## KAJIAN KEKUATAN PADA STRUKTUR BALOK GRID PERSEGI

## Kusdiman Joko Priyanto

## Abstrak
Sistem struktur direncanakan sedemikian rupa agar struktur tersebut aman dan kuat saat menerima beban-beban  yang bekerja pada struktur tersebut, Beban yang bekerja pada sistem struktur adalah berat sendiri struktur, beban akibat hunian atau pemakaian struktur, pengaruh angin,  dan  semua  jenis  beban  yang  diasumsikan  bekerja  pada    suatu  struktur. Struktur bangunan direncanakan tidak hannya aman dan kuat namun harus dipertimbangkan terhadap efisiensi  biaya yang  diperlukan.  Agar  hal  tersebut  dapat  dicapai,  maka  pada  praktek perencanaan  struktur  harus  mempertimbangkan  jenis  struktur  dan  model  struktur  yang  akan diterapkan.
Sistem struktur grid terdiri dari elemen-elemen struktur satu dengan yang lainnya saling berkaitan dan berpotongan  saling  tegak  lurus  atau  berpotongan  saling  diagonal untuk membentuk satu kesatuan struktur yang saling memberikan perkuatan. Jenis struktur yang bisa diterapkan  adalah struktur balok  grid persegi,  dimana sistem  kerjanya  yang  mendekati kenyataan praktek dilapangan. Struktur grid dapat dipakai pada bentangan yang cukup lebar, dan bentuknya  dapat  dibuat  sesuai keinginan.  Struktur  grid  mempunyai  sifat  utama  mampu mendistribusi  beban  pada  kedua  arah  secara  seimbang dan mampu  mendistribusi  beban  dan gaya-gaya dalam seperti halnya momen secara merata pada kedua arah bentangan..
Pada  balok  dengan  ukuran  yang  sangat  pendek  dibandingkan  dengan  panjang bentangnya  mempunyai  kekuatan  dan  sifat  kekakuan  yang  sangat  kurang, sehingga    akan mengakibatkan adanya lendutan atau defleksi dari balok menjadi besar. Lendutan atau defleksi yang besar ini harus dicegah agar balok masih dapat berfungsi dan memberikan kenyamanan untuk berpijak bagi para penghuninya.
Kata Kunci : struktur balok grid persegi, distribusi beban, lendutan, kekakuan struktur

## 1. PENDAHULUAN
Struktur balok grid merupakan struktur yang terdiri dari balok-balok silang yang  berpotongan  saling  tegak  lurus  atau berpotongan  saling  diagonal. Balok  dengan ukuran  yang  sangat  pendek  dibandingkan dengan  panjang  bentangnya  mempunyai kekuatan  dan  sifat  kekakuan    yang  sangat kurang  sehingga  mengakibatkan  lendutan atau defleksi dari balok atau menjadi besar.
Lendutan  atau defleksi yang  besar  ini harus  dicegah  agar  balok  masih  dapat berfungsi  dan  memberikan  kenyamanan untuk  berpijak  bagi  para  penghuninya. Struktur  grid  dapat  dipakai  pada  bentangan
yang  cukup  lebar,  karena  bentuknya  dapat dibuat  sesuai keinginan.  Struktur grid mempunyai sifat utama mampu mendistribusi beban pada kedua arah secara seimbang
Suatu  sistem  struktur  terdiri  dari elemen-elemen struktur dimana satu dengan yang  lainnya  saling  terjadi  keterkaitan, untuk  membentuk  satu  kesatuan  struktur dan saling memberikan perkuatan. Pengaruh gaya  atau beban dari  luar  yang bekerja  pada  sistem  struktur  adalah  berat sendiri  struktur,  beban  akibat  hunian  atau pemakaian  struktur,  pengaruh  angin,  dan
semua  jenis  beban  yang  diasumsikan bekerja pada  suatu struktur.
Setiap  sistem  struktur  direncanakan tidak  hanya  sekedar  aman  atau  kuat  saat menahan  beban  dari  luar,  namun  harus mempertimbangkan faktor kenyamanan dan efisiensi  biaya.  Agar  hal  tersebut  dapat dicapai,  maka  pada  praktek  perencanaan struktur  harus  mempertimbangkan  jenis struktur  dan  model  struktur  yang  akan diterapkan.
Sistem struktur grid atau balok silang yang dipakai dalam pekerjaan struktur salah satunya  adalah struktur balok grid persegi, dimana sistem  kerjanya  yang  mendekati kenyataan praktek dilapangan. Sistem kerja dari  struktur grid mampu  mendistribusi beban  dan  momen  secara  merata  pada kedua arah bentangan.

## 2. RUMUSAN MASALAH
Perencanaan  mempunyaui  arti  yang penting pada saat kita akan merancang atau mengerjakan  sutau  bangunan.  Aspek  yang perlu  diperhatikan  dalam  perencanaan antara  lain  adalah  kekuatan,  keamanan, kenyamanan  dan  tingkat  efisiensi  yang dicapai.  Hal  ini  bisa  dilakukan  dengan pemilihan  model  struktur  yang  tepat  yaitu dengan struktur grid.
Struktur grid merupakan struktur yang terdiri dari balok-balok silang yang berpotongan  saling  tegak  lurus  atau berpotongan  saling  diagonal. Balok  dengan ukuran  yang  sangat  pendek  dibandingkan dengan  panjang  bentangnya  mempunyai kekuatan  dan  sifat  kekakuan    yang  sangat kurang  sehingga    akan  mengakibatkan lendutan  atau defleksi dari  balok  atau menjadi besar.
Lendutan  atau defleksi yang  besar  ini harus  dicegah  agar  balok  masih  dapat berfungsi  dan  memberikan  kenyamanan untuk  berpijak  bagi  para  penghuninya. Struktur  grid  dapat  dipakai  pada  bentangan yang  cukup  lebar,  karena  bentuknya  dapat
dibuat  sesuai keinginan.  Struktur grid mempunyai  sifat  utama yaitu mampu mendistribusi beban pada kedua arah secara seimbang.

## 3. BATASAN MASALAH
Batasan  masalah  yang  dibahas  dalam penelitian  ini  adalah  menganalisa  dan mengkaji besarnya gaya-gaya dalam seperti momen,  gaya  lintan dan lendutan  yang terjadi pada struktur balok grid persegi.

## 4. TINJAUAN PUSTAKA
Dari  segi  bentuk  dan  sistem  balok silang  yang  membentuk  segmen-segmen balok  dengan  sistem grid mempunyai kekuatan  jauh  lebih  besar  dibandingkan dengan balok biasa. Struktur grid didefinisikan sebagai struktur yang dibebani  dengan  beban  yang  tegak  lurus terhadap bidang dari struktur tersebut.
Dari  sifat  kaku  dan  kekuatannya, kelebihan struktur grid ini dapat mendukung  sistem  perancangan  yang menghendaki adanya variasi bentuk struktur  dengan  bentangan  yang  lebar  dan memberikan ruang yang lebih luas. Struktur grid merupakan  model  struktur  yang  ideal, karena  sistem  kerjanya  yang  mendekati kenyataan praktek dilapangan.
Beberapa  keuntungan  yang  dimiliki struktur grid adalah :
1. Mempunyai  kekakuan  dan  kekuatan yang  besar,  terutama  pada  bentangan yang  lebar  pada  arah  horisontal  pada portal bangunannya.
2. Mampu mendistribusi beban dan momen secara merata pada kedua arah bentangan 3. Pada  struktur  grid  jumlah  kolom  dapat dikurangi,  sehingga  dapat  memberikan ruang yang lebih luas.
4. Mempunyai bentuk yang seragam, dengan  berbagai  macam  variasi  sesuai yang  diinginkan,  sifat  fleksibilitas  ruang
yang  cukup  tinggi  dan  sederhana  sehingga lebih  luwes  dalam  mengikuti  pembagian panel-panel eksterior dan interiornya.
Metode elemen hingga merupakan salah satu  pendekatan  untuk  memperoleh  solusi numerik yang praktis. Konsep dasar metode ini adalah bahwa struktur kontinu dapat
dimodelisasi secara diskritisasi menjadi struktur diskrit.
Metode  elemen  hingga  membutuhkan penyususnan relasi dalam bentuk matriks yang menghubungkan  gaya  nodal  dengan  peralihan nodal.  Gaya  disini  termasuk  gaya  normal, transversal  dan  momen.  Sedangkan  peralihan disini  termasuk  translasi  dan  rotasi.  Hubungan dapat  diperoleh  dengan mudah  untuk  elemen lurus berpenampang seragam (batang prismatis)  yang  penyelesaiannya  memberikan solusi eksak pada semua titik nodal. Sementara pada balok non-prismatis solusi yang diperoleh dengan  metode  ini  adalah  solusi  pendekatan. Metode elemen hingga dapat  diaplikasikan pada  tipe  struktur  solid  kontinu  seperti  pelat, cangkang  dan  berbagai  problem  teknik  sipil lainnya.
5. METODOLOGI PENELITIAN
Pemodelan  struktur  dilakukan  dengan memodelkan  struktur  rangka  yang  terdiri  dari beban  merata  pelat  yang  menumpu diatas balok-balok  silang  atau  struktur  grid  yang selanjutnya  beban  struktur  grid  tersebut menumpu diatas kolom.
Besarnya  ukuran  balok  untuk  pada masing-masing  struktur  grid  dibuat  berbeda- beda  dengan  tujuan  untuk  mendapatkan volume beton yang sama.
b
Analisa  struktur  dilakukan  setelah semua pemodelan struktur selesai dikerjakan,  termasuk menentukan beban- beban kombinasi yang bekerja pada struktur tersebut.  Beban  yang  bekerja  pada  struktur grid tersebut terdiri dari beban mati (D) dan beban  hidup  (L).  Beban  mati  yang dimaksud  adalah  berat  sendiri  pelat  dan berat  sendiri  balok  sedangkan  beban  hidup berupa beban  merata  yang  telah  ditentukan besarnya yaitu sebesar 150 kg/m2.
Pembebanan  dilakukan  dengan  cara memberikan  pengaruh  beban  dari  beban hidup  (L),  beban  mati  (D)  atau  beban kombinasi (1.2D+1.6L). Selanjutnya dilakukan  dengan  meningkatkan  beban sampai  didapatkan  batas  lendutan  yang disyaratkan/diijinkan yaitu sebesar 2.50 cm. Batasan lendutan yang disyaratkan mengacu pada SK SNI T-15- 1991-03 tabel 3.2.5(b)  tentang  besarnya  lendutan  ijin maximum yang disyaratkan pada konstruksi beton.  Besarnya lendutan yang disyaratkan adalah :
∆ = 480
L = 480 1200 = 2.50 cm dimana :
∆ : lendutan L : bentangan balok
6. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dan  pembahasan  dari  ketiga jenis struktur grid berupa besarnya kekuatan,  gaya-gaya  dalam  (momen,  gaya geser,  torsi),  lendutan  dan  besarnya  tingkat
12 m
Gambar 1. Denah Balok Grid Persegi
Pelat Balok Kolom
Gambar 2. Model Pembebanan Balok Grid Persegi
efisiensi  yang  dicapai  pada  struktur tersebut.
Besarnya  kekuatan  struktur  dapat dilihat  dari  hasil  lendutan  maximum  yang terjadi  ditengah bentang dari bidang struktur akibat  dari kombinasi  beban  mati atau  berat  sendiri  konstruksi  dan  beban hidup yang besarnya ditentukan sebesar 150 kg/m2, sedangkan  besarnya  gaya-gaya dalam  maximum  momen,  geser  ditinjau pada  elemen  struktur  yang  mengalami kondisi gaya-gaya dalam paling besar.
7. Kesimpulan
Dengan  melihat  hasil  pembahasan pada struktur balok grid  tersebut,  maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
a. Dengan  meningkatnya  kombinasi  beban maka  besarnya  lendutan,  gaya  momen dan geser mengalami peningkatan sesuai dengan besarnya peningkatan beban.
b. Kombinasi  beban  1.2D+1.6L  lendutan yang  dihasilkan  sebesar  1.952  cm  lebih kecil  dari  lendutan  yang  disyaratkan yaitu sebesar 2.50 cm
8. Saran
Dari beberapa hasil kesimpulan tersebut,  maka  dalam  mendisain  struktur disarankan sebagai berikut:
a. Dalam  mendisain  struktur  bangunan sebaiknya  jenis  struktur  dimodelkan sebagai  struktur  grid,  dimana  antara balok  induk  dan  balok  anak  dimodelkan untuk  memikul  atau  menahan  beban secara  bersama-sama.  Dengan  demikian struktur grid tersebut mampu mendistribusi  beban  dan  momen  secara merata  pada  kedua  arah  bentangan, sehingga  memberikan  kekakuan  yang lebih besar.
b. Dari hasil perhitungan apabila
didapatkan  lendutan  yang  jauh  lebih kecil  dari  lendutan  yang  disyaratkan, maka  demensi  balok  perlu  dikecilkan terutama  tingginya,  agar  diperoleh  hasil perencanaan yang efisien.
Tabel.1 : Gaya dalam dan lendutan struktur balok
grid persegi akibat kombinasi beban No. Kombinasi Beban Lendutan Momen Geser 1 1L 0,243 5,467 2,610 2 1D 1,303 30,815 15,239 3 1.2D+1.6L 1,952 45,724 22,464 4 1.2D+1.8L 2,000 46,818 22,986 5 1.2D+2.0L 2,049 47,911 23,508 6 1.2D+2.2L 2,097 49,005 24,030 7 1.2D+2.4L 2,146 50,098 24,552 8 1.2D+2.6L 2,194 51,191 25,074 9 1.2D+2.8L 2,243 52,285 25,597 10 1.2D+3.0L 2,291 53,378 26,119 Grafik.1 : Hubungan kombinasi beban dengan lendutan, momen dan geser

## 9. DAFTAR PUSTAKA
Nawy,  E.  G.,  Alih  bahasa  :  Bambang Suryoatmono, “ Beton  Bertulang
Suatu  Pendekatan  Dasar ,” Refika Aditama, Bandung, 1998. W.C.Vis  &  Gideon  H  Kusuma, “ Dasar- Dasar  Perencanaan Beton  Ber- tulang ,” Erlangga Jakarta, 1993. Departemen  Pekerjaan  Umum, “ Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung ,” SK SNI T-15- 1991-03,1992. Rancangan  Standar  Nasional  Indonesia (RSNI), “ Tatacara  Perencanaan Struktur  Beton  Untuk  Bangunan Gedung ,” Badan  Standar  Nasional (BSN) 2003.
Benny  Puspantoro, “ Teori  dan  Analisis Balok Grid ,” Andi Offset, Yogyakarta, 1993 Handi Pramono, “ Desain Konstruksi dengan Structure Analysis Programe  (SAP  2000) ,” Andi Offset, Yogyakarta, 2007.
Irwan  Katili, “ Metode  Elemen  Hingga Untuk  Skeletal ,” Raja  Grafindo Persada, Jakarta, 2008. Bambang  Suhendro, “ Metode  Elemen Hingga ,” Jurusan Teknik Sipil Fak. Teknik    Universita  Gajah  Mada, Jogjakarta, 1984.
Biodata Penulis : Kusdiman Joko Priyanto , S1-Struktur FTSP UTP (1996) S2-Struktur MTS UNDIP (2009)
.