Wijaya, U (2019) Petunjuk Dasar Pemeriksaan Bangunan Existing Metode Non-Destructive Test: Studi Kasus Bangunan Industrial Struktur Baja. Buletin Profesi Insinyur 2(2) 063-068

## Petunjuk Dasar Pemeriksaan Bangunan Existing Metode Non-Destructive Test: Studi Kasus Bangunan Industrial Struktur Baja
Beberapa  peraturan  di  negara  maju  mensyaratkan perlunya  pemeriksaan  bangunan  existing  tiap  kali adanya  update  peraturan  baru.  Di-Indonesia  sendiri belum  ada  peraturan  yang  mengatur  perlunya pemeriksaan  bangunan  setiap  ada  update  peraturan, namun  belakangan  Kementerian  Pekerjaan  Umum dan  Perumahan  Rakyat  (PUPR)  menginstruksikan untuk  menerbitkan  sertifikat  laik  fungsi  bangunan (SLF) setiap 5 tahun dimana salah satu persyaratannya mensyaratkan pemeriksaan bangunan existing. Umumnya  alasan  dilakukan  pemeriksaan  bangunan existing  karena  adanya  update  peraturan,  umur bangunan, perubahan fungsi bangunan, dan kerusakan  akibat  gempa.  Pada  Studi  kasus  ini bangunan industri dibangun tahun 1990, akibat update peraturan dan umur bangunan, maka bangunan akan di periksa dengan metode non-destructive test (NDT) menggunakan  Brinell  Hardness  Test  dan  Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) Test. Metode NDT dipilih karena tidak  mengganggu  operasional  bangunan.  Dari  hasil pengujian NDT dan analisis struktur berdasarkan data aktual  dilapangan  menunjukan  beberapa  struktur tidak  memenuhi  kriteria  desain  dengan  peraturan terbaru  AISC  360-16  dan  perlu  retrofit  untuk  kondisi yang tidak memenuhi kriteria desain.
Kata kunci : Assessment, NDT Test, ASD, LRFD
Diajukan: 13 September 2019 Direvisi: 14 September 2019 Diterima: 25 September 2019 Dipublikasikan online:1 Oktober 2019

## Usman Wijaya
Dosen  Teknik  Sipil,  Universitas  Kristen  Krida  Wacana,  Jl.. Tanjung  Duren  Raya  No.4,  Jakarta  11470.  Direktur,  PT Deltakoni, Metland Tambun A2 No. 41, Bekasi 17510

##  usman.wijaya@ukrida.ac.id

## Pendahuluan
Dewasa  ini  proyek  pembangunan  masif  dilakukan diseluruh  pelosok  nusantara.  Pembangunan  dari bangunan  gedung  bertingkat  seperti  mall,  hotel, apartemen  gedung  perkantoran,  sampai  bangunan industri banyak dilakukan. Dengan kondisi perekonomian yang meningkat sejalan dengan kegiatan membangun  negeri,  kebutuhan  akan  suatu  hunian sebagai  pusat  aktivitas,  pusat  bisnis  dan  pusat pemerintahan  tidak  dapat  dihindarkan  lagi.  Namun dalam beberapa kondisi kegiatan membangun tersebut tidak dapat dilakukan dengan beberapa pertimbangan, diantaranya bangunan warisan cagar budaya, bangunan bersejarah,  bangunan  yang  penting  yang  masih digunakan,  yang  akan  menggangu  kegiatan  sehari-hari apabila dilakukan kegiatan konstruksi. Dengan kebutuhan  akan  perubahan  fungsi  bangunan  akibat perekonomian  meningkat  namun  bangunan  existing tidak  boleh  berhenti  digunakan  akibat  kegiatan konstruksi  yang  masif,  maka  pemeriksaan  bangunan dibutuhkan.  Pemeriksaan  bangunan  bertujuan  untuk melakukan  pemeriksaan secara  menyeluruh  bangunan existing apakah masih memenuhi kriteria desain apabila dilakukan  sebagian  perubahan,  misalnya  perubahan fungsi ruangan, penambahan beban lain-lain.
Jika  merujuk  pada  konstruksi  baja  negara  maju seperti  Amerika  Serikat,  secara  teratur  mereka memperbarui  teknologi  perencanaan  yang  dikukung
dengan  adanya  riset  pada  bagian  tersebut.  Sejak  ASD edisi  pertama  keluar  pada  tahun  1927,  America Institute of Steel Construkction terus melakukan upaya peningkatan  mutu  perencanaan  sampai  dengan  bulan juni  2019  lalu  telah  terbit  AISC  360-16.  Dari  metode yang  paling  popular  dikalangan  praktisi  aitu  metode ASD hingga metode yang relative baru ditemukan yaitu LRFD yang mampu untuk memberikan keamanan yang lebih  andal  dengan  cara  yang  efisien  sehingga  disebut sebagai  cara  batas.  Beberapa  kemungkinan  terkait dengan  bangunan  dapat  di  perhitungan  pada  metode LRFD seperti penampang  plastis (Mp) atau juga secara kekuatan  material  yang  ada  pada  sambungan  yang memperngaruhi  daktilitas  struktur  tersebut.  Dapat dikatakan  bahwa  metode  perhitungan  secara  LRFD lebih  mendekati  dengan  kondisi  aktial  dari  profil  yang ditinjau  tersebut  yang  pada  metode  ASD  hanya  dapat mencakup  tegangan  leleh  dan  tegangan  kritis  saja. (Dewobroto, 2015a).
Untuk mendapatkan parameter penunjang dalam melakukan perhitungan kapasitas perlu untuk dilakukan pemeriksaan  terhadap  mutu  elemen  structural  yang ada.  Dalam  beton  untuk  mendapatkan  mutu  beton aktual dapat dilakukan dengan cara test destruktif yang mempunyai  sifat  merusak  terhadap  bagian  yang  ingin diperiksa. Sebagai alternative dapat juga dilakukan test non-destruktif  yang  memiliki  sifat  tidak  merusak (Jayakumar dan Thavasimuthu, 2007).
Pada  penelitian  ini,  studi  kasus  kebutuhan pemeriksaan  bangunan  existing  lebih  disebabkan karena umur bangunan dan update peraturan terbaru, sehingga analisis struktur bangunan industri yang telah dibangun  pada  20  tahun  silam  dengan  menggunakan beberapa  metode  disain  yang  ada  perlu  di  kaji  ulang dengan  peraturan  yang  terbaru.  Bangunan  yang  akan dikaji  ulang  berlokasi  di  daerah  Tangerang,  dengan jumlah lantai satu dan memiliki Panjang 42 meter, lebar 46-meter  dan  tinggi  8.8  meter  (Gambar  1).  Struktur existing  didesain  dengan  sistem  rangka  momen  yang difungsikan sebagai bangunan industri. Beban imposed 1000  kg/m2  pada  bagian  lantai  dasar  dan  400  kg/m2 pada  bagian  lantai  mezzanine.  Data  mutu  baja  akan didapatkan  dengan  Brinell  Test,  data  mutu  beton pedestal beton akan didapatkan melalui UPV test.

## Metode

## Metode Kerja Ultrasonic Pulse Velocity (UPV)
Direct  transmission,  semi-direct  transmission  dan indirect  transmission  adalah  tiga  metode  pengujian ultrasonic pulse velocity seperti terlihat pada Gambar 2. Metode  direct  transmission  direkomendasikan  untuk dilakukan  dalam  menambil  data  karena  dapat mengambilan data dengan keandalan yang baik. Tetapi metode ini  sering  terkendala dengan praktek dilapangan.  Jika  untuk  melakukan  direct  transmission tidak  memungkin  kan  untuk  dilakukan  maka  bisa digunaka metode lainnya seperti semi-direct transmission dan indirect transmission. Metode indirect transmission  meiliki  hasil  yang  kurang  andal  sehingga dalam  pembacaanya  perlu  untuk  diberikan  koefisien reduksi.  Dalam setiap  pengujian  permukaan  area yang ingin diuji dioleskan gel ultrasonic terlebih dahulu. Tipe dan  ukuran  aggregate,  usia  beton,  kelembaban  udara pada  proses  perawatan  dapat  memberikan  pengaruh pada proses pengujian UPV (Sbartaï dkk, 2012).
Gambar 1 . Pekerjaan UPV test
Gambar 2 . Alur Kerja UPV Test

## Metode Brinell Hardness Hardness Test
Brinell hardness test ditemukan oleh J.A Brinell pada tahun 1900 dan kemudian disusun kembali pada tahun 1987 oleh dieter. Metode ini merupakan upaya untuk mengetahui sifat dari  suatu  material  yang  disukai  karena  caranya  yang sederhana dan tidak merusak.
Bola  besi  berdiameter  10  mm,  5  mm,  2.5  mm dan  1 mm  digunakan  sebagain  indenter  pada  metode  ini  sesuai dengan  standar  internasional  yang  berlaku.  Bola  besi tersebut kemudian diberikan gaya tekan 1 – 3000 kgf yang kemudian  dibagi  dengan  luas  permukaan  indentasi  residu pada  specimen  tersebut  untuk  mendapatkan  hasil  test. Terori  yang  digunakan  dalam  menghitung  luas  permukaan indentasi  bola  residu  yaitu  dengan  rata  rata  dari  kedua diagonal yang tegak lurus (d 1 dan d 2 ) (Gambar 3).
Nilai Brinell Hardness (HBW) dapat di rumuskan sebagai berikut:
0.102 (1)
Nilai  rata  rata  terhadap  diameter  indentasi  ditampilkan dengan nilai d  yang  pada prakteknya perhitnugan  tersebut tidak digunakan pada setiap pengujian. Nilai dari pengujian Brinell  Harness  dapat  didapatkan  melalui  software  yang telah deprogram  khusus  ataupun  dibaca  melalu tabel  yang sudah  tersedia. .  Pengujian  Brinell  Hardness  Test terlihat pada Gambar 4.
Gambar 3 . Brinell Hardness Test
Gambar 4 . Pengujian Brinell Hardness Test (Sumber: dok. PT Deltakoni)

## Hasil dan Analisa
Bangunan  yang  diperiksa  adalah  bangunan  existing  yang telah dibangun sejak 1990, didesain berdasarkan peraturan desain  yang  berlaku  saat  itu.  Karena  bangunan  sudah berumur  lebih  dari  25  tahun  dan  sudah  berkali-kali mengalami  pergantian  peraturan,  maka  bangunan  ini diperiksa  ulang  dengan  peraturan  yang  terbaru.  Layout denah  lantai  dasar,  mezzanine,  potongan  portal  bangunan terlihat pada Gambar 5-8.
Gambar 5. Denah Struktur

## Gambar 6. Denah Lantai Mezzanine
Pengumpulan  data  lapangan  aktual  terpasang dilakukan  sebelum  analisis  perhitungan  dimulai.  Pertama- tama  mempelajari  sistem  struktur  yang  terpasang  dan melakukan pekerjaan penggambaran ulang struktur dengan cara  investigasi  visual  dan  mendata  dan  mengukur  profil yang  terpasang  dilapangan  dan  kemudian  membuat  layout memverifikasi  layout  dari  gambar  as-built.  Profil  baja kemudian  di  ukur  menggunakan  meteran  digital  untuk memperoleh  dimensi  aktual  untuk  kemudian  ditampilkan pada  seperti  Gambar  5  sampai  dengan  Gambar  8.  Hasil pengumpulan data dapat dilihat pada Tabel 1.

## Hasil UPV Test Mutu Beton Kolom Pedestal
Pengumpulan  properties dimulai dari  mutu  beton existing, beberapa  titik  kolom  beton  (pedestal)  diuji  dengan menggunakan  alat  UPV. Hasil  pengujian dapat  dilihat  pada Tabel 2. Pengujian NDT yang dipakai adalah pengujian direct transmission dengan jarak transducer  20  cm menghasilkan gelombang suara ke dalam beton dan mengukur waktu yang diperlukan  suara  untuk  melakukan  perjalanan  dari probe pemancar ke probe penerima melalui permukaan beton.
Tabel 1 . Hasil Investigasi Visual Profil Baja No  Kode Ukuran Profil Keterangan 1 K1 H 250X250X9X14 Kolom 2 K2 H 300X300X10X15 Kolom 3 K3 H 200X200X8X12 Kolom
4 B1 WF 400X200X8X13 Balok & Rafter 5 B2 WF 350X175X7X11 Balok
6 B3 WF 300X150X6.5X9 Balok
Tabel 2. Hasil UPV Test
Lokasi Elemen Struktur
Compressive Strength (kg/cm 2 ) 8C Kolom Pedestal 278.6 8B Kolom Pedestal 321.8 5B Kolom Pedestal 320.32 18B Kolom Pedestal 321.62 3i Kolom Pedestal 356.98 1i Kolom Pedestal 392.7 1B Kolom Pedestal 255.66 1A Kolom Pedestal 298.64 3A Kolom Pedestal 315.32 6A Kolom Pedestal 293.82
Tabel 2. Hasil UPV Test (Lanjutan)
Lokasi Elemen Struktur
Compressive
Strength (kg/cm 2 ) 8A Kolom Pedestal 304.64 1iii Kolom Pedestal 281.26 4C Kolom Pedestal 351.82 7B Kolom Pedestal 324.92 4A Kolom Pedestal 310.14 2iv Kolom Pedestal 287.98 5C Kolom Pedestal 332.66 2C Kolom Pedestal 353.14 7A Kolom Pedestal 358.84 3iii Kolom Pedestal 343.24
Dari hasil pengujian UPV sebanyak 20 sampel nilai rata rata  mutu  beton  adalah  320.2  kg/cm 2 .  Dari  hasil pengujian  mutu  beton  terlihat  mutu  beton  existing tidak mengalami banyak penurunan meskipun bangunan sudah berfungsi lebih dari  20 tahun dimana mutu  beton  rencana  pada  gambar  as-built  adalah  350 kg/cm 2 .

## Hasil Brinell Hardness Test
Pengumpulan data mutu baja dilakukan dengan menggunakan metode Brinell hardness test, hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 3.
Gambar 7. Potongan Struktur As 1-3
Gambar 8. Potongan Struktur As 4-8
Tabel 3. Hasil Brinell Hardness Test Pada Kolom
No Element Tensile Strength (MPa) 1 Kolom 145.34 2 Kolom 263.92 3 Kolom 199.88 4 Kolom 153.86 5 Kolom 315.12 6 Kolom 154.52 7 Kolom 192.06 8 Kolom 168.72 Tabel 4. Hasil Brinell Hardness Test Pada Rafter No Element Tensile Strength (MPa) 9 Rafter 203.58 10 Rafter 274.36 11 Rafter 137.48 12 Rafter 311.52 13 Rafter 181.82 14 Rafter 186.54 15 Rafter 254.9 16 Rafter 226.42
Dari hasil tes diperoleh nilai rata rata kolom baja adalah 199.2 MPa sedangkan pada bagian rafter adalah 222.1 MPa.

## Analisis Struktur
Data-data geometri  properties  dan  mutu  penampang  yang sudah terkumpul dianalisa dengan menggunakan peraturan terbaru untuk struktur baja yaitu AISC 360-16, hasil Analisa dapat dilihat pada Tabel 5 dan Tabel 6.
Tabel 5. Momen Nominal Profil Berdasarkan AISC
Code Steel Profile
Major Minor φP n φVn φ M n φ M n Tonm Tonm Ton Ton B1 WF 400X200X8X13 25.69 5.31 163.65 39.85 B1 WF 400X200X8X13 25.69 5.31 163.65 39.85 B1 WF 400X200X8X13 25.69 5.31 112.34 39.85 B3 WF 300X150X6.5X9 10.43 2.08 21.91 24.42 B2 WF 350X175X7X11 16.8 3.45 74.09 30.58 B1 WF 400X200X8X13 25.69 5.31 73.86 39.85 B2 WF 350X175X7X11 16.8 3.45 94.4 30.58
Tabel 6. Perbandingan Rasio Profil Baja No Code Axial Moment Shear Total M33 M22 Ton Ton.m Ton.m Ton 1 B1 0.010 0.236 0.022 0.049 0.267 2 B1 0.010 0.320 0.020 0.051 0.350 3 B1 0.005 0.343 0.000 0.148 0.348 4 B3 0.002 0.810 0.000 0.264 0.812 5 B2 0.005 1.784 0.000 0.512 1.789 6 B1 0.001 0.320 0.000 0.190 0.321 7 B2 0.005 0.394 0.000 0.130 0.399
Dari  data  diatas  dapat  diperoleh  bahwa  mutu  baja tidak  sesuai  dengan  standar  di  Indonesia  yang  mayoritas menggunakan  kelas  BJ-37.  Hasil  Brinell  Hardness  Test menunjukkan  bahwa  secara  rata  rata  profil  baja  yang terpasang memiliki tegangan putus sebesar (fu) 199.2 MPa pada kolom dan 222.1 MPa pada rafter, sedangkan kelas BJ- 37  seharusnya  memiliki  tegangan  leleh  minimum  (fy)  240 MPa  dan  tegangan  putus  minimum  (fu)  370  MPa.  Maka dapat  dikatakan  bahwa  mutu  baja  pada  kondisi  actual mengalami penurunan mutu.
Dari segi kapasitas penampang berdasarkan mutu baja hasil  Brinell  Hardness  test,  penampang  profil  masih memenuhi  kriteria  desain  peraturan  AISC  360-16.  Karena bangunan  ini  merupakan  bangunan  yang  sudah  selesai dibangun  dan  sudah  beroperasi,  maka  beban  bangunan yang ada bisa di prediksi secara pasti. Oleh sebab itu metode analisis  dapat  dihitung  dengan  efektif  untuk  meninjau kapasitas struktur sesuai dengan peruntukan fungsi ruangan dan  fungsi  beban  aktual.  Data  kapasitas  struktur  ini  akan dijadikan acuan apakah dibutuhkan retrofit atau tidak. Pada Tabel 6 no 5 rasio baja mempunyai nilai > 1.00 yang artinya beban yang terjadi melebihi kapasitas penampang dan perlu dilakukan retrofit.
Sedangkan  hasil  pengujian  mutu  beton  terhadap kolom beton (pedestal) menunjukan penurunan kuat tekan beton  sebesar  8%,  Data  mutu  beton  aktual  tersebut dianalisa ulang dengan peraturan ACI 318-14 dan diperoleh bahwa  bangunan  dengan  umur  bangunan  yang  sudah melebihi  20  tahun  dan  penurunan  mutu  beton  hanya  8% masih  memenuhi  kriteria  perencanaan  struktur  peraturan terbaru.

## Kesimpulan
Pemeriksaan  bangunan  existing  dengan  metode  NDT dapat  dijadikan  acuan  dasar  dan  awal  dalam mengevaluasi kapasitas bangunan existing secara cepat tanpa menggangu  operasional  gedung. Dengan demikian  bangunan  existing  yang  telah  dievaluasi strukturnya  dengan  metode  NDT  dapat  dinyatakan masih  laik  fungsi  dan  masih  memenuhi  kriteria  desain peraturan  terbaru.  Metode  pemeriksaan  bangunan existing  NDT  dapat  mendukung  program  pemerintah
untuk  penerbitan  Sertifikat  Laik  Fungsi  (SLF)  dengan didukung  analisis  struktur  oleh  pengkaji  struktur bangunan  yang  kompeten.  Pemeriksaan  NDT  bersifat pemeriksaan dasar secara cepat, pemeriksaan tambahan  secara  DT  misalnya  coring  beton,  uji pembebanan dapat dilakukan untuk pemeriksaan yang lebih detail dan lengkap.

## Ucapan Terimakasih
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada PT. Deltakoni selaku konsultan struktur proyek pemeriksaan  bangunan  Gudang  di  Cikupa  Tangerang yang  telah  berbagi  foto-foto  dan  gambar  pelaksanaan kerja tes NDT diproyek tersebut dan ucapan terimakasih sebesar-besarnya kepada pemilik proyek gudang Cikupa Tangerang.

## Referensi
ACI Committee 318. (2015)  Building Code Requirements for  Structural  Concrete  (ACI    318-14):    An  ACI Standard:    Commentary  on  Building  Code Requirements  for  Structural  Concrete  (ACI    318R- 14), an ACI Report. American Concrete Institute.
AISC  (2016),  An  American  National  Standard  ANSI/AISC 360-16:  Load  Specification  for  Structural  Steel Buildings”, American Institute of Steel Construction Dewobroto,  W  (2015a) SNI  1729:2015  dan  Era  Baru Perencanaan Baja Berbasis Komputer, Jurnal Teknik Sipil, Universitas Pelita Harapan.
Dewobroto, W (2015b) Struktur Baja – Perilaku, Analisis dan Desain – AISC 2010, Lumia Press.
Jayakumar,  B.  R.  T.,  Thavasimuthu,  M  (2007)  Practical Non-destructive Testing, Alpha Science International.
Sbartaï, Mehdi, Z., Breysse., Denys., Larget, A., Mathilde, B. (2007) Combining  NDT techniques  for  improved evaluation  of  concrete  properties "  Cement  and Concrete  Composites,  Volume  34,  Issue  6,  July, Pages 725-733.