1

UJI BEBAN (LOADING TEST) GEDUNG BNI 46 Jl. Dr. Cipto 115D Semarang

PT. Pola Dwipa Semarang

Laboratorium Bahan dan Konstruksi Teknik Sipil Universitas NDIP Semarang

Januari 2019

2

Daftar Isi

1. Pendahuluan .................................................................................................................... 2

2. Uji Beban Pada Balok Struktur ...................................................................................... 4

3. Uji Beban Balok As-B4-B5 (Lantai 1) ............................................................................ 5

4. Uji Beban Balok As-E4-F4 (Lantai 5) ............................................................................ 10

5. Kesimpulan …………..…………….……………………………………….…………..………….. 15

6. Daftar Referensi ……………….……………………………………….………………………. 16

3

1. Pendahuluan

Berdasarkan permintaan audit kekuatan struktur bangunan Gedung BNI 46

Cabang Dr. Cipto Semarang, maka pada tanggal 26 Desember 2018 sampai dengan 4

Januari 2019 telah dilakukan Uji Beban (Loading Test) oleh PT. Pola Dwipa

Semarang (Konsultan Teknik) dan Tim Laboratorium Bahan dan Konstruksi

Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang.

Gambar 1. Gedung BNI 46 Jl. Dr. Cipto 115D Semarang

Uji Beban pada gedung dilakukan di 2 tempat pengujian, yaitu di Lantai 1 pada

Balok As B4-B5 dan di Lantai 5 pada Balok As 4E-AF. Uji Beban dilakukan dengan

cara membebani balok yang diuji dengan drum-drum yang diisi air. Besarnya beban

air pada balok yang diuji disesuaikan dengan besarnya beban yang direncanakan

bekerja pada pelat lantai ruangan.

Selama berlangsungnya Uji Beban, lendutan yang terjadi pada balok akibat

beban air diukur dengan menggunakan alat LVDT (Linear Variable Differential

Transformer) yang mempunyai ketelitian hingga 0,1 mm. Data lendutan pada balok

disimpan pada Data Logger yang dihubungkan dengan alat LVDT.

4

Gambar 2a. Pembebanan Pada Balok Dengan Drum-Drum Berisi Air

Gambar 2b. Alat LVDT (kiri) dan Data Logger (kanan)

2. Uji Beban Pada Balok Struktur

Selain dengan cara analisis/perhitungan struktur, untuk memastikan kekuatan

dari balok struktur yang sudah ada, dapat dilakukan dengan cara Uji Beban

(Loading Test). Prosedur Uji Beban dilaksanakan sesuai dengan Bab-20 tentang

Evaluasi Kekuatan Struktur Yang Ada, yang tercantum pada standar Persyaratan

Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung (SNI 2847 - 2013).

Beban uji total termasuk Beban Mati yang ada pada struktur, tidak boleh kurang

dari : U = 1,15.(D) + 1,5.(L), dimana D adalah Beban Mati dan L adalah Beban Hidup

yang direncanakan bekerja pada struktur.

Sesuai Pasal 20.4 (SNI 2847 – 2013) tentang Kriteria Pembebanan; Uji Beban

dilakukan dengan cara melakukan penambahan beban secara bertahap dengan

minimal 4 tahapan beban, dimana pada setiap penambahan beban, besarnya beban

dan lendutan yang terjadi pada balok struktur diukur.

5

Setelah mencapai beban total, beban pada balok struktur didiamkan selama 24

jam, kemudian dilakukan pengurangan beban. Pengurangan beban dilakukan

secara bertahap sampai semua beban uji dihilangkan. Setiap tahapan pengurangan

beban, besarnya beban dan lendutan yang terjadi pada balok struktur diukur.

Selama Uji Beban berlangsung, baik pada saat penambahan beban (Loading)

maupun pengurangan beban (Unloading), dilakukan pengukuran lendutan dari

balok struktur dengan menggunakan alat LVDT dan Data Logger.

Pengamatan secara visual juga dilakukan selama Uji Beban berlangsung.

Pengamatan ini bertujuan untuk melihat apakah terjadi keretakan pada balok

struktur yang dapat dianggap sebagai indikasi terjadinya kegagalan struktur.

Setelah dilakukan Uji Beban, balok struktur dapat dianggap memenuhi syarat

kekuatan jika dipenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut :

1. Balok yang telah diuji beban tidak boleh memperlihatkan tanda-tanda

kegagalan/keruntuhan. Retak-belah dan pecah pada bagian beton yang

tertekan dapat dianggap sebagai indikasi kegagalan/keruntuhan. Balok yang

telah diuji beban tidak boleh memperlihatkan retakan yang menunjukkan

terjadinya awal dari keruntuhan geser.

2. Lendutan maksimum yang terukur pada balok yang diuji beban harus

memenuhi salah satu dari kondisi berikut :

Lendutan maksimum terukur : ∆(maks) ≤ ∆ (ijin) = Lt2/(20000.h)

Lendutan permanen terukur : ∆r(maks) ≤ ∆ (ijin)/4

Pada rumus diatas, Lt adalah bentang dari balok yang diuji (dalam satuan mm), dan

h adalah tinggi balok (dalam satuan mm).

6

3. Uji Beban Balok As B4-B5 (Lantai 1)

Untuk mengetahui kapasitas dari kekuatan Balok As B4-B5 yang terletak di

Lantai 1, dilakukan Uji Beban dengan menggunakan beban air yang ditampung pada

drum-drum. Balok struktur yang diuji beban mempunyai ukuran (30x65) cm

dengan panjang bentang 600 cm.

Gambar 3. Pemasangan Alat LVDT Untuk Mengukur Lendutan Balok As B4-B5

Gambar 4a. Skema Posisi Uji Beban Pada Balok As B4-B5 Lantai 1

7

Gambar 4b. Skema Penempatan Beban dan Alat LVDT Balok As B4-B5 Lantai 1

Beban Mati (D) dan Beban Hidup (L) yang diaplikasikan pada Uji Beban Balok

As B4-B5 sesuai dengan Kombinasi Pembebanan : U = 1,15.(D) + 1,5.(L).

Besarnya Beban Mati dan Beban Hidup ditentukan berdasarkan standar

pembebanan yang berlaku di Indonesia, yaitu Beban Minimum Untuk Perencanaan

Bangunan Gedung (SNI 1727 - 2013).

Beban Mati terdiri dari berat sendiri pelat dan balok, serta beban akibat

penutup lantai. Beban Hidup pada area tempat parkir sepeda motor diperhitungkan

sebesar 225 kg/m2.

Dari perhitungan beban, didapatkan beban maksimum yang harus didukung

oleh Balok As B4-B5 adalah : Qu = 12 Ton.

Uji Beban pada Balok As B4-B5 dilaksanakan dengan 5 tahapan penambahan

beban (loading), yaitu penambahan beban air dengan ketinggian 16 cm, 32 cm, 48

cm, 62 cm, dan 85 cm. Pada setiap penambahan beban, besarnya lendutan yang

terjadi pada balok diukur dengan Alat LVDT dan Data Logger.

Pada saat ketinggian air di seluruh drum mencapai 85 cm (setara dengan beban

sebesar 12,65 Ton), besarnya lendutan maksimum yang terukur pada balok adalah

0,58 mm.

Untuk selanjutnya pembebanan dengan ketinngian air 85 cm didiamkan selama

24 jam, kemudian dilakukan kembali pengukuran lendutan untuk mengetahui

besarnya pengaruh beban permanen pada balok struktur.

8

Dari hasil pengukuran lendutan balok setelah beban didiamkan selama 24 jam,

didapat besarnya lendutan maksimum yang terukur pada balok adalah :

∆(maks) = 0,76 mm.

Setelah 24 jam, selanjutnya dilakukan pengurangan beban (unloading) dengan

cara membuang air yang ada pada drum. Pengurangan beban dilakukan secara

bertahap, pengukuran lendutan pada balok dilakukan pada ketinggian air, 85 cm,

64 cm, 48 cm, 32 cm, 16 cm, dan 0 cm.

Setelah air dikosongkan, besarnya lendutan permanen yang terukur pada

balok adalah :

∆r(maks) = 0,02 mm

Dari hasil pengamatan visual selama uji beban, pada Balok As B4-B5 tidak terjadi

keretakan pada beton. Hal ini menunjukkan bahwa balok struktur tersebut cukup

kuat menahan beban yang bekerja di atasnya.

Dari hasil pengukuran lendutan Balok As B4-B5 selama berlangsungnya Uji

Beban, didapatkan besarnya lendutan yang terjadi pada balok, adalah sebagai

berikut (Tabel 1) :

Tabel 1. Hasil Pengukuran Lendutan Pada Uji Beban Balok As B4-B5 Lantai 1

Tinggi Air Beban Lendutan Keterangan 0 0,0 0,00 mm Sebelum beban diaplikasikan pada balok

16 cm 2,38 Ton 0,08 mm Tahapan penambahan beban bertahap

(Loading) - 5 Tahapan Penambahan Beban 32 cm 4,76 Ton 0,18 mm 48 cm 7,14 Ton 0,30 mm 64 cm 9,53 Ton 0,42 mm 85 cm 12,65 Ton 0,58 mm Beban uji yang maksimum 85 cm 12,65 Ton 0,76 mm Setelah beban didiamkan selama 24 jam 64 cm 9,53 Ton 0,66 mm

Tahapan pengurangan beban bertahap (Unloading)- 5 Tahapan Pengurangan Beban

48 cm 7,14 Ton 0,56 mm 32 cm 4,76 Ton 0,40 mm 16 cm 2,38 Ton 0,24 mm

0 0,0 0,02 mm Setelah beban air dihilangkan

Dari hasil pengamatan selama uji beban, pada Balok As B4-B5 tidak terjadi

keretakan pada beton. Hal ini menunjukkan bahwa balok struktur tersebut cukup

kuat menahan beban yang bekerja di atasnya.

9

Kurva hubungan antara Beban – Lendutan dari Balok As B4-B5 yang didapat dari

Uji Beban, diperlihatkan pada Gambar 5. Dari Kurva Beban – Lendutan Balok As

B4-B5, dapat dilihat bahwa lendutan pada balok akibat beban air akan berkurang

dan cenderung kembali ke bentuknya yang semula (tanpa lendutan) jika beban air

pada balok dikurangi.

Gambar 5. Kurva Hubungan Antara Beban dan Lendutan Pada Uji Beban Balok As B4-B5 (Lantai 1)

Meskipun terdapat lendutan yang bersifat tetap, tapi ermanen ini sangat kecil,

yaitu : ∆r(maks) = 0,02 mm. Lendutan yang sangat kecil ini mengindikasikan bahwa

akibat beban yang bekerja, balok As B4-B5 masih tetap bersifat elastis.

Untuk Balok As B4-B5 yang berukuran, lebar : b = 300 mm, tebal : h = 650 mm,

dengan panjang bentang Lt = 6000 mm, besarnya lendutan maksimum yang

diijinkan dan lendutan permanen maksimum yang diijinkan adalah :

Lendutan maksimum yang diijinkan : ∆(ijin) = Lt2/(20000.h)

= (6000)2/(20000x650) = 2,77 mm

Lendutan permanen yang diijinkan : ∆(ijin)/4 = 2,77/4 = 0,69 mm

10

Karena besarnya lendutan maksimun yang terukur : ∆(maks) = 0,76 mm <

∆(ijin) = 2,77 mm, dan besarnya ledutan permanen yang terukur : ∆r(maks) = 0,02

mm < ∆(ijin)/4 = 0,69 mm, maka dapat disimpulkan bahwa Balok As B4-B5

memenuhi syarat kekuatan.

Untuk Balok As B4-B5 yang berukuran, lebar : b = 300 mm, tebal : h = 650 mm,

dengan panjang bentang Lt = 6000 mm, besarnya lendutan maksimum yang

diijinkan dan lendutan permanen maksimum yang diijinkan adalah :

Lendutan maksimum yang diijinkan : ∆(ijin) = Lt2/(20000.h)

= (6000)2/(20000x650) = 2,77 mm

Lendutan permanen yang diijinkan : ∆r(ijin) = ∆(ijin)/4 = 2,77/4 = 0,69 mm

Karena besarnya lendutan maksimun yang terukur : ∆(maks) = 0,76 mm <

∆(ijin) = 2,77 mm, dan besarnya ledutan permanen yang terukur : ∆r(maks) = 0,02

mm < ∆r(ijin)/4 = 0,69 mm, maka dapat disimpulkan bahwa Balok As B4-B5

memenuhi syarat kekuatan.

4. Uji Beban Balok As E4-F5 (Lantai 1)

Untuk mengetahui kapasitas dari kekuatan Balok As E4-F4 yang terletak di

Lantai 1, dilakukan Uji Beban dengan menggunakan beban air yang ditampung pada

drum-drum. Balok struktur yang diuji beban mempunyai ukuran (30x65) cm

dengan panjang bentang 700 cm.

Gambar 6. Pemasangan Alat LVDT Untuk Mengukur Lendutan Balok As E4-F4

11

Beban Mati (D) dan Beban Hidup (L) yang diaplikasikan pada Uji Beban Balok

As E4-F4 sesuai dengan Kombinasi Pembebanan : U = 1,15.(D) + 1,5.(L).

Beban Mati terdiri dari berat sendiri pelat dan balok, serta beban akibat

penutup lantai. Beban Hidup pada ruang perkantoran diperhitungkan sebesar 300

kg/m2.

Dari perhitungan beban, didapatkan beban maksimum harus didukung oleh

Balok As E4-F5 adalah : Qu = 11 Ton.

Uji Beban pada Balok As E4-F5 dilaksanakan dengan 5 tahapan penambahan

beban (loading), yaitu penambahan beban air dengan ketinggian 16 cm, 32 cm, 48

cm, 62 cm, dan 85 cm. Pada setiap penambahan beban, besarnya lendutan yang

terjadi pada balok diukur dengan Alat LVDT dan Data Logger.

Gambar 7a. Skema Posisi Uji Beban Pada Balok As E4-F4 Lantai 5

12

Gambar 7b. Skema Penempatan Beban dan Alat LVDT Balok As E4-F4 Lantai 5

Pada saat ketinggian air pada seluruh drum mencapai 85 cm (setara dengan

beban sebesar 12,65 Ton), besarnya lendutan maksimum yang terukur pada balok

adalah :

∆(maks) = 0,92 mm.

Untuk selanjutnya pembebanan dengan ketinggian air 85 cm didiamkan selama

24 jam, kemudian dilakukan kembali pengukuran lendutan untuk mengetahui

besarnya pengaruh beban permanen pada balok struktur.

Setelah 24 jam, selanjutnya dilakukan pengurangan beban (unloading) dengan

cara membuang air yang ada pada drum. Pengurangan beban dilakukan secara

bertahap, pengukuran lendutan pada balok dilakukan pada ketinggian air, 85 cm,

64 cm, 48 cm, 32 cm, 16 cm, dan 0 cm.

Setelah air dikosongkan, besarnya lendutan permanen yang terukur pada balok

adalah :

∆r(maks) = 0,06 mm.

Dari hasil pengukuran lendutan balok As E4-F4 selama berlangsungnya Uji

Beban, didapatkan besarnya lendutan yang terjadi pada balok, sebagai berikut :

13

Tabel 2. Hasil Pengukuran Lendutan Pada Uji Beban Balok As E4-F4 Lantai 5

Tinggi Air Beban Lendutan Keterangan 0 0,0 0 Sebelum beban diaplikasikan pada balok

16 cm 2,38 Ton 0,12 mm Tahapan penambahan beban bertahap

(Loading) – 5 Tahapan Penambahan Beban 32 cm 4,76 Ton 0,26 mm 48 cm 7,14 Ton 0,40 mm 64 cm 9,53 Ton 0,56 mm 85 cm 12,65 Ton 0,78 mm Beban uji yang maksimum 85 cm 12,65 Ton 0,92 mm Setelah beban didiamkan selama 24 jam 64 cm 9,53 Ton 0,76 mm

Tahapan pengurangan beban bertahap (Unloading) – 5 Tahapan Pengurangan Beban

48 cm 7,14 Ton 0,64 mm 32 cm 4,76 Ton 0,48 mm 16 cm 2,38 Ton 0,30 mm

0 0,0 0,06 mm Setelah beban air dihilangkan

Dari hasil pengamatan selama uji beban, pada Balok As E4-F4 tidak terjadi

keretakan pada beton. Hal ini menunjukkan bahwa balok struktur tersebut cukup

kuat menahan beban yang bekerja di atasnya.

Kurva hubungan antara Beban – Lendutan dari Balok As E4-F5 yang didapat dari

Uji Beban, diperlihatkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Kurva Hubungan Antara Beban dan Lendutan Pada Uji Beban Balok As E4-F4 (Lantai 5)

Dari Kurva Beban – Lendutan Balok As E4-F5, dapat dilihat bahwa lendutan pada

balok akibat beban air akan berkurang dan cenderung kembali ke bentuknya yang

semula (tanpa lendutan) jika beban air pada balok dikurangi.

14

Meskipun terdapat lendutan yang bersifat tetap, tapi lendutan ini sangat kecil,

yaitu : ∆r(maks) = 0,06 mm. Lendutan yang sangat kecil ini mengindikasikan

bahwa akibat beban yang bekerja, balok As E4-F4 masih tetap bersifat elastis

Untuk Balok As E4-F4 yang berukuran, lebar : b = 300 mm, tebal : h = 650 mm,

dan panjang bentang Lt = 7000 mm, besarnya lendutan maksimum yang diijinkan

dan lendutan permanen maksimum yang diijinkan adalah :

Lendutan maksimum yang diijinkan : ∆(ijin) = Lt2/(20000.h)

= (7000)2/(20000x650) = 3,77 mm

Lendutan permanen yang diijinkan : = ∆r(ijin) = ∆(ijin)/4 = 3,77/4 = 0,94 mm

Karena besarnya lendutan maksimun yang terukur : ∆(maks) = 0,92 mm <

∆(ijin) = 3,77 mm, dan besarnya ledutan permanen yang terukur : ∆r(maks) = 0,06

mm < ∆r(ijin) = 0,94 mm, maka dapat disimpulkan bahwa Balok As E4-F4

memenuhi syarat kekuatan.

5. Kesimpulan

Dari hasil Uji Beban yang telah dilaksanakan di Gedung BNI 46 Jl. Dr. Cipto 115D

Semarang pada 2 balok, yaitu Balok As B4-B5 (Lantai 1) dan Balok As E4-F4 (Lantai

5), dapat disimpulkan hasil sebagai berikut :

1. Pada saat selesai Uji Beban, kedua balok tidak menunjukkan adanya retakan-

retakan yang tejadi pada beton akibat pembebanan. Dengan demikian balok

cukup kuat mendukung beban yang bekerja diatasnya.

2. Lendutan maksimum : ∆(maks) dan lendutan permanen : ∆r(maks) yang

terukur pada balok akibat Uji Beban adalah :

Balok Dimensi Balok Bentang Balok

Beban Maksimum

Lendutan Maksimum

Lendutan Permanen

As B4-B5 (Lantai 1)

(30/65) cm L = 600 cm

12,65 Ton 0,76 mm 0,02 mm

As E4-F4 (Lantai 5)

(30/65) cm L = 700 cm

12,65 Ton 0,92 mm 0,06 mm

15

Mengacu pada standar Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung

(SNI 2847 - 2013), Lendutan maksimum dan lendutan permanen dari balok

yang diijinkan adalah :

Balok Lendutan Maksimum

Yang Diijinkan : ∆(ijin) Lendutan Permanen

Yang Dijinkan : ∆r(ijin) As B4-B5 (Lantai 1) 2,77 mm 0,69 mm As E4-F4 (Lantai 5) 3,77 mm 0,94 mm

Dengan membandingkan lendutan yang terukur pada balok akibat Uji Beban,

dengan lendutan yang diijinkan, dapat disimpulkan secara umum, bahwa

struktur Gedung BNI 46 Jl. Dr. Cipto 115 D Semarang, cukup kuat mendukung

beban-beban rencana yang diperkirakan akan bekerja diatasnya.

Balok Lendutan Maksimum Lendutan Permanen As B4-B5 (Lantai 1) 0,76 mm < 2,77 mm 0,02 mm < 0,69 mm As E4-F4 (Lantai 5) 0,92 mm < 3,77 mm 0,06 mm < 0,94 mm

6. Daftar Referensi

Untuk keperluan Uji Beban pada Gedung BNI 46 Jl. Dr. Cipto 115D Semarang,

digunakan beberapa referensi :

a. Standar Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural (SNI 1726-2015)

b. Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2013)

c. Laporan Uji Beban dan Uji Analisis Gedung Setda Kabupaten Brebes, Himawan Indarto & Ferry Hermawan, 2012.

d. Laporan Uji Beban Gedung Bank BPD Semarang, PT. Pola Dwipa dan Laboratorium Bahan dan Konstruksi Teknik Sipil Universitas Diponegoro, 2006.