penguatan struktur pada bangunan dengan mutu beton …

16 PORTAL Jurnal Teknik Sipil Vol. 11, No. 1, April 201

PENGUATAN STRUKTUR PADA BANGUNANDENGAN MUTU BETON RENDAH

Anis Rosyidah, Dody Farouq Alfariez dan Muhammad Ariq WicaksonoJurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta

Jl. Prof. G. A. Siwabessy, Kampus Baru UI Depok – 16424, Jawa Barat, Indonesiae_mail : [email protected]

Abstrak — Kategori bangunan kokoh apabila struktur pada bangunan tersebut kuat dan stabil,sehingga dapat menerima beban-beban yang bekerja pada bangunan tersebut tanpa terjadinyakeruntuhan. Jika keruntuhan terjadi secara tiba-tiba tanpa ada gejala sebelumnya dapatmengakibatkan munculnya korban jiwa. Dengan ini diperlukan penguatan sebagai solusi mengatasikerusakan struktur. Penelitian ini dilakukan untuk menentukan komponen struktur mana yang tidakmampu menahan beban dan penguatan seperti apa yang perlu dilakukan terhadap struktur bangunan.Gaya-gaya dalam didapatkan dari analisis struktur eksisting dan asumsi beban-beban yang bekerjapada struktur dengan pemodelan struktur 3D (space frame). Hasil analisis pemodelan struktur berupagaya-gaya dalam digunakan untuk mendapatkan momen ultimit (Mu) dan dibandingkan denganmomen eksisting (Mn) yang dihitung dengan data eksisting. Setelah diketahui komponen-komponenstruktur yang tidak mampu menahan beban, maka metode penguatan yang sangat mungkin untukdilaksanakan pada komponen struktur tersebut adalah Concrete Jacketing. Penambahan dimensipenguatan pada balok dan kolom sebesar 50 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekuatanlentur naik rata-rata sebesar 149.493% dan kekuatan geser naik rata-rata sebesar 496.814% setelahstruktur balok diberi penguatan. Hasil analisis kekuatan kolom setelah diberikan penguatan, diperolehhasil diagram P-M yang menunjukan bahwa pada kolom K1, K2 dan KP kekuatannya meningkat dansetelah diberi penguatan Concrete Jacketing aman.

Kata kunci : Penguatan Struktur, Bangunan Eksisting, Concrete Jacketing.

Abstract —The perfect building category is the structures on the structure are strong and stable, canreceive the burdens working on the structure without any collapse. If the collapse occurs suddenlywithout prior symptoms can result in a loss of life. It requires reinforcement as a solution to structuraldamage. The research is done to determine which components of the structure are unable to bearweight and which reinforcement such as what needs to be done to the structure of the building.Internal forces are derived from spaceframe structural analysis and assumptions that burden work onstructure with 3d modeling. The structure of modeling analysis is used to obtain the ultimit momentsand compared to the moment of existence which is calculated with the existing data. Since thecomponents of the structure are known for weight loss, the likely method of reinforcement to beperformed in those components is the jacketing concrete. Adding the dimension of strengthening to thebeam and column by 50 mm. Research shows that the bending power rose an average of 149,493% andthe shifting power rose an average of 496,814% after the beam structure was reinforced. Analysis ofthe strength of the columns after strengthening, obtained from p-m diagrams showing that in the K1,K2, and KP column their strength increased and reinforced the safety of the jacketing concrete.

Keywords: Strengthening Structure, Existing Building, Concrete Jacketing.

I. PENDAHULUAN

Bangunan dapat dikatakan kokoh apabilastruktur pada bangunan tersebut kuat, sehinggadapat menerima beban-beban yang bekerja padabangunan tersebut tanpa terjadinya keruntuhan(Nawy, 1998). Apabila keruntuhan terjadi secaratiba-tiba tanpa ada gejala sebelumnya dapatmengakibatkan munculnya korban jiwa (Kati,2016). Beton memiliki sifat kuat terhadap tekannamun lemah terhadap tarik, sehinggadiperlukan tulangan agar beton dapat menahanbeban tarik (Sumajouw et al., 2015). Oleh sebab

itu, struktur beton didesain dengan kondisidimana tulangan mencapai tegangan lelehnyaterlebih dahulu, lalu diikuti dengan hancurnyabeton karena mencapai batas regangannya yangditandai adanya retakan pada beton tersebut.Perilaku struktur tersebut biasa disebut dengankondisi under reinforced (Chairunnisa &Khatimi, 2016). Dengan ini diperlukan penguatansebagai solusi mengatasi kerusakan struktur.Penguatan struktur biasanya dilakukan sebagaiupaya pencegahan sebelum struktur mengalamikehancuran. diperlukan beberapa pertimbangan

17Penulis Dody Farouq Alfariez, Muhammad Ariq Wicaksono, dan Anis Rosyidah : PENGUATAN STRUKTURPADA BANGUNAN DENGAN MUTU BETON RENDAH

antara lain, efektifitas penguatan, kemudahandalam pelaksanaan, dan biaya (Christiawan,2009).

Concrete Jacketing merupakan suatusistem penguatan atau perbaikan beton dengancara menyelimuti beton yang telah ada denganbeton tambahan (Soenaryo, Taufik, & Siswanto,2009). Jacketing dari bahan beton sebagai solusipenguatan yang efektif yang meningkatkankinerja seismik pada struktur. Teknik penguatanstruktur ini digunakan pada struktur bangunanyang bertujuan untuk memperbesar penampang,sehingga kekuatan beton menjadi meningkat(Cintya, 2017), (Rosyidah, Rinawati, Wiratenaya,& Pattisia, 2010).

Berdasarkan latar belakang di ataspenelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasistruktur eksisting sehingga dapat ditentukankomponen struktur yang perlu penguatan, danmerancang penguatan terhadap komponenstruktur yang tidak mampu menahan beban.Dengan terpenuhinya tujuan diharapkan dapatmemberikan beberapa manfaat yaitu, sebagaiinformasi kepada pemilik atau pengelola gedunguntuk dilakukan perbaikan, dan tambahan ilmupengetahuan bagi penulis dan pembaca.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Concrete JacketingKonsep dasar metode Concrete

Jacketing adalah pembesaran dimensi danpenambahan tulangan pada elemen strukturuntuk meningkatkan kinerja elemen strukturyang perlu diperkuat. Pembesaran tersebutdilakukan dengan Jacketing. Jacketing daribahan beton sebagai solusi penguatan yangefektif yang meningkatkan kinerja seismic padastruktur.

Berdasarkan penelitian terdahulu(Soenaryo et al., 2009) kolom beton bertulangpaling efektif diperbaiki dengan metode concretejacketing karena pada penelitian tersebutdidapatkan peningkatan P maksimum rata ratasebersar 502,778% setelah menerima bebanruntuh awal sebersar 75% P maksimum.Berdasarkan penelitian yang dilakukan (Cintya,2017) struktur dapat menerima penambahantingkat yang direncanakan serta periode strukturkurang dari periode struktur maksimum setelah

dilakukan penguatan dengan metode concretejacketing.

III. METODE PENELITIANDalam penelitian ini mengambil lokasi

pada bangunan Sekolah di Jakarta. Komponen-komponen struktur eksisting yang dianalisisdiasumsikan menggunakan tulangan dengan rasiominimum. Mutu beton hasil pengujian dilapangan diperoleh nilai sebesar 17,13 MPa.

Tahapan PenelitianMetode pengambilan data yang

dilakukan pada penelitian ini antara lain,pengamatan, wawancara, studi kepustakaan, danpengumpulan data teknis. Setelah data semuadiperoleh, dilakukan proses analisis dengantahapan penelitian sesuai dengan diagram aliryang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Alir Tahapan Penyelesaian Penelitian






























Tahap pertama, mengumpulkan data eksistingstruktur. Kedua, mengasumsi beban-beban yangbekerja pada struktur bangunan. Ketiga,menganalisis data eksisting struktur dan hasilpembebanan dengan pemodelan struktur.Keempat, menggunakan hasil (output) daripemodelan berupa gaya-gaya dalam untukmenghitung kekuatan ultimit struktur kolom danbalok. Kelima, menghitung kekuatan nominaldengan data eksisting. Keenam, mengecekkapasitas struktur dengan cara membandingkanbesarnya kekuatan nominal dan kekuatan ultimitstruktur. Pada SNI 03-2847 2013 menyaratkankekuatan ultimit harus lebih kecil dari kekuatannominal yang telah direduksi (SNI 03-2847,2013). Jika memenuhi syarat, maka strukturtidak perlu diberikan penguatan. Apabila kondisitersebut tidak memenuhi syarat, struktur harusdiberikan penguatan, selanjutnya ditentukanmetode penguatan struktur dan dihitungkapasitas komponen struktur yang diberipenguatan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANBalok

Kekuatan eksisting dihitung dengan data-data balok terpasang. Perhitungan kekuataneksisting bertujuan untuk mendapatkan kuatnominal balok. Kekuatan ultimit dihitung dengangaya-gaya dalam hasil dari permodelan struktur3D (spaceframe). Gaya-gaya dalam tersebutdikombinasikan untuk mendapatkan bebanultimit balok(SNI 1726, 2012), (SNI 1727,2013).

Balok yang telah dianalisis kekuataneksisting nominal lentur dan gesernya kemudiandibandingkan gaya lentur dan gaya geserultimitnya. Pembandingan ini memperlihatkanlokasi elemen struktur yang membutuhkanpenguatan (Mu >ϕMndan Vu >ϕVn). Hasilpembandingan antara kekuatan eksisting dankekuatan ultimit balok terdapat pada Tabel 1.

KolomKolom dianalisis kapasitas tekan (Pn),

momen (Mn), dan gesernya (Vs). Hasil darianalisis ini ialah kesimpulan perlu tidaknyapenguatan kolom agar tetap dapat menahanbeban rencana. Untuk analisis kekuatan kolom,dapat dilihat dari diagram interaksi P-M masing-

masing tipe kolom. Gambar 2 yang merupakandiagram interaksi P-M KolomTipe K1.

Gambar 2. Diagram Interaksi P-M Kolom Eksisting

Tabel 1. Rekapitusi Hasil PembandinganKekuatan Balok











P ( kN)

Mx (kN-m)

700

-200

60-30

(Pmax)

(Pmin)

fs=0.5fy

fs=0

fs=0.5fy

fs=01

23 4

56

78

910











P ( kN)

Mx (kN-m)

700

-200

60-30

(Pmax)

(Pmin)

fs=0.5fy

fs=0

fs=0.5fy

fs=01

23 4

56

78

910


Concrete Jacketing

Concrete jacketing dapat meningkatkankekuatan lentur, geser, maupun aksial dan palingmungkin diaplikasikan pada struktur bangunanyang dianalisis. Tabel 2 merupakan tabelrekapitulasi hasil perhitungan kekuatan lenturdan geser pada balok setelah diberi penguatandengan concrete jacketing. Dengan penambahandimensi pada balok menjadi 300/550 mmdisemua tipe balok dan mutu beton dinaikkanmenjadif’c 25 MPa.

Tabel 2. Rekapitulasi Kekuatan Balok SetelahDiberi Penguatan Concrete Jacketing

Kolom tipe K1, K2, dan KP pada lantai 1setelah dilakukan penguatan dengan penambahandimensi menjadi 300/300 mm dan mutu beton dinaikan menjadi f’c 25 MPa dinyatakan mampumenahan kombinasi lentur-tekan akibat bebanrencana. Hal ini ditandai dengan letak semuakombinasi Pu-Mu masih berada didalam batasaman Pn-Mn yang mampu ditahan oleh kolomsetelah diberi penguatan concrete jacketing yangterdapat pada Gambar 3.

Gambar 3. Diagram Interaksi P-M Setelah DiberiPenguatan Concrete Jacketing

Setelah struktur dianalisis didapatkanluas tulangan pada elemen struktur yang telahdilakukan penguatan concrete jacketing yangterdapat padaTabel 3 dan Tabel 4.

Tabel 3. Rekapitulasi ScheduleTulangan BalokSetelah Diberi Penguatan ConcreteJacketing

P ( kN)

Mx (kN-m)

2500

-1500

120-120

(Pmax)

(Pmin)

fs=0.5fy

fs=0

fs=0.5fy

fs=0

123 4

56

78

910


Concrete Jacketing







P ( kN)

Mx (kN-m)

2500

-1500

120-120

(Pmax)

(Pmin)

fs=0.5fy

fs=0

fs=0.5fy

fs=0

123 4

56

78

910


Concrete Jacketing








Tabel 4. Rekapitulasi Schedule Tulangan KolomLantai 1 Setelah Diberi PenguatanConcrete Jacketing

Pembahasan

Menurut hasil perhitungan strukturbalok setelah diperkuat dengan concretejacketing pada Tabel 2 dimensi balok diperbesarmenjadi 300/550 mm di setiap tipe balok dengankekuatan lentur naik rata-rata sebesar 149.493%dan kekuatan geser naik rata-rata sebesar496.814% untuk setiap tipe balok yangdilakukan penguatan. Sehingga, dapatdisimpulkan bahwa peningkatan kekuatan lenturpada balok setelah ditambah penguatan denganConcrete Jacketing ditunjukkan pada grafikGambar 4, Gambar 5, dan Gambar 6.

Gambar 4. Pembandingan Momen Pada TumpuanBalok

Gambar 5. Pembandingan Momen Pada LapanganBalok

Gambar 6. Pembandingan Gaya Geser Balok



Pembahasan







Pembahasan






Berdasarkan hasil analisis kekuatankolom K1, K2, KP setelah diberikan penguatandengan penambahan dimensi menjadi 300/300mm, diperoleh hasil diagram P-M yangmenunjukan bahwa seluruh kolom yang telahdilakukan penguatan, kekuatannya meningkatdan dapat dikatakan desain kekuatan strukturkolom setelah diberi penguatan concretejacketing aman.

V. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dan pembahasanyang telah diuraikan, maka dapat disimpulkansebagai berikut (1) Balok dengan tipe B1250/500 mm, B2 230/400 mm, B1K 250/500mm, B2K230/400 mm dan kolom dengan tipeK1250/250 mm, K2 200/200 mm, KP 150/150 mmpada lantai 1 menunjukkan bahwa strukturtersebut tidak mampu menahan beban-bebanyang bekerja. (2) Concrete Jacketing palingmungkin dilaksanakan karena kemudahan dalampelaksanaannya (tidak memerlukan pekerjakhusus pada pelaksanaannya) dan biayanya yangmurah. Setelah balok dan kolom diberipenguatan Concrete Jacketing menunjukkanbahwa balok dan kolom aman. Kuat nominalbalok setelah diberi penguatan terjadi kenaikanlentur sebesar 149.493% dan kenaikan gesersebesar 496.814%.

DAFTAR PUSTAKA

Chairunnisa & Khatimi. (2016). IdentifikasiKerusakan dan Alternatif PerbaikanPada Konstruksi Struktur BetonBertulang.

Christiawan, I. (2009). Perkuatan(Strengthening) Struktur Beton DenganFiber Reinforced Polymer (FRP).

Cintya. (2017). Evaluasi dan analisis perkuatanbangunan yang bertambah jumlahtingkatnya, 5(9), 591–602.

Kati, R. A. Y. R. (2016). Perilaku Lentur BalokBeton Bertulang Dengan PerkuatanGeser Menggunakan Lembaran FRP.

Nawy. (1998). Beton Bertulang SuatuPendekatan Dasar.

Rosyidah, A., Rinawati, Wiratenaya, D., &Pattisia, A. (2010). Perkuatan Strukturpada Bangunan Rumah Tinggal 3Lantai. Politeknologi, 9(1), 8–21.Retrieved fromhttp://jurnal.pnj.ac.id/index.php/politeknologi

SNI 03-2847. (2013). Persyaratan BetonStruktural untuk Bangunan Gedung.Bandung: Badan StandardisasiIndonesia.

SNI 1726. (2012). Tata cara perencanaanketahanan gempa untuk strukturbangunan gedung dan non gedung.Bandung: Badan StandardisasiIndonesia.

SNI 1727. (2013). Beban minimum untukperancangan bangunan gedung danstruktur lain. Bandung: BadanStandardisasi Indonesia.

Soenaryo, A., Taufik, M. H., & Siswanto, H.(2009). Perbaikan Kolom BetonBertulang Menggunakan ConcreteJacketing dengan Prosentase BebanRuntuh yang Bervariasi. JURNALREKAYASA SIPIL, 3(2), 91–100.

Sumajouw, M. D. J., Windah, R. S., Teknik, F.,Sipil, J., Sam, U., & Manado, R.(2015). Pengaruh kuat tekan terhadapkuat lentur balok beton bertulang, 3(5),341–350.

penguatan struktur pada bangunan dengan mutu beton …

Documents