And W. Lee Shoemaker. 2003. “Flush And Extended Multiple–Row

Moment End-Plate Connections”. United States Of America : American Institute Of

Steel Construction.

2016. http://kulitdjeruk.blogspot.com/2016/01/8-jenis-profil-baja-utama-sebagai- bahan.html

diakses pada tanggal (27 Februari).