Untitled - Universitas Udayana Repository

Jurnal Ilmiah Elektronik Infrastruktur Teknik Sipil
PERBANDINGAN NILAI SIMPANGAN DAN EFISIENSI STRUKTUR BAJA
KOMPOSIT DENGAN BAJA NON KOMPOSIT
I Gusti Agung Gede Wirawan1, I. B. Dharma Giri2, A. A. Gede Sutapa2,
¹Alumni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, Denpasar
²Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, Denpasar
Email: [email protected]
Abstrak : Pemilihan bahan material konstruksi adalah tahapan penting dalam suatu perencanaan struktur.
Kriteria dasar yang digunakan adalah kekuatan, kekakuan dan perilaku runtuh. Suatu struktur juga harus
direncanakan untuk mempunyai kemampauan-layan batas (serviceability) dengan mengendalikan atau
membatasi simpangan, lendutan dan getaran. Material baja merupakan salah satu alternatif bahan material
yang digunakan dalam perencanaan struktur bangunan. Penggunaan komponen beton masih tetap digunakan
dalam pembangunan gedung bertingkat seperti pelat lantai. Pelat lantai yang dihubungkan dengan balok baja
dengan menggunakan penghubung geser (shear connector) akan menghasilkan struktur komposit. Dalam
penelitian ini ada tiga model struktur yang akan dibandingkan antara lain simpangan, berat struktur dan
efisiensi struktur ditinjau dari segi biaya. Pemodelan menggunakan bantuan software ETABS v9.7.4 sehingga
memudahkan dalam mendapatkan nilai simpangan yang dicari dan gaya-gaya dalam yang terjadi. Pemodelan
dilakukan mulai dari model 1 yaitu struktur baja tanpa aksi komposit, kemuadian dilanjutkan dengan model 2
yaitu struktur baja dengan aksi komposit pada balok, yang terakhir adalah model tiga yaitu struktur baja
komposit pada semua elemen (balok, kolom, pelat). Hasil penelitian menghasilkan nilai simpangan model 1
mempunyai nilai simpangan 32.356 mm dengan berat 1467.754 ton dan biaya struktur Rp. 6.188.208.734,59,
nilai simpangan yang terjadi pada model 2 sebesar 29.305 mm dengan berat 1400.103 ton dan biaya struktur
Rp. Rp. 4.663.684.441,27 , nilai simpangan model 3 sebesar 26.996 mm dengan berat 1343.666 ton dan
biaya struktur Rp. 3.468.864.717,96.
Kata Kunci ; Struktur komposit, serviceability, shear connector , nilai simpangan, efisiensi, software ETABS
v9.7.4
DEVIATION VALUE RATIO AND EFFICIENCY OF COMPOSITE STEEL STRUCTURE WITH
NON-COMPOSITE STEEL
Abstract : Selection of construction materials is an important step in the planning structure. The basic
criteria used is the strenght, stiffness and collapse behavior. A structure must also be designed to have
serviceability to control or limit deviation, deflection and vibration. Steel material is one of the alternative
materials used in the design of building structure. The use of concrete components is still being used in the
construction of buildings such as the floor plate. Floor plate connected by steel beams using shear connector
will result in a composie structure. In this study are three models of the structure to be compared among
other deviations, heavy structure and efficiency in terms of cost structure. Modeling using ETABS v9.7.4
software support to facilitate the deviation scores were searched and the forces that accur. Modeling done
from model 1 without action is a composite steel structure, followed by model 2 is a steel structure with
comosite action on the beam, the latter is the model 3 is a composite steel structure in all elements (beams,
columns and plates). The results produce a deviations value model 1 has a deviation value of 32,356mm with
a weight of 1467,754 tons and cost structure Rp. 6.188.208.734,59, the value of devation that occurs in
model 2 has a deviation value of 29,305mm with a weight 1400,103 tons and cost structure Rp.
4.663.684.441,27, deviation value model 3 has value of 26,996mm with weight 1343,666 tons and cost
structure Rp. 3.468.864.717,96.
Keywords: Composite structure, serviceability, shear connector, deviation value, efficiency, software ETABS
v9.7.4
V-1
Perbandingan Nilai Simpangan Dan Efisiensi…………………………………………………………………………………(Wirawan, Giri, Sutapa)
PENDAHULUAN
Dalam perencanaan suatu struktur bangunan,
dibutuhkan bahan material yang baik dan efisien
dalam meningkatan kapasitas pembebanan.
Pemilihan bahan material konstruksi adalah
tahapan penting dalam suatu perencanaan.
Kriteria dasar yang digunakan adalah kekuatan
(tegangan), kekakuan (deformasi), dan perilaku
runtuh. Suatu struktur juga harus direncanakan
untuk mempunyai kemampauan-layan batas
(serviceability) dengan mengendalikan atau
membatasi lendutan dan getaran. Pembatasan
tersebut berguna untuk menjaga konstruksi agar
tidak melendut lebih dari lendutan yang
disyaratkan.
Selain
direncanakan
untuk
memenuhi syarat-syarat pada perencanaan
struktur bangunan, hal penting lainnya yang
ditinjau adalah biaya struktur bangunan. Biaya
struktur bangunan merupakan hal yang penting
untuk meninjau seberapa besar efisiensi
penggunaan matrial-matrial bangunan pada
struktur yang direncanakan dan biaya struktur
merupakan perbandingan akhir dari suatu
perencanaan struktur bangunan.
Salah satu alternatif material struktur yang
digunakan untuk memenuhi syarat-syarat dalam
perencanaan suatu struktur bangunan adalah
material baja. Meskipun dari jenis yang paling
rendah kekuatannya, bahan baja tetap memiliki
perbandingan kekuatan per volume lebih tinggi
dibandingkan dengan bahan-bahan lainnya.
Adanya sifat daktilitas yang dimiliki oleh baja,
membuat suatu struktur baja mampu mencegah
runtuhnya bangunan secara tiba-tiba. Sifat ini
sangat menguntungkan dilihat dari segi keamanan
penghuni
bangunan,
sebab
memberikan
peringatan
dini
pada
pemakai
melalui
deformasinya yang besar. Penggunaan komponen
beton masih tetap diperlukan dalam pembangunan
gedung bertingkat, contohnya sebagai pelat lantai.
Pelat lantai yang dihubungkan dengan balok baja
dengan menggunakan penghubung geser (shear
connector) akan menghasilkan struktur komposit.
Struktur komposit terbentuk dengan adanya
interaksi antara komponen-komponen struktur
baja dan beton yang masing-masing karakteristik
dasar materialnya dimanfaatkan secara optimal.
Elemen-elemen struktur komposit terdiri dari
balok komposit, kolom komposit dan pelat
komposit. Penampang komposit mempunyai
kekakuan yang lebih besar dibandingkan dengan
penampang lempeng beton dan gelagar baja yang
bekerja sendiri-sendiri dan dengan demikian
dapat menahan beban yang lebih besar atau beban
yang sama dengan lenturan yang lebih kecil pada
bentang yang lebih panjang. Perilaku komposit
hanya akan terjadi jika potensi terjadinya slip
V-2
antara kedua material ini dapat dicegah. Hal ini
dapat teratasi jika gaya geser horizontal pada
kedua permukaan baja dan beton dapat ditahan
dengan
menggunakan
penghubung
geser
(Setiawan, 2008).
Namun, dalam pelaksanaan struktur baja
komposit dilapangan sering dijumpai penggunaan
aksi komposit hanya pada bagian balok baja
dengan pelat beton saja. Sedangkan pada bagian
kolom baja tidak dilakukan pengecoran atau
kolom baja tidak diselimuti oleh beton dengan
tulangan. Pada kolom hanya diselimuti atau
dipasang dengan material non struktur, contohnya
seperti penggunaan material batu bata. Sehingga
pada bagian kolom tidak mengalami aksi
komposit karena kolom baja dengan penggunaan
pasangan batu bata tersebut tidak dapat bekerja
bersama-sama dalam menerima beban yang
bekerja. Hal ini menyebabkan dimensi kolom
yang digunakan pada struktur tersebut masih
relatif besar.
Berdasarkan latar belakang di atas, masalah
yang akan ditinjau pada penelitian ini adalah
bagaimana perbandingan nilai simpangan pada
struktur baja dengan komposit serta efisiensi
ditinjau dari biaya pada struktur baja dengan
komposit
MATERI DAN METODE
Perencanaan Komponen Struktur Lentur
Penampang kompak merupakan penampang
yang memenuhi (λ ≤ λp). Penampang tak kompak
merupakan penampang yang memenuhi (λp < λ ≤
λr). Penampang langsing merupakan penampang
pelat sayap yang memenuhi (λr ≤ λ).
Perencanaan Komponen Struktur Tekan
Batang tekan adalah suatu komponen
struktur yang menahan gaya tekan konsentris
akibat beban terfaktor (Nu), harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut :
Nu ≤ ØNn
Dimana :
Nu = Gaya tekan terfaktor, N
Ø = Faktor reduksi kekuatan, 0.85 (SNI Tabel
6.4-2)
Nn = Kuat tekan nominal komponen struktur, N
Kuat Geser Nominal
Kuat geser pada badan pelat yang memikul
gaya geser perlu (Vu) harus memenuhi :
Vu ≤ ØVn
Dimana :
Vu = Kuat geser perlu, N
Ø = Faktor reduksi, 0,9
Jurnal Ilmiah Elektronik Infrastruktur Teknik Sipil
Vn = Kuat geser nominal pelat badan berdasarkan
SNI butir 8.8.2, N.
Interaksi Geser dan Lentur
1. Metode Distribusi
sehingga dapat memberikan interaksi yang
lengkap (tidak terjadi gelincir pada muka
pertemuan). Jumlah penghubung geser yang
diperlukan pada daerah yang dibatasi oleh titiktitik momen lentur maksimum positif atau negatif,
dan momen nol yang berdekatan.
Jika momen lentur dianggap dipikul hanya
oleh pelat sayap dan momen lentur perlu :
Mu ≤ ØMf
Dimana :
Kolom Komposit
Kriteria untuk kolom komposit bagi
komponen strukturtekan (SNI 03-1729-2002
Pasal.12.3.1):
Mu = Momen lentur terfaktor rercana, Nmm
1.
Ø = Faktor reduksi, 0,9
Mf = Kuat lentur nominal dihitung hanya pelat
2.
sayap, Nmm
2. Metode Interaksi Geser dan Lentur
Jika momen lentur dipikul oleh seluruh
penampang, harus memenuhi persyaratan SNI
butir 8.1.1.8 dan 8.8.1.
Interaksi Lentur dan Tekan
Dalam perencanaan komponen struktur
balok-kolom, diatur dalam SNI 03-1729-2002
pasal 11.3 yang menyatakan bahwa suatu
komponen struktur yang mengalami momen
lentur dan gaya aksial.
3.
Batas-Batas Lendutan
Batas-batas lendutan untuk keadaan
kemampuan-layan batas harus sesuai dengan
struktur, fungsi penggunaan, sifat pembebanan,
serta elemen-elemen yang didukung oleh struktur
tersebut.
4.
Balok Komposit
5.
Sebuah balok komposit (composite beam)
adalah sebuah balok yang kekuatannya
bergantung pada interaksi mekanis diantara dua
atau lebih bahan. Beberapa jenis balok komposit
antara lain :
- Balok komposit penuh
- Balok komposit parsial
- Balok baja yang diberi selubung beton
Penghubung Geser ( Shear Connector )
Menurut Salmon dan Johnson (1996), geser
horizontal yang terjadi di antara pelat beton dan
balok baja selama pembebanan harus ditahan
sedemikian rupa sehingga gelincir dapat
dikekang. Dimana dalam hal ini diperlukan
konektor-konektor geser mekanis. Idealnya untuk
mendapatkan penampang yang yang sepenuhnya
komposit, konektor geser harur cukup kaku
Luas penampang profil baja minimal
sebesar 4% dari luas penampang
komposit total;
Selubung beton untuk penampang
komposit yang berintikan baja harus
diberi tulangan baja longitudinal dan
tulangan pengekang lateral. Tulangan
baja longitudinal harus menerus pada
lantai struktur portal, kecuali untuk
tulangan longitudinal yang hanya
berfungsi memberi kekangan pada beton.
Jarak antar pengikat lateral tidak boleh
melebihi 2/3 dari dimensi terkecil
penampang kolom komposit. Luas
minimum
penampang
tulangan
transversal (atau lonitudinal) terpasang.
Tebal bersih selimut beton dari tepi
terluar tulangan longitudinal dan
transversal minimal sebesar 40 mm;
Mutu beton yang digunakan tidak lebih
55 Mpa dan tidak kurang dari 21 Mpa
untuk beton normal dan tidak kurang
dari 28 Mpa untuk beton ringan;
Tegangan leleh profil dan tulangan baja
yang digunakan untuk perhitungan
kekuatan kolom komposit tidak boleh
lebih dari 380 Mpa;
Tebal minimum dinding pipa baja atau
penampang baja berongga yang diisi
beton adalahb fy / 3E untuk setiap sisi
selebar b pada penampang persegi dan D
fy / 8E untuk penampang bulatyang
mempunyai diameter luar D.
Analisis Portal
Dalam analisis portal, digunakan ketentuan
perencanaan tahan gempa struktur bangunan baja
sesuai SNI 03 – 1729 – 2002 pasal 15. Ketentuan
ini dimaksudkan untuk perencanaan dan
pelaksanaan komponen struktur bangunan baja
termasuk dalam sambungan dalam struktur
dengan gaya yang bekerja dihasilkan dari beban
gempa
yang
telah
ditentukan
dengan
memperhatikan desipasi energi didaerah respon
non linier struktur bangunan tersebut. Persyaratan
untuk sistem rangka pemikul momen khusus
V-3
Perbandingan Nilai Simpangan Dan Efisiensi…………………………………………………………………………………(Wirawan, Giri, Sutapa)
(SRPMK) diharapkan dapat mengalami deformasi
inelastis yang besar apabila dibebani oleh gaya –
gaya yang berasal dari beban gempa rencana.
Batasan Simpangan Antar Lantai
Penentuan simpangan antar lantai desain (∆)
harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada
pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang
ditinjau. Simpangan antar lantai desain (∆) tidak
boleh melebihi simpangan antar lantai ijin (∆a)
seperti yang ditentukan pada SNI 03-1726-2012
untuk semua tingkat.
Pemodelan Struktur
Penelitian menggunakan bantuan software
ETABS v9.7.4, dimulai dengan membuat model
struktur untuk masing-masing struktur yang akan
ditinjau seperti pada Gambar 1
(a) Model 1:
Struktur baja tanpa aksi komposit yaitu
struktur baja dengan menggunakan pelat beton
tanpa menggunakan penghubung geser (Shear
Connector) antara balok baja dengan pelat beton.
Pada bagian kolom diselimuti beton tanpa
tulangan dan tidak mengalami aksi komposit ,
sehingga keseluruhan struktur tidak mengalami
aksi komposit.
(b) Model 2:
Struktur baja komposit hanya pada balok
baja dengan pelat beton sedangkan pada elemen
kolom tidak mengalami aksi komposit. Struktur
yang dimaksud adalah struktur baja yang
mengalami aksi komposit pada bagian balok dan
pelat yang dihubungkan oleh suatu penghubung
geser (Shear Connector), sehingga pada bagian
balok dan pelat mengalami aksi komposit.
Sedangkan pada bagian kolom baja hanya
diselimuti dengan beton tanpa tulangan dan tidak
terjadi aksi komposit.
(c) Model 3:
Struktur baja komposit pada semua elemen
struktur(balok, kolom dan pelat). Struktur akan
direncanakan akan mengalami aksi komposit pada
semua elemen struktur yaitu pada balok dengan
pelat menggunakan penghubung geser (Shear
Connector) dan kolom baja yang diselimuti oleh
beton dengan tulangan. Sehingga keseluruhan
elemen struktur mengalami aksi komposit.
(a)
Data Struktur
(b)
(c)
Gambar 1 (a) Denah model 1; (b) denah model 2;
(c) denah model 3
V-4
Penelitian yang dilakukan pada bangunan
fiktif dan fungsi gedung direncanakan sebagai
gedung perhotelan yang terletak di daerah
Denpasar. Berdasarkan RSNI 03-1729-2012 pada
Short Course HAKI 2012, untuk daerah denpasar
memiliki jenis tanah sedang atau kelas situs D.
Mutu bahan yang digunakan adalah sebagai
berikut:
1. Mutu Baja (BJ 37):
Tegangan leleh (fy)
= 240 MPa
Tegangan putus (fu)
= 370 Mpa
Modulus elastisitas (E) = 200.000 Mpa
Modulus geser (G)
= 80.000 Mpa
Massa jenis
= 7850 kg/m3
2. Mutu Beton:
Kuat tekan (fc’)
= 25 Mpa
Modulus elastisitas (E) = 4700 √ fc’
= 4700 √ 25
= 23500 Mpa
3. Mutu baja tulangan:
Tulangan longitudinal (fyl) = 320 MPa
Tulangan transversal (fys) = 240 MPa
4. Penghubung geser jenis paku.
Pembebanan pada struktur yaitu:
a) Beban mati (D) : Berat sendiri struktur
b) Beban hidup menurut PPIUG
Jurnal Ilmiah Elektronik Infrastruktur Teknik Sipil
Beban hidup pada lantai atap (La) diambil
sebesar 100 kg/m2
Beban hidup pada lantai (L) diambil sebesar
250 kg/m2
c) Beban gempa (E) : Beban gempa Respons
Spektrum, dengan ketentuan:
Klasifikasi situs : SD (tanah sedang)
Jenis pemanfaatan gedung : Gedung
perkantoran
Kategori resiko : II
Faktor keutamaan gempa, Ie : 1,0
Rangka baja dan beton komposit pemikul
momen khusus dengan factor reduksi (R) : 8
Kerangka Analisis
Penelitian ini dapat dirangkum dalam suatu
kerangka penelitian yang dapat dilihat pada
Gambar 2.
antara lain: Model 1 (Struktur baja tanpa aksi
komposit), Model 2 (Struktur baja dengan aksi
komposit hanya pada balok baja dengan pelat),
Model 3 (Struktur baja komposit pada semua
elemen struktur).
Secara umum perbandingan dasar dari ketiga
model struktur tersebut dapat ditampilkan dalam
Tabel 1.
Tabel 1 Perbandingan dasar model struktur
Model
Model
1
Model
2
Model
3
Jenis
Struktur
Stress
Ratio
Rata-Rata
Berat
Struktur
(Ton)
0.658
Struktur baja
non
komposit
Struktur baja
komposit
pada elemen
balok
Struktur baja
komposit
pada semua
elemen
struktur
Simpangan
Maksimum (mm)
Arah
X
Arah
Y
1467.754
13.899
32.356
0.798
1400.103
16.145
29.305
0.785
1343.666
18.704
26.996
Sumber : Hasil rekapitulasi berat struktur dan simpangan
maksimum
Perbandingan Simpangan Struktur
Berdasarkan hasil analisis diperoleh besar
simpangan arah x dan arah y untuk masingmasing model. Tabel 4.2 dan Tabel 4.3
merupakan tabel simpangan arah x dan arah y
akibat beban gempa arah x dan arah y untuk
semua model yang ditinjau pada lantai teratas
(lantai atap).
Tabel 2 Simpangan maksimum arah x akibat
beban gempa arah x dan arah y
Simpangan X (mm)
Model
Lantai
Gempa x
Gempa y
Model 1
Model 2
Atap
Atap
13.899
16.145
4.169
4.843
Model 3
Atap
18.704
5.611
Sumber: Hasil rekapitulasi simpangan x
Tabel 3 Simpangan maksimum arah y akibat
beban gempa arah x dan arah y
Simpangan Y (mm)
Model
Lantai
Gempa x
Gempa y
Gambar 2 Karangka Analisa
HASIL DAN PEMBAHASAN
Model 1
Atap
9.707
32.356
Model 2
Atap
8.792
29.305
Model 3
Atap
8.099
26.996
Sumber: Hasil rekapitulasi simpangan y
Hasil Analisis Struktur
Analisis struktur bangunan terdiri dari gedung
baja komposit dengan baja non komposit.
Terdapat 3 model struktur dalam penelitian ini
Berdasarkan SNI 03 – 1726 – 2010 pasal
7.12.1 menyebutkan bahwa nilai simpangan antar
lantai tingkat desain (Δ) tidak boleh melebihi
simpangan antar tingkat yang diijinkan (Δa)
V-5
Perbandingan Nilai Simpangan Dan Efisiensi…………………………………………………………………………………(Wirawan, Giri, Sutapa)
seperti didapatkan dari tabel 7.12-1 untuk semua
tingkat. Simpangan antar lantai ijin (Δa) untuk
tipe struktur ini dengan kategori resiko III sebesar
0,015hsx, dimana hsx adalah tinggi tingkat dibawah
tingkat x, sehingga besarnya simpangan ijin
adalah:
hsx  3500mm   a  0.015.3500  52.5mm
Tabel 4 Simpangan maksimum antar tingkat
Simpangan X (mm)
Simpangan Y (mm)
Model
Gempa
x
Gempa
y
Comb
4
Comb
5
Gempa
x
Gempa
y
Comb
4
Comb
5
Model
1
13.899
4.169
14.195
4.466
9.707
32.356
9.998
32.646
Model
2
16.145
4.843
16.255
4.953
8.792
29.305
8.826
29.339
Model
3
18.704
5.611
18.810
5.717
8.099
26.996
8.143
27.040
Sumber: Hasil rekapitulasi simpangan x dan simpangan y
Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat
simpangan yang terjadi akibat beban gempa
maupun beban kombinasi yang terbesar. Semua
nilai simpangan atar lantai tingkat pada tabel
tersebut tidak ada yang melampaui nilai batas
simpangan antar lantai tingkat yang diijinkan
yaitu sebesar 52.5 mm. Untuk semua model
akibat gempa arah x dan arah y, simpangan arah y
lebih besar dibandingkan arah x, ini terjadi karena
sumbu lemah elemen kolom searah dengan arah
simpangan y yang mengakibatkan struktur arah y
kurang kaku.
Perbandingan Berat Struktur
kecil dari semua model dan memiliki berat
struktur yang paling besar, hal tersebut
menunjukkan bahwa struktur model 1 kurang
efisien dibandingkan struktur lainnya. Akibat
adanya aksi komposit pada elemen balok dengan
pelat untuk struktur model 2, maka dimensi balok
yang digunakan lebih kecil dibandingkan dengan
balok model 1 sehingga berat struktur model 2
lebih ringan dari model 1. Pada model 3
mengalami aksi komposit pada semua elemen (
balok, kolom, pelat) memiliki berat struktur yang
paling kecil dari ketiga struktur, stress ratio yang
dimiliki berada diantara model 1 dan 2 namun
masih < 0,95. Ditinjau dari segi berat struktur,
model 3 lebih efisien 4,2% dibandingkan dengan
model 2 dan model 3 lebih efisien 9,235 %
dibandingkan dengan model 1 dan model 2
lebih efisien 4,832 dibandingkan dengan model 1.
Perbandingan Lendutan Struktur
Batas
lendutan
harus
memenuhi
kemampuan-layan batas sesuai dengan fungsi
penggunaan struktur. Komponen struktur pada
penelitian ini menggunakan komponen balok
biasa dengan beban tetap (L/240), syarat lendutan
struktur yaitu lendutan maksimum kurang dari
lendutan ijin (Δ < δ ). Lendutan maksimum setiap
lantai yang terjadi pada masing-masing model
berdasarkan Tabel 6 dibawah.
Tabel 6 Lendutan maksimum
Model
Perbandingan berat struktur untuk masingmasing model ditampilkan pada Tabel 5.
Model 1
1467.754
137.517
31.705
8000
32.667
8000
27.842
8000
26.399
8000
27.886
8000
32.649
8000
32.105
8000
27.226
8000
28.377
8000
32.065
8000
31.416
roof
0.798
Sumber : Hasil rekapitulasi lendutan maksimum
6.292
0.785
Beton
Tulangan
2
116.541
0.000
3
1400.103
84.086
35.908
103.148
0.000
1343.666
82.714
12.546
69.384
4.564
Model
2
4
roof
Berat Material Struktur (Ton)
Sambungan
Beton
Tulangan
Model 1
1114.136
53.499
0.000
6.040
Model 2
1114.136
53.499
0.473
Model 3
1114.136
53.499
0.531
2
Rata-Rata
Stress
Ratio
Sumber : Hasil rekapitulasi berat material struktur
Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat
perbandingan dari berat material struktur masingmasing model untuk semua tingkat. Model 1 jika
ditinjau dari stress ratio rata-rata yang paling
V-6
30.987
8000
8.853
Profil
40.021
Shear
Conector
8000
WF
250X125X29.6
roof
Model 3
Pelat
3
4
Model 2
Model
Lendutan
Maksimum
(Δ)
0.658
Model
1
Kolom
Balok
Panjang
Balok
(mm)
4
2
Berat Material Struktur (Ton)
Total
Balok
WF
400x200x66.0
WF
400x200x66.0
WF
400x200x66.0
WF
400X200X56.6
WF
300X150X36.7
WF
300X150X36.7
WF
250X175X44.1
WF
250X125X29.6
WF
300X150X36.7
WF
300X150X36.7
WF
250X175X44.1
Tabel 5 Perbandingan berat struktur
Model
Lantai
Model
3
3
Lendutan
Ijin(δ)
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
33.33
Pada Tabel 4.6 menunjukkan bahwa semua
elemen balok memenuhi persyaratan (Δ < δ ), dan
pada masing-masing model struktur yang
mengalami lendutan maksimum terjadi pada
balok anak. Hal ini karena balok anak tidak
bertumpu langsung pada kolom sehingga lendutan
Jurnal Ilmiah Elektronik Infrastruktur Teknik Sipil
pada balok anak menjadi lebih besar dari pada
balok yang bertumpu langsung pada kolom yaitu
balok portal.
Perbandingan Nilai Simpangan dengan
Berat Material Struktur
Perbandingan simpangan dengan berat
material struktur dapat dilihat pada Gambar 3.
Perbandingan biaya model 3 dengan model
2 lebih efisien model 3 sebesar 25,619% dari
harga model 2. Jika model 3 dibandingkan dengan
model 1 maka model 3 lebih efisien 43,943% dari
harga model 1, sedangkan model 2 jika
dibandingkan dengan model 1 lebih efisien
24,635% dari harga model 1. Sehingga
berdasarkan hasil perbandingan di atas dapat
disimpulkan bahwa secara keseluruhan Model 3
(Struktur yang mengalami aksi komposit di semua
elemen struktur) lebih efisien dari segi biaya
struktur dibandingkan dengan kedua model yang
lainnya (model 1 dan 2).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Sumber : Hasil perhitungan nilai simpangan dengan berat
material struktur
Gambar 3 Nilai simpangan dengan berat material
struktur
Diambil nilai simpangan yang terbesar yaitu
nilai simpangan arah y akibat gempa arah y maka
model 1 mempunyai nilai 32.356 mm dengan
berat 1467.754 ton, nilai simpangan yang terjadi
pada model 2 sebesar 29.305 mm dengan berat
1400.103 ton , nilai simpangan model 3 sebesar
26.996 mm dengan berat 1343.666 ton.
Perbandingan Biaya Struktur
Hasil akhir dari penelitian ini adalah selain
perbandingan nilain simpangan, lendutan dan
beratt material struktur juga perbandingan biaya
struktur baja komposit dengan baja non komposit
yang dapat ditampilkan dalam Tabel 7.
Tabel 7 Perbandingan biaya struktur
Material
Model
Baja(kg)
Beton(m3)
Tulangan(kg)
Model 1
183.578,00
559,39
53499
Model 2
129.319,70
553,31
53499
Model 3
102.083,33
537,96
58063
Baja/kg
Beton /m3
Tulangan/kg
28000
869300
10500
6.188.208.734,59
28000
869300
10500
4.663.684.441,27
28000
869300
10500
3.468.864.717,96
Harga (Rp)
Total Harga (Rp)
Sumber : Hasil rekapitulasi berat material struktur dan biaya
struktur
Dari perencanaan yang telah dilakukan pada
ketiga model berikut ini yaitu Model 1 (Struktur
baja), Model 2 (Struktur baja komposit pada
balok), Model 3 (Struktur baja komposit semua
elemen struktur), dapat diambil simpulan:
1. Penambahan aksi komposit elemen balok
pada model 2 menghasilkan struktur yang
efisien dibandingkan dengan model 1 yang
tanpa mengalami aksi komposit dan
penggunaan aksi komposit pada bagian
kolom, balok dan pelat pada model 3
menghasilkan struktur yang paling efisien
dari ketiga model struktur. Pengurangan
dimensi baja
pada balok dan kolom
menyebabkan kenaikan stress ratio (SR),
namun tidak mengalami overstressed ratio
(OS) sehingga struktur tetap memenuhi
kemampuan-layan batas struktur.
2. Berdasarkan simpangan struktur, model 3
lebih kaku dalam menahan beban gempa
arah y dan sangat lemah dalam menerima
beban gempa arah x sedangkan model 1
lebih kaku menahan beban gempa arah x
namun sangat lemah dalam menerima beban
gempa arah y. Sedangkan simpangan yang
terjadi pada model 2 akibat gempa x maupun
gempa y tidak terlalu lemah dan tidak kuat
terlalu kuat dibandingkan model 1 dan 3.
Sehingga model 2 selalu berada di antara
model 1 dengan model 3.
3. Berdasarkan berat material struktur, model 3
lebih efisien 4,2% dibandingkan dengan
model 2, model 3 lebih efisien 9,235%
dibandingkan dengan model 1 dan model 2
lebih efisien 4,382% dibandingkan dengan
model 1.
4. Berdasarkan biaya material struktur model 1
memiliki biaya struktur sebesar Rp.
6.188.208.734,59; model 2 memiliki biaya
struktur sebesar Rp. 4.663.684.441,27;
model 3 memiliki biaya struktur sebesar Rp.
V-7
Perbandingan Nilai Simpangan Dan Efisiensi…………………………………………………………………………………(Wirawan, Giri, Sutapa)
3.468.864.717,96. Jika dibandingkan maka
biaya model 3 dengan model 2 lebih efisien
model 3 sebesar 25,619% dari harga model
2. Jika model 3 dibandingkan dengan model
1 maka model 3 lebih efisien 43,943% dari
harga model 1, sedangkan model 2 jika
dibandingkan dengan model 1 maka model 2
lebih efisien 24,635% dari harga model 1.
Saran
Dari simpulan diatas yang menjadi saran
dalam penelitian ini adalah agar dalam
perencanaan gedung dengan menggunakan
material baja dan beton sebaiknya struktur
tersebut direncanakan mengalami aksi komposit
karena mampu mengurangi penggunaan material
baja sehingga akan mendapatkan struktur yang
efisien dari segi biaya bangunan.
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan
Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karuniaNya, saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulisan tugas akhir ini dilakukan dalam rangka
memenuhi salah satu persyaratan untuk
memperoleh gelar Sarjana Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Udayana. Saya
menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan
yang diberikan oleh sebagian pihak yang telah
membantu dari masa perkuliahan hingga proses
penyusunan tugas akhir ini.
Oleh karena itu, saya ingin menguucapkan
terima kasih kepada pihak-pihak yang telah
membantu antara lain: Ir. I Nyoman Arya
Thanaya., ME., Ph.D., selaku Ketua Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Udayana. Ir. Ida Bagus Dharma Giri, MT., selaku
dosen pembimbing 1 yang telah menyediakan
waktu, tenaga serta pemikirannya untuk
mengarahkan dan membantu saya dalam
pembuatan tugas akhir ini. A.A Gede Sutapa, ST.,
MT., selaku dosen pembimbing 2 yang juga telah
menyediakan waktu, tenaga serta pemikirannya
untuk saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Seluruh staf di lingkungan Jurusan Teknik Sipil
Udaayana yang membantu selama masa perkuliah
sampai menyelesaikan tugas akhir ini. Staf dosen
dan pegawai di lingkungan Fakultas Teknik
Universitas Udayana. Orang tua dan keluarga
yang dengan tulus iklas selalu memberikan
dukungan moral, material dan doa selama ini.
Teman – teman Teknik Sipil Universitas udayana
angkatan 2009 serta para senior yang tidak dapat
saya sebutkan satu persatu, yang telah membantu
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
V-8
DAFTAR PUSTAKA
Astika, D. (2012). Efisiensi Struktur Baja yang
Dirancang Sebagai Rangka Penahan
Momen dan Rangka Bresing Eksentrik V
Terbalik, (Tugas Akhir yang tidak
dipublikasikan, jurusan Teknik Sipil
Fakultas
Teknik
Universitas
Udayana,2012).
Badan Standar Nasional. (2002). Tata Cara
Perencanaan Struktur Baja untuk
Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002.
Departemen Pekerjaan Umum.
Badan Standar Nasional. (2002). Tata Cara
Perencanaan Struktur Baja untuk
Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002.
Badan Standar Nasional. (2002). Tata Cara
Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002.
itspress.
Desain Spektra Indonesia. (2011). Pusat
Penelitian
dan
Pengembangan
Permukiman-Kementrian
Pekerjaan
Umum.
puskim.pu.go.id/Aplikasi/Desain_spektr
a_indonesia_2011/:
Accesed on 28/09/2013.
Dinas PU Kabupaten Tabanan. (2013). Daftar
Analisa
Tahun
Anggaran
2013
Berdasarkan Standar Nasional Indonesia
(SNI).
Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan.
(1983). PPIUG. Bandung: Yayasa
Lembaga
Penyelidikan
Masalah
Bangunan.
Permana, M. (2010). Perencanaan Struktur
Gedung Hotel The Paasha-Seminyak
Menggunakan Komposit Baja-Beton,
(Tugas Akhir yang tidak dipublikasikan,
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Udayana, 2010).
Setiawan, A. (2008). Perencanaan Struktur Baja
Dengan Metode LRFD (berdasarkan SNI
03-1726-2002). Jakarta: Erlangga.
Widiarsa, I.B.R, Deskarta, P. (2007). Kuat Geser
Baja Komposit Dengan Variasi Tinggi
Penghubung Geser Tipe-T Ditinjau Dari
Uji Geser Murni. Jurnal Ilmiah Teknik
Sipil, Vol. 11, No.1.
Wiseso, I. (2010). Modifikasi Perencanaan
Gedung Sekolah Terang Bangsa
Semarang
Menggunakan
Struktur
Komposit Baja-Beton, Fakultas Teknik
Sipil Dan Institut Teknologi Sepuluh
November.