STUDI PENGGUNAAN BAJA RINGAN SEBAGAI KOLOM PADA RUMAH SEDERHANA TAHAN GEMPA

PRAYOGA NUGRAHA NRP 3105 100 080

Dosen Pembimbing : Endah Wahyuni, ST.MSc.PhD

Ir. Isdarmanu MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2009

BAB I

PENDAHULUAN

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

BAB III

METODOLOGI

BAB IV

PEMBEBANAN STRUKTUR

BAB V

KONTROL PROFIL KOLOM

BAB VI

PERENCANAAN SAMBUNGAN

BAB VIIPELAKSANAAN PENGGUNAAN KOLOM BAJA RINGAN

BAB VIIIKESIMPULAN DAN SARAN

PENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANG• Indonesia terletak di daerah gempa. Dengan

situasi demikian mendorong adanya kebutuhan masyarakat akan rumah yang ramah bencana khususnya gempa.

• Material baja ringan masih sangat jarang digunakan pada rumah sederhana tahan gempa. Terutama sebagai komponen struktur kolom.

• Baja ringan memiliki banyak keunggulan

PENDAHULUAN

I.2 PERMASALAHAN• Bagaimana respon yang dihasilkan baja ringan sebagai kolom saat dikenai

beban mati,beban hidup,beban angin dan beban gempa.• Apa saja yang perlu dilakukan agar kolom dari baja ringan aman

digunakan pada rumah sederhana tahan gempa.• Bagaimana mendapatkan sambungan yang kokoh pada kolom dengan

elemen struktural yang lain• Bagaimana pelaksanaan penggunaan kolom dari baja ringan di lapangan

I.3 BATASAN MASALAH• Penelitian hanya terbatas pada tahap uji numerikal.• Tipe profil yang digunakan dalam pengujian hanyalah profil plain

channels.

• Peraturan yang dipakai adalah BS 5950-5:1998, BS 5950-7:1992, SNI-1726-

2002, SNI :03-1729-2002 serta PPIUG 1971.

• Analisa pembebanan struktur menggunakan program ETABS V9.6.• Tidak meninjau sisi ekonomis.

PENDAHULUAN

I.4 TUJUAN dan MANFAAT• Mengetahui respon yang dihasilkan baja ringan saat dikenai beban-beban.• Hal-hal yang perlu dilakukan agar kolom dari baja ringan aman digunakan

pada rumah sederhana tahan gempa.• Mengetahui sambungan yang sesuai dengan kebutuhan kolom• Mengetahui pelaksanaan penggunaan kolom dari baja ringan dilapangan.• Dapat memberikan manfaat dalam bidang teknik sipil, terutama dalam

menambah pengetahuan tentang penggunaan baja ringan sebagai kolom pada rumah sederhana tahan gempa.

II.1. RUMAH SEDERHANA TAHAN GEMPAII.1.1 RUMAH SEDERHANA

Rumah sederhana bangunan rumah layak huni yang bagian huniannya berada langsung di atas permukaan tanah, berupa rumah tunggal, rumah kopel dan rumah deret. Harganya terjangkau oleh masyarakat berpenghasilan rendah dan sedang. Luas lantai bangunan tidak lebih dari 70 m2, yang dibangun di atas tanah dengan luas kaveling 54 m2 sampai dengan 200 m2.

II.1.2 GEDUNG TAHAN GEMPAMenurut SNI-1726-2002 bangunan tahan gempa harus dapat memenuhi beberapa persyaratan saat dikenai beban gempa, antara lain:• menghindari terjadinya korban jiwa manusia• membatasi kerusakan gedung • mempertahankan setiap saat layanan vital dari fungsi gedung

II.1.4 RUMAH SEDERHANA TAHAN GEMPARumah sederhana tahan gempa merupakan bangunan dengan konstruksi

sederhana layak huni dengan luasan tidak lebih dari 70 m2. Dimana saat dikenai beban gempa besar bangunan tersebut tidak runtuh seketika, sehingga dapat menghindari adanya korban jiwa.

II.2 BAJA COLD FORMED (BAJA RINGAN)Menurut Wei wen yu (2000) baja ringan dapat di bagi menjadi 2 kelompok1. Hot Rolled Shapes (baja canai panas), yaitu profil baja yang dibentuk dengan cara blok-blok baja yang panas diproses melalui rol-rol dalam pabrik2. Cold Formed Steel ( baja ringan ), yaitu profil baja yang dibentuk dari lembaran yang sudah jadi, menjadi profil baja dalam keadaan dingin

II.3

KOLOMKolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang memikul beban dari balok. Kolom meneruskan beban-beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah

melalui fondasi.

III. METODOLOGI

Tampak depan Tampak samping

Denah pembalokan

TIPE-TIPE PROFIL YANG DIGUNAKAN DALAM STUDI

Tipe-tipe profil yang digunakan dalam studi merupakan produk dari perusahaan Bluescope Steel. Antara lain :1. LC15230 (back to back) sebagai kolom2. LC12730 (back to back) sebagai balok induk3. LC10330 (back to back) sebagai balok anak4. LC06425 sebagai kuda-kuda

IV. PEMBEBANAN STRUKTURIV.1 PEMBEBANAN ATAP

Beban MatiBerat seng (5 kg/m2 x 2,5 m)

= 12,5 kg/mBerat profil gording

= 2,15kg/m +Berat seng+gording

(qd)

= 14,65 kg/mAlat pengikat dll. (10 % qd)

= 1,465kg/m +qD total

=16,115kg/m

Beban HidupBeban hidup terbagi rata (air hujan)qa = 40-0.8α

(sudut elevasi atap)qa = 40-0.8 (30) =16 kg/m2

Berat air hujan (qah)

= qa x 1 (jarak antar gording =1 m)= 16 x 1 = 16 kg/m

Beban AnginBeban angin (wa) = 40 kg/m2 (asumsi gedung berada dekat pantai)C = 0.02α

–

0.4 =0.2Perhitungan angin tekan :Wa1 (angin tekan) = c x wWa1 (angin tekan) = 0.2 x 40 = 8 kg/m (sesuai dengan jarak antar

gording)

Perhitungan angin hisap :C = -0.4Wa2 (angin hisap) = c x wWa2 (angin hisap) = -0.4 x 40 = -16 kg/m (sesuai dengan jarak antar gording)

IV.2 PEMBEBANAN DINDINGBeban AnginPerhitungan angin tiup dindingC = 0.9Wa1 (angin tiup) = c x wWa1 (angin tiup) = 0.9 x 40 = 36 kg/m (sesuai dengan jarak antar

gording)

Perhitungan angin hisap dinding :C = -0.4Wa2 (angin hisap) = c x wWa2 (angin hisap) = -0.4 x 40 = -16 kg/m (sesuai dengan jarak antar gording)

Beban MatiDinding menggunakan gypsum board ( 30 % berat pas. batu bata) = 75 kg/m2

IV. 3 PEMBEBANAN PLAT LANTAIBeban MatiBeban mati terdiri dari berat sendiri plat kayu cemara dengan berat jenis 600 kg/m3 dan tebal 1.5 cm

Beban HidupqL = 125 kg/m2 (PPIUG tabel 3.1)

IV.4. PEMBEBANAN GEMPAAnalisa perhitungan beban gempa yang bekerja pada struktur diambil dari SNI 1726 –

2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung adalah menggunakan analisa pembebanan gempa Statik Ekivalen. Hal ini didasarkan pada pasal SNI 1726 : 2002 ps.4.2.1

Perhitungan Beban Geser Dasar Nominal arah X dan Evaluasi beban gempa arah x :

T = Ct(hn)3/4

Ct = 0.0853 untuk stell moment resisting frameCt = 0.0731 untuk reinforced concrete momen resisting frame and

eccentrically braced frameCt = 0.0488 untuk gedung lainnya

Perhitungan Pembatasan Waktu getar alami fundamental Arah X :Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T1 dari struktur gedung harus dibatasi, bergantung pada koefisien ς

untuk Wilayah tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya n menurut persamaan :

T1< ς

n T1 : Waktu getar alami fundamentalς

: koefisien yang membatasi waktu getar alamifundamental struktur gedungn : jumlah lantai bangunan

T1empiris = 0.085(hn)3/4= 0.085(6,5)3/4= 0.346 detik → C1 = 0,95(Gbr. 2 SNI –

03 –

1726 –

2002)

T1empiris < ς

nς

= 0,15 (tabel 5.1 dari tabel 8 SNI–

03 –

1726 –

2002)T1 = 0.15(2) = 0.3 detik

T1 > T1empiris0.3 detik < 0.346 detik ...NOT OK

Sehingga T diambil 0,346 detik, maka dari grafik Responpektrum WG 6 untuk tanah lunak didapat C = 0,95

Perhitungan Beban Geser Dasar Nominal Cara Statik :

C = adalah nilai faktor respon Gempa yang didapat dari spektrum Respon Gempa Rencana di SNI gambar 2I = Faktor Keutamaan I didapat dari tabel 6.2R = diambil dari Tabel 3 SNI 1726 sesuai sistem struktur yang akan

dipakaiWt = Total beban Gravitasi (D+L)

Perhitungan Berat Total BangunanDengan

menggunakan

program ETABS kita langsung dapat mengetahui berat total bangunan.

Adapun didapat Berat total akibat beban mati Σƒd

= 13400 kgSedangkan berat total akibat beban mati adalahӃl

= 8750 kgWtotal

= Σƒd

+

(0,3 x Σƒl)=7859,58 kg +

( 0,3 x 4407 kg)=9181.68 kg

•Gaya Geser Gempa Statik Arah X :

Disertai gaya gempa arah Y yaitu sebesar 30 % tegak lurus arah gaya gempa statik X.

Gaya Geser Gempa Statik Arah Y :

Disertai gaya gempa arah X yaitu sebesar 30 % tegak lurus arah gaya gempa statik Y.

VII.1 MATERIAL• Bahan baja ringan fy tidak diijinkan > 84 % fu• Bahan pengelasan haruslah memiliki kuat tarik minimun yang tidak

kurang dari material dasar yang akan dilas

VII.2 PROSES PENGERJAANDalam proses pengerjaan haruslah dipilih metode yang dapat meminimalisasi kerusakan yang dapat ditimbulkan selama pengerjaan. Adapun beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain :

• Dalam memotong material haruslah menggunakan alat yang telah ditentukan dan tidak merusak material baja. Jika terdapat lobang

ataupun hal-hal yang sekiranya dapat mempengaruhi kekuatan material yang akan digunakan, hendaknya di hilangkan terlebih dahulu dengan cara memotongnya.

• Dalam proses pembuatan lubang pada baja ringan hendaknya dengan cara di bor ataupun dengan cara ditekan dengan menggunakan alat yang telah disetujui.

• Saat akan digunakan hendaknya material baja tersebut dapat dengan mudah dikenali dengan cara memberi tanda. Tapi perlu diingat pemberian tanda tersebut tidak boleh merusak material.

• Semua baut, mur ataupun paku keling yang digunakan haruslah terlindungi dari korosi. Dalam penggunaannya semua baut, mur ataupun paku keling haruslah terpasang sesuai dengan rekomendasi pabrik.

• Daerah yang akan dilas hendaknya terbebas dari cairan,minyak, cat atapun benda yang dapat mempengaruhi kualitas las.

• Pada saat pengerjaan elemen konstruksi sementara hendaknya mampu

menahan beban yang ada. Dan pada saat dipindahkan tidak mempengaruhi kekuatan utama struktur.

• Selama proses pengerjaan material baja haruslah disimpan ditempat yang aman dan terlindungi dari hal-hal yang dapat merusak material baja.

VII.3 TOLERANSI

• Panjang dari profil baja yang digunakan tidak boleh menyimpang sebesar ±

3 mm dari yang telah ditentukan.

• Sudut dari elemen yang berdekatan tidak boleh menyimpang ±

1o

dari yang telah ditentukan.

• Kelurusan profil tidak boleh menyimpang sejauh ±

3 mm atau L/500 dari yang telah ditentukan.

• Posisi pada dasar kolom baja terhadap pondasi rigan tidak boleh menyimpang lebih dari 10 mm dari yang telah ditentukan

• Deviasi pada ujung-ujung kolom baja ringan terhadap kolom dibawahnya tidak boleh menyimpang lebih dari 5 mm atau L/600 dari yang telah ditentukan

VIII.1 KESIMPULAN

Setelah dilakukan uji numerikal dapat diketahui bahwa material baja ringan dapat digunakan sebagai kolom pada rumah sederhana tahan gempa. Tidak menutup kemungkinan dapat digunakan juga untuk elemen struktur lainnya pada rumah sederhana tahan gempa.

VIII.2 SARAN

Apa yang disampaikan dalam Tugas Besar ini barulah sebatas uji numerikal saja. Oleh karena itu untuk lebih menjamin kehandalan dari material baja ringan perlu diadakan uji laboratorium sehingga didapat hasil yang lebih akurat. Selain itu penyusun berharap agar studi-studi penggunaan material baru, lebih ditingkatkan terutama penggunaan

material baja ringan.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH