studi analitis : performa struktur pada perkuatan kolom

13
STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM BETON BERTULANG DENGAN CONCRETE JACKETING PADA BANGUNAN ALIH FUNGSI Hadi Surya W S 1) , Ari Wibowo 2) , Wisnumurti 3) 1,2,3) Teknik Sipil, Universitas Brawijaya email: [email protected] Abstrak Perkuatan struktur merupakan suatu teknik untuk menaikan kapasitas struktur dalam peninjauan kekuatan, kekakuan, daktilitas, stabilitas dan lainnya. Perkuatan sering dilakukan untuk memperkuat bangunan – bangunan yang telah rusak pasca gempa, konstruksi yang jelek, dan perubahan fungsional dari struktur. Telah banyak metode yang dikembangkan untuk melakukan suatu teknik perkuatan, salah satu yang paling digemari adalah concrete jacketing karena metode pelaksanaan yang mudah. Dalam kasus ini penulis melakukan studi analitis terkait kapasitas dari suatu struktur yang telah dilakukan perubahan fungsional bangunan dengan adanya upaya perkuatan concrete jacketing. Adapun tinjauan yang akan diamati dalam penelitian ini adalah terkait dengan gaya geser dasar bangunan, simpangan antar lantai, periode getar struktur dan kapasitas axial momen pada penampang kolom. Analisa beban menyesuaikan pada SNI 1727:2013 dan SNI 1726:2012 dengan menggunakan analisa gempa dinamik. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa dengan adanya perkuatan concrete jacketing pada kolom maka akan terjadinya peningkatan gaya geser dasar. Disamping itu perkuatan dapat mereduksi simpangan yang terjadi, dan adanya peningkatan kapasitas axial momen. Namun disisi lain, pada kasus ini perkuatan concrete jacketing dapat memperpendek getaran struktur, yang mana beban gempa akan menjadi lebih besar. Kata kunci: Analisa dinamik, bangunan, concrete jacketing, kolom, perkuatan struktur. Abstrak Retrofitting is a technique to improve the capacity of a structure in reviewing strength, stiffness, ductility, stability etc. Retrofitting is often done to strengthen buildings that have been damaged after the earthquake, poor construction, and functional changes in the structure. There have been many methods developed to carry out a retrofitting technique, one of the most popular is concrete jacketing because of the easy method of implementation. In this case the author conducted an analytical study related to the capacity of a structure that has carried out a functional change of the building with the effort of reinforcing concrete jacketing. Author will be observed in this study is related to the base shear, the interstory drift, the vibration period and axial moment capacity. Earthquake load analysis based on codes SNI 1727: 2013 and SNI 1726: 2012 using dynamic analysis. From the results of the study, it was found that the retrofitting in the column would improve the base shear force. Besides that retrofitting can reduce the interstory drift, and there is an increase in axial moment capacity. But on the other hand, this retrofitting can shorten the vibration of the structure, where the earthquake load will be greater. Kata kunci: Building, column, concrete jacketing, dynamic analysis, retrofitting 1. PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Seringkali terjadinya perubahan fungsional struktur pasca konstruksi atau setelah terjadinya masa layan. Hal ini akan menyebabkan adanya perubahan kapasitas struktur eksisting. Salah satu pilihan yang akan dipilih untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan dilakukannya perkuatan struktur. Banyak

Upload: others

Post on 02-Oct-2021

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM BETON BERTULANG

DENGAN CONCRETE JACKETING PADA BANGUNAN ALIH FUNGSI

Hadi Surya W S 1), Ari Wibowo 2) , Wisnumurti 3)

1,2,3) Teknik Sipil, Universitas Brawijaya email: [email protected]

Abstrak

Perkuatan struktur merupakan suatu teknik untuk menaikan kapasitas struktur dalam peninjauan kekuatan, kekakuan, daktilitas, stabilitas dan lainnya. Perkuatan sering dilakukan untuk

memperkuat bangunan – bangunan yang telah rusak pasca gempa, konstruksi yang jelek, dan perubahan fungsional dari struktur. Telah banyak metode yang dikembangkan untuk melakukan suatu teknik perkuatan, salah satu yang paling digemari adalah concrete jacketing karena metode pelaksanaan yang

mudah. Dalam kasus ini penulis melakukan studi analitis terkait kapasitas dari suatu struktur yang telah dilakukan perubahan fungsional bangunan dengan adanya upaya perkuatan concrete jacketing. Adapun tinjauan yang akan diamati dalam penelitian ini adalah terkait dengan gaya geser dasar bangunan,

simpangan antar lantai, periode getar struktur dan kapasitas axial momen pada penampang kolom. Analisa beban menyesuaikan pada SNI 1727:2013 dan SNI 1726:2012 dengan menggunakan analisa gempa dinamik. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa dengan adanya perkuatan concrete jacketing

pada kolom maka akan terjadinya peningkatan gaya geser dasar. Disamping itu perkuatan dapat mereduksi simpangan yang terjadi, dan adanya peningkatan kapasitas axial momen. Namun disisi lain, pada kasus ini perkuatan concrete jacketing dapat memperpendek getaran struktur, yang mana beban

gempa akan menjadi lebih besar.

Kata kunci: Analisa dinamik, bangunan, concrete jacketing, kolom, perkuatan struktur.

Abstrak Retrofitting is a technique to improve the capacity of a structure in reviewing strength, stiffness,

ductility, stability etc. Retrofitting is often done to strengthen buildings that have been damaged after

the earthquake, poor construction, and functional changes in the structure. There have been many methods developed to carry out a retrofitting technique, one of the most popular is concrete jacketing because of the easy method of implementation. In this case the author conducted an analytical study

related to the capacity of a structure that has carried out a functional change of the building with the effort of reinforcing concrete jacketing. Author will be observed in this study is related to the base shear, the interstory drift, the vibration period and axial moment capacity. Earthquake load analysis based on

codes SNI 1727: 2013 and SNI 1726: 2012 using dynamic analysis. From the results of the study, it was found that the retrofitting in the column would improve the base shear force. Besides that retrofitting can reduce the interstory drift, and there is an increase in axial moment capacity. But on the other hand,

this retrofitting can shorten the vibration of the structure, where the earthquake load will be greater.

Kata kunci: Building, column, concrete jacketing, dynamic analysis, retrofitting

1. PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

Seringkali terjadinya perubahan fungsional struktur pasca konstruksi atau setelah terjadinya masa

layan. Hal ini akan menyebabkan adanya perubahan kapasitas struktur eksisting. Salah satu pilihan yang

akan dipilih untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan dilakukannya perkuatan struktur. Banyak

Page 2: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

metode perkuatan yang telah dikembangkan dan memiliki beberapa standar pelaksanaan dan

keuntungan yang didapat dari perkuatan tersebut. Namun metode concrete jacketing masih menjadi

pilihan oleh beberapa pelaksana dikarenakan pelaksanaannya dalam metode ini cukup mudah dan jika

ditinjau dari segi mekanis, perkuatan ini dapat menaikan kapasitas aksial, lentur, geser, daktilitas dan

kekakuan pada elemen.

Dalam kasus ini, dilakukan analisa studi komparasi terhadap bangunan eksisting dan yang telah

diretrofitting pada bangunan gedung kantor yang awalnya pada lantai 2 difungsikan sebagai ruang kantor

biasa menjadi ruang arsip/ komputer. Alih fungsi bangunan berdasarkan SNI 1727:2013 tentang

spesifikasi beban minimum gedung tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan pembebanan dari

2,4 kN/m2 menjadi 4,79 kN/m2 atau beban layan tersebut naik berkisar 199%. Adapun analisa beban

gempa yang digunakan adalah dengan menggunakan analisa dinamik dengan respon spektrum.

1.2. RUMUSAN MASALAH

Adapun untuk mencapai tujuan masalah, maka penuls menyusun suatu rumusan masalah yang

akan dicapai dalam penelitian ini. Yaitu sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh perubahan fungsi bangunan pada struktur eksisting terhadap gaya geser

dasar bangunan (Base Shear )

2. Bagaimana pengaruh perubahan fungsi bangunan pada struktur eksisting terhadap simpangan

antar lantai (Story Drift )

3. Bagaimana pengaruh perubahan fungsi bangunan pada struktur eksisting terhadap getaran alami

struktur

4. Bagaimana pengaruh perubahan fungsi bangunan pada struktur eksisting terhadap kapasitas kolom

jika ditinjau berdasarkan diagram interaksi kolom

5. Bagaimana performance yang dapat dicapai oleh struktur yang telah diperkuat dengan concrete

jacketing.

1.3. BATASAN MASALAH

Agar penelitian ini lebih dapat terarah, terencana dan tidak menyebar, maka penulis menargetkan

suatu batasan masalah yaitu sebagai berikut :

1. Struktur bangunan yang ditinjau adalah gedung 2 lantai

2. Lokasi bangunan berada di Kota Malang, dengan data percepatan tanah diambil dari data pada

PUSKIM PU dengan kategori tanah sedang. Sehingga beban gempa yang digunakan dalam analisa

ini adalah menggunakan analisa respon dinamik berupa fungsi respon spektrum.

3. Fokus penelitian adalah perubahan pada fungsi bangunan kantor lantai 2 yaitu dari fungsi awalnya

adalah kantor umum menjadi ruang arsip/ computer. Hal ini sangat dominan berbeda dari segi

beban hidup yaitu hampir naik mencapai 200%.

4. Sistem struktur yang digunakan adalah SRPMK portal beton

5. Data material dan geometri ada pada bab 2.

Page 3: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

2. METODE PENELITIAN/ RANCANGAN PEMECAHAN PERMASALAHAN

2.1 KONSEP UMUM PENELITIAN

Gambar 1. Algoritma Konsep Penelitian

2.2 MATERIAL DAN GEOMETRI PENAMPANG

2.2.1 Material

Beton

- Fc eksisting = 20,05 N/mm2

- Fc retrofit = 25,84 N/mm2

- Ec eksisting = 21450 N/mm2

- Ec retrofit = 23891 N/mm2

- Berat jenis beton = 2400 kg/m3

Baja Tulangan Polos

- Fy = 411,65 N/mm2

- Fu = 658,64 N/mm2

- Es = 200000 N/mm2

- Berat jenis baja = 7850 kg/m3

Baja Tulangan Ulir

- Fy = 530,72 N/mm2

- Fu = 755,87N/mm2

- Es = 200000 N/mm2

- Berat jenis baja = 7850 kg/m3

Bambu

- Fy = 256,54 N/mm2

- Fu = 178,82 N/mm2

- Es = 10000 N/mm2

- Berat jenis baja = 300 kg/m3

Adanya perubahan

fungsional struktur

Terjadi Perubahan Beban Rencana

Dilakukan Perkuatan Kolom Dengan Concrete Jacketing

Penentuan Dimensi Penampang

Analisa MEH Dengan Etabs

Performa Kolom Eksisting, Beban

lama

Performa Kolom

Eksisting, Beban baru

Performa Kolom retrofit, Beban

lama

Performa Kolom retrofit, Beban

baru

Komparasi Hasil

Kesimpulan dan Saran

Page 4: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

2.2.2 GEOMETRI PENAMPANG

Tebal pelat lantai dak = 10 cm

Tebal pelat lantai = 12 cm

Balok = 20/30 cm

Kolom Eksisting = 20x20 cm

- Material Tulangan = Baja

- Penulangan longitudinal = 4D12

- Penulangan transversal = Ø8 - 75

Kolom Retrofitting = 30x30 cm (penambahan tebal 5 cm)

- Material Tulangan = Bambu

- Penulangan longitudinal = 8D11,3 (11,3 = ekivalensi dari luasan tulangan 10x10)

- Penulangan transversal = Ø7,6 - 75

a. Eksisting b. Retrofit

Gambar 2. Potongan penampang kolom

a. Eksisting b. Retrofit

Gambar 3. Momen kurvatur penampang

a. Eksisting b. Retrofit

Gambar 4. Diagram interaksi penampang

Page 5: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

2.3 PEMODELAN STRUKTUR

Gambar 5. 3D Perspektive View bangunan eksisting

Gambar 6. 3D Perspektive View bangunan retrofitting

Gambar 7. Potongan arah melintang bangunan Gambar 8. Potongan arah memanjang bangunan

Gambar 9. 3D Perspektive View bangunan eksisting

Gambar 10. 3D Perspektive View bangunan retrofitting

Page 6: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

2.4 PEMBEBANAN

2.4.1 BEBAN MATI

Gambar 11. Assign beban selfweight dan Superdead pada struktur portal

Gambar 12. Assign beban dinding pada struktur portal

Berat sendiri (Self weight)

Berat sendiri merupakan beban mati yang bersifat permanen pada struktur secara

keseluruhan. Adapun berat sendiri yang digunakan pada struktur ini dihitung secara

otomatis pada program perhitungan struktur yaitu ETABS 2017. Perhitungan berat sendiri

struktur diperoleh dari volume struktur dikalikan dengan berat satuan dari tiap – tiap

material yang digunakan. Berat satuan yang digunakan berdasarkan pada peraturan standar

pembebanan :

Beton = 2400 kg/m3 = 23,536 KN/m3

Baja Tulangan = 7850 kg/m3. = 76,982 KN/m3

Beban mati tambahan (Super imposed dead load)

Beban mati tambahan pada struktur ini berupa beban mati tambahan yang berada diluar

pemodelan struktur. Adapun beban mati tambahan yang digunakan adalah berupa berat

dinding (line frame load) maupun berat finishing pekerjaan lantai (surface load).

Beban Finisihing Lantai 2

Adukan ( 3 cm ) = 3 x 21 kg/m2 = 63 kg/m2

Keramik ( 2cm ) = 2 x 24 kg/m2 = 48 kg/m2

Berat plafond + penggantung = 14 kg/m2

Mekanikal elektrikal = 20 kg/m2

Total = 145 kg/m2

Beban Finisihing Dak Atap

Adukan ( 3 cm ) = 3 x 21 kg/m2 = 63 kg/m2

Berat plafond + penggantung = 14 kg/m2

Mekanikal elektrikal = 20 kg/m2

Total = 97 kg/m2

Beban Dinding

Q = BJ dinding x Tinggi dinding x tebal dinding x %efektif luas dinding

= 500 kg/m3 x 4,0 m x 0,1 m x 80%

= 160 kg/m’

Page 7: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

2.4.2 BEBAN HIDUP

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung, termasuk beban – beban struktur yang dapat berpindah. Adapun beban layan dari tiap

fungsi bangunan adalah sebagai berikut :

Atap Dak

Atap datar, berbubung dan lengkung = 0,96 kN/m2

Gedung Perkantoran

Kantor = 2,4 KN/m2

Dak Kantor = 1,5 x 2,4

= 3,6 kN/m2 atau tidak melebihi 4,79 kN/m2

Ruang arsip dan Komputer = 4,79 kN/m2

Gambar 13. Assign beban hidup fungsional

lama Gambar 14. Assign beban hidup fungsional baru

2.4.3 BEBAN GEMPA

Lokasi: ( Lat: -7.95175040862563 , Long: 112.6337046234147 )

Gambar 15. Respon Spektrum Kota Malang, Tanah Sedang Sumber : Puskim, PU

Page 8: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

Beban gempa dinamik response spektrum dalam analisa ini dilakukan pada load case

tersendiri secara individual kedalam arah sumbu global/ sumbu utama gedung (X dan Y) yang

kemudian digabung kedalam kombinasi pembebanan. Pada analisa ini dilakukan analisa gempa

secara dinamis dengan parameter yang digunakan sebagai berikut:

Scale Faktor = g . I/ R

g = 9,81 m/s2 (percepatan gravitasi)

I = 1,0 (faktor keutamaan gempa, berdasarkan kategori resiko SNI 1726:2012)

R = 8,0 (Koef. Modifikasi respon gedung SRPM beton, SNI 1726:2012)

Gambar 16. Parameter Respon Spektrum arah X Gambar 17. Parameter Respon Spektrum arah Y

2.4.4 KOMBINASI PEMBEBANAN

Kombinasi pembebanan berfungsi sebagai alat bantu dalam analisa untuk menggabungkan

seluruh kemungkinan beban – beban akan terjadi bersamaan termasuk adalah efek – efek gempa

ortogonal. Disamping itu, desain rekayasa gempa berbasis kinerja (Performance Based Design) akibat

pengaruh gempa horizontal dapat mengabaikan gempa vertikal (Tavio,2018). Kombinasi

pembebanan berikut adalah mengacu pada SNI 1727:2013 yang termuat dalam Tavio, 2018.

COMB1= 1,4 DL

COMB2= 1,2 DL + 1,6 LL

COMB3= 1,2 DL+0,5 LL+1,0EQx+0,3 EQy

COMB4= 1,2 DL+0,5LL+1,0EQx - 0,3 EQy

COMB5= 1,2 DL+0,5LL- 1,0EQx + 0,3 EQy

COMB6= 1,2 DL+0,5LL- 1,0EQx - 0,3 EQy

COMB7= 1,2 DL+0,5LL+0,3EQx + 1,0 EQy

COMB8= 1,2 DL+0,5LL-0,3EQx + 1,0 EQy

COMB9= 1,2 DL+0,5LL+0,3EQx - 1,0 EQy

COMB10= 1,2 DL+0,5LL-0,3EQx -1,0 EQy

COMB11= 1,2 DL+1,0 EQx+0,3 EQy

COMB12= 1,2 DL+1,0 EQx -0,3 EQy

COMB13= 1,2 DL-1,0 EQx +0,3 EQy

COMB14= 1,2 DL-1,0 EQx - 0,3 EQy

COMB15= 1,2 DL+0,3 EQx+1,0 EQy

COMB16= 1,2 DL+0,3 EQx -1,0 EQy

COMB17= 1,2 DL-0,3 EQx +1,0 EQy

COMB18= 1,2 DL-0,3 EQx -1,0 EQy

Page 9: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 GAYA GESER DASAR (BASE SHEAR)

Tabel 1 Base Shear masing – masing kondisi struktur

Dari tabel base shear diatas dapat dilihat bahwa jika suatu struktur dirubah fungsional dan elemen strukturnya maka akan mempengaruhi nilai base shear. Hal ini dikarenakan nilai base shear

dipengaruhi nilai massa dari suatu struktur tersebut. Dalam analisa gempa static maupun dynamic base shear akan terdistribusi pada tiap lantai menjadi gaya gempa (F).

Jika diamati dalam tabel diatas terlihat bahwa dari beban layan eksisting (kantor)

menghasilkan reaksi sebesar 426 kN, dan ketika suatu bangunan tersebut berganti fungsi menjadi ruang penyimpan/ arsip maka untuk reaksi gaya dasar naik menjadi 704,390 kN atau artinya naik menjadi 165%. Dari naiknya gaya dasar tersebut maka akan berpengaruh terhadap masa struktur yang kemudian nantinya akan didistribusikan menjadi gaya lateral (gempa).

Pada sumbu Y bangunan lebih panjang daripada sumbu X bangunan, sehingga jika dilihat dari beban gempa arah X dan Y maka nilai base shear arah Y cenderung lebih besar. Pada peninjauan arah Y terlihat bahwa jika pada bangunan eksisting dengan beban layan yang lama kemudian dirubah

secara fungsi maka akan menaikan base shear sebesar 109% sehingga untuk mengantisipasi tersebut dilakukanlah perkuatan concrete jacketing yaitu dengan penambahan luasan penampang yang walaupun terjadi penambahan base shear pula sebesar 111% namun diharapkan perkuatan ini

dapat mengcover adanya perubahan beban secara fungsional. 3.2 SIMPANGAN ANTAR LANTAI (STORY DRIFT)

Gambar 18. Story Drift dari 18 kombinasi pembebanan pada tiap bangunan

X Y Z

Kolom Eksisting, Beban Lama 0,000 0,000 1455,017

Kolom Eksisting, Beban Baru 0,000 0,000 1455,017

Kolom Retrofit, Beban Lama 0,000 0,000 1617,432

Kolom Retrofit, Beban Baru 0,000 0,000 1617,430

Dead LoadJenis Struktur

X Y Z

Kolom Eksisting, Beban Lama 0,000 0,000 426,000

Kolom Eksisting, Beban Baru 0,000 0,000 704,390

Kolom Retrofit, Beban Lama 0,000 0,000 426,000

Kolom Retrofit, Beban Baru 0,000 0,000 704,390

Jenis StrukturLive Load

X Y Z

Kolom Eksisting, Beban Lama 0,053 0,000 0,000

Kolom Eksisting, Beban Baru 0,058 0,000 0,000

Kolom Retrofit, Beban Lama 0,093 0,000 0,000

Kolom Retrofit, Beban Baru 0,103 0,000 0,000

Jenis StrukturEarthquake-X Load

X Y Z

Kolom Eksisting, Beban Lama 0,000 0,054 0,000

Kolom Eksisting, Beban Baru 0,000 0,059 0,000

Kolom Retrofit, Beban Lama 0,000 0,095 0,000

Kolom Retrofit, Beban Baru 0,000 0,105 0,000

Jenis StrukturEarthquake-Y Load

Page 10: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

∆𝑖 < 0,03

𝑅 ℎ𝑖 ................................................................................................................ (1)

Berdasarkan simpangan antar lantai yang diijinkan oleh SNI 03 1726:2002 (dalam

Budiono:2012) adalah berdasarkan rumus diatas. Maka didapatkan drift ijin untuk lantai 1 adalah 15

mm dan untuk lantai 2 adalah 30 mm.

Dari semua analisa pada 4 kasus bangunan tersebut, didapatkan bahwa semua drift yang

terjadi masih aman karena berada dibawah batas yang diijinkan. Akan tetapi, jika dilihat pada

peninjauan 1 yaitu bangunan dengan kolom eksisting beban lama ke beban baru terjadi peningkatan

drift dari 0,426 mm menjadi 0,525 mm atau 123%. Sedangkan pada peninjauan 2 bangunan dengan

kolom retrofit beban lama ke beban baru terjadi peningkatan drift dari 0,185 mm menjadi 0,221 mm

atau 119%. Oleh karena itu dapat ditarik kesimpulan bahwa pada peninjauan yang ke 3 bahwa

dengan adanya perkuatan kolom tersebut maka dapat mereduksi simpangan antar lantai dari 0,426

mm menjadi 0,185 mm atau sekitar 230%.

3.3 MODE SHAPE GETARAN

a. Eksisting 20x20 dengan beban layan lama b. Eksisting 20x20 dengan beban layan baru

c. Eksisting 20x20 dengan beban layan lama d. Eksisting 20x20 dengan beban layan baru

Gambar 19. Mode shape getaran bangunan

Page 11: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

Gambar 20. Getaran mode shape dalam fungsi respon spectrum

............................................. .......................................................................................... (2)

Dari persamaan rumus diatas dapat disimpulkan bahwa nilai suatu periode atau pun

frekuensi getaran dari suatu struktur merupakan suatu produk dari nilai kekakuan dan massa

struktur. Semakin besar nilai kekakuan dan massa maka akan semakin kecil nilai periode getarnya.

Pada dasarnya suatu bangunan akan mempunyi nilai getar jika telah di modelkan bentuk strukturnya,

sehingga akan banyak kemungkinan terjadinya perbedaan periode getar. Periode akan akan

mempengaruhi gaya gempa terdistribusi pada suatu bangunan. Jika kita lihat pada gambar 20 yaitu

pada saat periode 0 – 0,14 percepatan tanahnya adalah 0,246 – 0,615 yang aritnya naik secara

linear. Kemudian pada periode 0,14- 0,7 percepatan yang terjadi adalah 0,615 yang artinya

merupakan puncak dari gaya percepatan tanah (peak load ) yang kemudian pada periode lebih dari

0,7 gaya percepatan tanahnnya mulai turun secara non-linear. Sehingga dalam hal ini pada FEMA

450-2 (2003) menyebutkan bahwa pengambilan periode getar struktur harus lebih kecil dari periode

struktur secara empiris yang dihitung. Sehingga bangunan didesain lebih resistance terhadap beban

gempa.

Dari hasil yang diambil pada gambar 19 dapat dilihat bahwa bangunan yang telah diretrofit

mengalami perpendekan di periode getar struktur. Hal ini disebabkan karena adanya penambahan

gross section yang otomatis akan meningkatkan kekakuan dan massa pada struktur. Dari sini dapat

ditarik kesimpulan bahwa, sedikit saja perubahan pada geometri penampang elemen maka akan

terjadi perubahan pada periode getar yang mana itu juga akan merubah gaya gempa, bisa menjadi

besar atau menjadi lebih kecil.

Page 12: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

3.4 KONTROL KAPASITAS ELEMEN KOLOM

a. Eksisting 20x20 dengan beban layan lama b. Eksisting 20x20 dengan beban layan baru

c. Retrofit 30x30 dengan beban layan lama d. Retrofit 30x30 dengan beban layan baru

Gambar 21. Diagram Interaksi dan beban ultimate yang bekerja

Salah satu parameter yang dapat digunakan untuk menentukan kapasitas elemen kolom

adalah dengan menghitung diagram interaksinya. Dalam diagram interaksi terdapat beberapa kondisi

– kondisi pembebanan secara umum yaitu axial murni, seimbang dan lentur murni. Perhitungan pada

diagram interaksi tersebut dalam penelitian ini adalah memanfaatkan output yang ada pada program

ETABS yang oleh penulis telah dilakukan validasi hasil dengan perhitungan diagram interaksi secara

manual berdasarkan analisa teoritis penampang kolom. Adapun beban ultimate berupa beban axial

dan momen didapatkan dari hasil gaya dalam dari 18 kombinasi pembebanan pada salah satu kolom

di lantai 1 gedung.

Jika dilihat pada gambar 21 diatas pada point a dan b, terlihat bahwa perubahan beban

fungsional awal (kantor) menjadi beban yang baru (ruang arsip/ penyimpanan) tidak terlalu dominan

pada beban axial dan momen struktur. Hal ini dikarenakan pada kombinasi pembebanan struktur

sesuai SNI 1727:2013 pada kombinasi ke 3 sampai 10 sesuai pada data sebelumnya bahwa beban

hidup tereduksi sebesar 50%. Selain itu beban hidup juga direduksi sebesar 50% pada perhitungan

massa struktur. Hal ini akan berakibat pada beban lateral gempa dinamik maupun statik.

Pada gambar diatas, struktur dengan kolom eksisting 20x20 dalam melayani beban

fungsional awal maupun yang baru terlihat bahwa kolom tersebut masih berada didalam diagram,

sehingga masih dapat dikatakan mencukupi/ memadai. Akan tetapi beban axial ultimate pada kolom

eksisting telah mencapai 0,5*P0 dan pada kolom retrofit 30x30 telah mencapai 0,6*P0 sehingga ini

sangat kritis atau terjadi pada daerah tekan. Untuk mengatasi hal tersebut maka penggunaan

concrete jacketing dirasa cukup membantu untuk menaikan kapasitas tersebut. Terlhat pada gambar

21 point d, dimana kolom retrofit dapat mengcover beban axial ultimate hanya sebesar 0,2*P0.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Bangunan eksisting dengan beban layan yang lama kemudian dirubah secara fungsi maka

akan menaikan base shear sebesar 109% sehingga untuk mengantisipasi tersebut

dilakukanlah perkuatan concrete jacketing yaitu dengan penambahan luasan penampang

Page 13: STUDI ANALITIS : PERFORMA STRUKTUR PADA PERKUATAN KOLOM

yang walaupun terjadi peningkatan base shear pula sebesar 111% namun diharapkan

perkuatan ini dapat mengcover adanya perubahan beban secara fungsional.

b. Dengan adanya perkuatan kolom dengan concrete jacketing tersebut maka dapat mereduksi

simpangan antar lantai sebesar 230%.

c. Bahwa yang telah diretrofit dengan concrete jacketing mengalami perpendekan di periode

getar struktur. Hal ini disebabkan karena adanya penambahan gross section yang otomatis

akan meningkatkan kekakuan dan massa pada struktur.

d. Jika ditinjau pada kasus ini, maka kolom eksisting masih mampu melayani beban lama

maupun baru namun beban ultimate yang terjadi cukup kritis, sehingga perlu adanya

perkuatan untuk menaikan kapasitas kolom menjadi hampir 3 kali lebih besar.

Adapun saran yang dapat diambil penulis ajukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Perlu adanya peninjauan pada bangunan sesungguhnya dengan data yang lebih lengkap

b. Perlu adanya peninjauan lain pada perkuatan jenis lain untuk meninjau tingkat efektivitas.

5. REFERENSI

Budiono, B, dan Lucky S. (2011). Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa

dengan menggunakan SNI 3-1726-2002 dan RSNI 03-1726-201X. Penerbit ITB,

Bandung.

Budiono, Bambang. (2011). “Konsep SNI Gempa 1726-201X”. Seminar HAKI 2011.

Dewayanti, oryza, dkk. (2013). Perhitungan Simpangan Struktur Bangunan Bertingkat

(Studi Komparasi Model Pembalokan Arah Radial dan Grid ). Jurnal Sipil Statik,

Vol. 1 No.11

PPURG (1987). Perencanaan Untuk Rumah dan Gedung, Departemen PU, Jakarta.

Satyarno, I, dkk. (2012). Belajar SAP2000 Analisis Gempa. Zamil Publishing, Yogyakarta

SNI 03-1726-2002 (2002). Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung, Departemen Kimpraswil PU, Bandung.

SNI 03-1726-2012 (2012). Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung. Badan Standardisasi Nasional BSN.

SNI 03-1727-2013 (2013). Beban Minimum Untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan

Struktur Lain. Badan Standardisasi Nasional BSN.

Tavio dan Benny Kusuma. (2009). Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding

Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. ITS Press, Surabaya.

Tavio dan Usman Wijaya. (2018). Desain Rekayasa Gempa Berbasis Kinerja. Penerbit

Andi, Yogyakarta.