PERKUATAN STRUKTUR KOLOM DAN BALOK AKIBAT PERUBAHAN LAYOUT RUANGAN DENGAN METODE CFRP
(Studi Kasus : Pembangunan Masjid AS-shohabat Tembalang)
Danang Prastyo N S 1,*) , Ratih Prawesti 1) , Sugiharto 1) , Sukoyo 1)
1) Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. Soedarto SH, Tembalang Semarang 50275 Telepon (024) 76480569
*) Email : danangprastyoarpansa@gmail.com

## Abstract
This research was conducted to analyse the alternative which might be done to give solution for column structure reinforcement and bar in case of building room layout change. There were 4 methods which were presented for analysing column structure reinforcement and bar in this research. T he dimensions of the removed column were 25x40  cm  with  a  length  of  350  cm  and  the  reinforced  beams  were  25x40  cm  with span length of 800 cm. This research also showed the price which was gotten from various  methods  did  as  consideration  of  solution  chosen.  The  analysis  was conducted  by  using  SAP2000  application.  This  analysis  was  done  by  2  column removal without reinforcement which in the fact the structure is not powerful if there is  not  any  reinforcement  by  the  result  of  2  column  removal  so  that  for  safety anticipation,  it  is  better  if  reinforcement  is  implemented. The  first  method  is  the method with the elimination of 2 columns but without the reinforced structure, after SAP2000 analysis on the portal, obtained the maximum moment that happened was 76,1 KN exceeding the permitted moments of 62 KN so that this will be dangerous to the  strength  of  the  structure,  therefore  for  security  anticipation  should  be  done reinforcement.  The  second  method  which  is  the  first  solution  is  the  method  of Jacketing Column & Beam obtained the result that the building was considered safe by enlarging the original beam dimensions 25x40 cm to 35x65 cm and the original columns  25x30  cm  to  40x40  cm.  It  is  also  supported  by  the  value  of  the  moments shown  not  exceeding  the  maximum  allowed  moments.  The  third  method  is  an alternative  to  the  second  retrofit  solution  by  providing  additional  structural elements  instead  of  the  existing  missing  columns,  but  with  this  method  it  will interfere with the aesthetic value of  the building,  since the new  element  beams are very  visible.  The  last  method  is  the  use  of  CFRP  (Carbon  Fiber  Reinforced Polymer), this method proved to be the most efficient way to overcome the structural reinforcement  problems  at  As-Shohabat  mosque  in  terms  of  processing  time,  labor cost,  and  sufficient  strength  to  replace  the  reinforcement  that  occurs  due  to  the reduction of the column that supports the block.
Kata kunci : strengthening column and beam, strengthening structure, CFRP

## PENDAHULUAN
Struktur bangunan yang telah direncanakan dengan baik dan dibangun,  terkadang  dalam  masa pembangunan  atau  saat  difungsikan
mempunyai  beberapa  permasalahan. Permasalahan  tersebut  dapat  berkaitan dengan  kegagalan  dan  kerusakan konstruksi  bangunan  akibat  kesalahan perencanaan,  pelaksanaan,  keluhan
ketidaknyamanan, perubahan
persyaratan  peraturan  bangunan,  atau disebabkan  oleh  pengalihan  fungsi bangunan dari yang telah direncanakan semula. Bahkan dalam proses pembangunan pun bisa terjadi perubahan  karena  perubahan  rencana tata ruang atau perubahan layout ruang sehingga memungkinkan untuk dilakukan  perubahan  guna  mencapai bangunan dengan fungsi yang diharapkan sesuai dengan rencana. Bangunan  masjid  adalah  salah satu bangunan penting dalam masyarakat,  bangunan  masjid  sangat diharapkan mampu menampung banyak  jamaah  dalam  melakukan ibadah.  Dalam  kasus  ini  adalah  salah satu  contoh  permasalahan  bangunan dengan alasan keluhan ketidak nyamanan  dan  alasan  efektifitas  ruang tampung  untuk  digunakan  secara maksimal. Akibat dari rencana perubahan  tersebut  harus  dilakukan perubahan struktur pada ruang tersebut karena  posisinya  yang  berakibat  tidak efektifnya  ruang  yang  direncanakan dapat maksimal menampung jamaah.
Namun demikian, sebelum memutuskan  upaya  perkuatan  struktur ini  dilakukan,  diperlukan  kajian  yang mendalam  dan  pengujian  lapangan yang teliti, karena akan sangat menentukan  apakah  upaya  tersebut masih  memungkinkan  untuk  bangunan itu  dan  upaya  perkuatan  apa  yang selanjutnya  akan  dilakukan  untuk kasus tersebut.
Kegagalan dan kerusakan
struktur  bangunan  dalam  skala  yang masih dapat ditoleransi dapat
dilakukan  upaya  perbaikan  struktur, yaitu  usaha  untuk  mengembalikan fungsi struktur seperti semula. Sedangkan perkuatan struktur merupakan  usaha  untuk  meningkatkan kinerja  struktur  yang  sudah  ada,
memberikan elemen baru atau perkuatan, dan bila mungkin menghilangkan  bagian  struktur  yang tidak diperlukan.
Perubahan  layout  ruangan  bisa terjadi  tidak  hanya  di  bagian  struktur, tetapi  untuk  kasus  perubahan  layout ruangan  yang  bermasalah  pada  letak strukturnya dan berakibat pada ketidak amanan struktur yang langsung terhubung  terhadapnya,  maka  harus dilakukan perkuatan  yang praktis, kuat dan memerlukan waktu yang cepat.
Pada bangunan masjid As- Shohabat  terdapar  permaslahan  pada lantai  2  masjid  yang  kolom  pada ruangan  tersebut  menyebabkan  tidak maksimal  untuk  menampung  jumlah jamaah, untuk itu dilakukan pemotongan pada struktur kolom lantai 2  tersebut.  Akibat  dari  pemotongan kolom  pada  lantai  2  akan  berakibat pada  struktur  yang  berada  diatasnya, untuk  itu  dilakukan  perkuatan  struktur pada balok lantai 2 dengan penggunaan CFRP.  Digunakanya  CFRP  adalah solusi  tercepat  dan  efisien  dalam  hal ini sebagai perkuatan untuk balok yang penahanya
dihilangkan guna mendapatkan  tujuan  perubahan layout ruangan yang diinginkan.
Penelitian  yang  dilakukan  oleh Toefany  (2015),  menganalisis  beton bertulang  dapat  mengalami  kegagalan fungsi  dimana  struktur  tersebut  tidak mampu  lagi  menahan  beban  yang
bekerja  disebabkan  karena  adanya kerusakan pada beton sehingga diperlukan  adanya  sistem  perkuatan pada beton tersebut. Concrete Jacketing adalah  salah  satu  sistem perkuatan atau perbaikan beton dengan cara menyelimuti beton yang telah ada dengan  beton  tambahan.  Selain  itu penelitian juga dilakukan oleh Helmholtzstrasse  (2012),  menganalisa penggunaan Carbon  Fiber  Reinforced Polymer sebagai  penambah  kekuatan struktur yang efisien dan high perfomance sebagai perkuatan. Penggunaan  CFRP  untuk  konstruksi beton expose adalah solusi tepat untuk estetika  dan  mendapatkan  struktur yang kuat serta efisien waktu. Penelitian  tentang CFRP ini juga telah dilakukan  oleh  Charter  dan  Barus (2014),  melakukan  analisis  terhadap pemasangan  CFRP  pada  kolom  yang berbentuk  persegi  dan  kolom  yang berbentuk  bulat.  Dalam  penelitian  ini mereka
memberikan variasi pembebanan axial pada kolom struktur yang  di  analisis.  Dari  hasil  analisis diperoleh  bahwa  peningkatan  kuat tekan  setelah  dilapisi  dengan  CFRP pada  kolom  bulat  adalah  sebesar 46,05% sementara pada  kolom persegi meningkat  sebesar  31,4%.  Dan  pada pembebanan  sentris  pada  kolom  hasil eksperimen diperoleh peningkatan kapasitas  aksial  sebesar  73,26%  pada kolom bulat, dan peningkatan kapasitas aksial  sebesar  67,42%  pada  kolom persegi.
Persamaan  dengan  penelitian yang  dilakukan  oleh  Toefany  (2015)
yaitu mengkaji tentang Concrete
Jacketing pada  struktur.  Persamaan
dengan  penelitian  yang  dilakukan  oleh Helmholtzstrasse (2012) adalah menganalisis penggunaan CFRP dalam perkuatan struktur. Persamaan penelitian yang dilakukan oleh Charter dan  Barus  (2014)  adalah  penggunaan CFRP untuk perkuatan struktur sedangkan perbedaan dengan
penelitian  kami  adalah  kali  tidak menggunakan  variasi  beban  axial  dan kolom  yang  kami  perkuat  hanya berbentuk persegi.

## METODE PENELITIAN Pengambilan Data
Penelitian  dilakukan  di  masjid  objek skripsi  ini,  yaitu  masjid  As-Shohabat Semarang.  Alamat  terletak  di  Jalan
Banjarsari Selatan,
Tembalang,
Semarang.  Dilapangan  mencari  data  – data  yang  diperlukan  seperti  denah bangunan,  mutu  beton,  dan  tulangan yang dipakai dalam objek. Pelaksanaan penelitian  diawali  dengan  mempelajari denah  bangunan.  Melakukan  Hammer test  dilakukan  guna  menemukan  mutu beton  yang  dipakai  dalam  bangunan objek.

## Analisis Data
Pada penelitian ini kami menggunakan program SAP2000 untuk menganalisis. Analisis  SAP2000  pertama  kali  degan metoode pertama yaitu metode penghilangan  2  kolom  pada  lantai  2 dan tidak memberi tambahan perkuatan  apapun,  hanya  kolom  dan balok  existing  saja  yang  tersisa.  Lalu untuk  melihat  kekuatan  pada  metode ke dua dengan SAP2000 guna membandingkan dengan kekuatan bangunan existing dengan cara
menambahan  dimensi  pada  kolom  dan balok.  Pada  metode  ketiga  setelah kolom  dan  balok  existing  untuk menjadi  pembanding  pada  metode ketiga  ini  diberikan  tambahan  elemen struktur  berupa  kolom  yang  berfungsi sebagai  angkur  yang  berguna  untuk memperpendek  bentang  balok.  Lalu metode  terakhir  yang  keempat  adalah dengan  menggunakan  pelat  carbon sebagai  perkuatan  struktur  dalam keadaan exisitng.

## Pengujian
Untuk  mendapatkan  hasil  efisiensi biaya  di  tiap  metode  pada  penelitian ini,  maka  harus  dilakukan  analisis efisiensi biaya yang akan membuktikan  anggaran  yang  paling efisien  dari  semua  metode.  Cara membandingkan biaya dilakukan dengan  cara  membrackdown  semua pekerjaan untuk setiap metode. Dimulai  dari  diketahui  pekerjaan  yang akan  dilakukan  sehingga  volume pekerjaan  didapatkan.  Lalu  melakukan analisis  kebutuhan  bahan  dan  alat. Setelah itu, dilakukan analisis lamanya waktu pekerjaan yang akan menghasilkan kebutuhan jumlah
tenaga  kerja,  dari  analisis  ini  akan didapatkan  perbandingan  harga  setiap metode  sehingga  akan  merujuk  pada satu  metode  yang  memiliki  efisiensi harga yang membuktikan dugaan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  penelitian  ini  ada  4  alternatif yang  disajikan,  yang  pertama  yaitu alternatif  tanpa  perkuatan,  perkuatan dengan  metode  jacketing  kolom  dan
balok, perkuatan dengan metode penambahan struktur elemen, dan yang terakhir yaitu perkuatan dengan metode  penambahan  CFRP.  Pada penelitian  ini  dengan  memperhatikan faktor  kekuatan  dan  biaya  diperoleh hasil  yang  paling  kuat  dan  paling sedikit biaya  nya yaitu  metode penambahan CFRP.
Penulangan dengan metode penambahan  CFRP  yaitu  penulangan yang  sudah  dihilangkan  kolomnya  dan diberi perkuatan struktur dengan
manambahkan  CFRP  pada  balok ataupun  kolom.  Pada  metode  ini menggunakan portal yang sama dengan portal metode tanpa perkuatan. Pada gambar 1 di bawah adalah jumlah tulangan  dan  perletakannya  yang berada  di  lapangan.  Pada  gambar  1 pada balok bagian atas dan bawah pada bagian  tumpuan  terpasang  3  tulangan dengan  diameter  13mm.  Kemudian pada  balok  tengah  bagian  atas  pada bidang  tarik  terpasang  3  tulangan  dan pada bidang tekan terpasang 5 tulangan, sedangkan pada balok bagian bawah  bidang  tarik  terpasang  5 tulangan dan bidang tekan terpasang 3 tulangan.
Selanjutnya  pada  kedua  kolom terpasang  8  tulangan  dengan  diameter 13  mm.  Proses  selanjutnya  yaitu menganalisa  data  existing  yang  ada dilapangan  kemudian  dianalisa  dengan menggunakan SAP 2000. Pada gambar 2  adalah  penulangan  yang  dibutuhkan setelah dianalisa dengan menggunakan progam SAP.
Gambar 1. Jumlah tulangan dan perletakannya
Gambar 2. Penulangan yang dibutuhkan setelah dianalisa dengan SAP
Pada  gambar  2  tersebut  dapat  dilihat jumlah  tulangan  yang  dibutuhkan. Setelah  melihat  analisa  dari  progam
SAP 2000 tersebut dengan penghilangan 2 kolom dan dibandingkan dengan kondisi
dilapangan  didapatkan  hasil  bahwa perencanaan  tidak  aman.  Hal  itu dikarenakan  pada  tulangan  tumpuan, jumlah tulangan  yang terpasang belum memenuhi  atau  kurang,  maka  dari  itu perlu  dilakuakan  penambahan  CFRP
( Carbon  Fiber  Reinforced  Polymer ). CFRP  ini  nantinya  diharapkan  bisa menggantikan  kekurangan  tulangan yang  terjadi  pada  balok  ataupun kolom.  Pada  daerah  tumpuan  tersebut terdapat  gaya  tarik  yaitu  momen  yang sangat besar, momen tersebut mencapai  76,14  KN  sehingga  tidak mampu  menahan  momen  yang  ada. Maka  dari  itu  pada  tumpuan  balok perlu untuk diberikan perkuatan
K 25/30 K 25/30
struktur  dengan  penambahan  bahan CFRP ini.
Terdapat  6  tulangan  dengan diameter  13mm  yang  dibutuhkan, tetapi  dilapangan  hanya  terpasang  3 tulangan, maka dari itu masih membutuhkan  3  tulangan  lagi  agar memenuhi syarat dan aman.
Perhitungan kekuatan tulangan sebagai berikut :
Menurut  Jimmy  Carter  Tarigan  dalam jurnal ilmiah, menggunakan: Fy Tulangan = 400 Mpa, Fc’ CFRP = 4900 Mpa Menurut J. Thambah Sembiring (2010, 34)  untuk  mencari  kekuatan  tulangan masing-masing digunakan cara sebagai berikut:
3 x As Ø13 x Fy = Fc’ x Luas CFRP 3 x ¼ x П x 13² x 400 = 4900 x Luas CFRP
159.198 = 4900 x Luas CFRP
Luas CFRP = 159.198 mm² Mpa/ 4900 Mpa Luas CFRP = 32,489 mm² Mencari panjang kebutuhan CFRP : Diketahui tebal CFRP = 0,15 mm Jadi Panjang = 32,489 / 0,15 mm =  216,593  mm  =  21,66 cm
Panjang  bentang  tulangan  tumpuan yaitu 2 x 180 cm. Gambar 3  di  bawah adalah potongan melintang balok  yang akan  diberikan  penambahan  CFRP. Pada  gambar  3  tersebut,  balok  yang digunakan  yaitu  ukuran  250x300mm dan penempatan CFRP diletakan diatas permukaan  balok  dengan  ukuran  lebar CFRP  nya  yaitu  220mm  dengan ketebalan 0,15mm. Selanjutnya penempatan  CFRP  pada  potongan memanjang  balok  dapat  dilihat  di gambar 4 di bawah.
Pada  gambar  4  ini  dapat  dilihat perletakan  dari  CFRP  nya  yaitu  diatas permukaan  balok  dengan  panjang 1800mm yang dipasang dari tepi balok yaitu daerah tumpuan balok.
Lapisan CFRP Lapisan CFRP Gambar 3 Potongan Melintang Balok Balok Gambar 4 Potongan Memanjang Balok
Balok

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dan  analisa  yang didapat  dengan  melakukan  analisa pada  objek  analisa  yaitu  bangunan masjid As – Shohabat yang mengalami perubahan  layout  ruangan,  secara umum dapat ditarik kesimpulan bahwa penggunaan  CFRP  dalam  mengatasi permasalahan perkuatan struktur untuk masjid As-Shohabat karena kekurangan tulangan yang didapat dari hasil  analisis  SAP2000  mengahasilkan kekurangan  tulangan  terjadi  pada bagian atas balok yang bertemu dengan pelat  lantai  sehingga  penggunaan CFRP  untuk  perkuatan  adalah  pilihan solusi yang ideal karena dari perhitungan  biaya  penggunaan  CFRP lebih  ekonomis  dibandingkan  dengan menggunakan  metode  lainya  dalam permasalahan ini.

## UCAPKAN TERIMA KASIH
Tulisan  ini  diolah  dari  data  laporan skripsi  penulis  di  Program  Studi Teknik  Perawatan  Dan  Perbaikan
Gedung Jurusan Teknik Sipil Politeknik  Negeri  Semarang.  Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya  kepada  redaksi  dan reviewer jurnal ini yang telah memberikan koreksi dan masukan bagi penyempurnaan tulisan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Dipohusodo,  I.,  1994. Struktur  Beton Bertulang . Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.
Gurki,  J.Thambah  Sembiring.,  2010.
Beton  bertulang  (edisi  revisi) . Bandung: Rekayasa Sains.
Helmholtzstrasse.  2012.” Toward  A Durability Freamework For Structural Element And Structure Made  Of  Or  Strengthened  With High Performance Fiber Reinforced Composites ” SciVerse ScienceDirect (94-104) I. Christiawan , A. Triwiyono ,  dan H. Christady. 2008. “ Evaluasi Kinerja  Dan  Perkuatan  Struktur Gedung    Guna  Alih  Fungsi Bangunan (Studi Kasus : Perubahan  Fungsi  Ruang  Kelas
Menjadi  Ruang    Perpustakaan Pada  Lantai  II  Gedung  G Universitas  Semarang)”. Forum
Teknik Sipil No. XVIII/1-Januari (725-38) Ignatius C. 2011. ” Perkuatan (Strengthening)  Struktur  Kolom dengan  Metoda  Penambahan
Tulangan” .  Forum  Teknik  Sipil Vol.  16  No.  3  Periode  April (135-140)
Jenefer Toefani K, M.D. J. Sumajouw,
dan R. S.  Windah. 2015. “Evaluasi Kapasitas Kolom Beton  Bertulang Yang Diperkuat Dengan Metode Concrete Jacketing” .  Jurnal  Sipil  Statik Vol.3 No.3 Maret (167-174)
Tarigan  J.C  dan  Sanci  B.  2014.
“ Analisis  Perbandingan  Kolom
Beton Bertulang Berbentuk Bulat Dan  Persegi    Menggunakan
Carbon    Fiber  Wrap  Terhadap
Variasi Pembebanan Aksial
(Eksperimen)”. Forum  Teknik
Sipil  No.  XVIII/1-Januari  (1—
10)
Triwiyono,A.,  2006, Perbaikan  dan
Perkuatan  Struktur  Beton  Pasca
Gempa  dengan  FRP,  Makalah Seminar Perkembangan Standard dan Methodologi Konstruksi Tahan Gempa , Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia, Medan.