## KARAKTERISTIK DINAMIK PELAT LANTAI SEMI PRECAST DENGAN PERKUATAN SHEAR CONNECTOR
Trias Widorini 1
1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Semarang
Abstrak: Pelat  lantai  bertingkat  sederhana  biasanya  dikerjakan  dengan  sistem  monolit  yang memerlukan  bekisting  dan  juga  perancah.  Salah  satu  cara  yang  diperkenalkan  kepada  masyarakat adalah  menggunakan  sistem  semi  pracetak.  Dalam  sistem  ini  struktur  dibagi  menjadi  panel-panel kecil agar memungkinkan untuk dikerjakan tanpa bantuan alat berat.
Penelitian  dilakukan  pengujian  dinamik  menggunakan  mesin  penggetar  yang  diletakkan  di  tengah bentang. Pengujian dilakukan terhadap 4 buah benda uji berupa panel pelat lantai,  yang terdiri dari 2 buah  pelat  monolit  dan  2  buah  pelat  komposit,  dengan  ukuran  panjang  3000  mm,  dan    tinggi  yang sama yaitu 120 mm serta dengan lebar masing-masing 200 mm  dan 400 mm.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa frekuensi alami sistem struktur baik pelat monolit maupun pelat komposit yang  yang  rusak  mempunyai  frekuensi  alami  yang  lebih  kecil.  Hasil  eksperimen  mode displacement  menunjukkan  hasil  bahwa  pelat  yang  ada  kerusakan  mempunyai  displacement  lebih besar.
Kata Kunci : panel semi pracetak, shear connector, beban dinamik, frekuensi alami.
Abstract: A  building  floor  is  usually  made  of  with  a  simple  monolith  system  which  needs  concrete formwork.  One  alternative  that  is  introduced  to  the  public  is  using  the  semi-precast  system.  In  this system structure is divided into smaller panels to make it possible to do without heavy equipment.
In  this  study  the  dynamic  testing  using  a  vibrator  machine  that  is  put  in  the  mid-span.  This  test consists of 4 pieces of the specimen plate panel, which consists of 2 monolith plates and 2 composite plate (semi precast), with a length of 3000 mm, and the same height is 120 mm and a width of each 200 mm  and 400 mm.
The results showed that the natural frequency of the system structure damaged had a smaller natural frequency.  The  displacement  mode  experimental  results  showed  that  plate  damage  had  a  larger displacement.
Keywords: semi-precast panels, shear connectors, dynamic loads, natural frequency.

## Pendahuluan
Sekarang  ini  banyak  masyarakat  yang  membuat  bangunan  bertingkat  dua  dengan menggunakan metode beton cast in situ . Pengecoran pelat lantai ini membutuhkan material bekisting dan perancah seperti multipleks/triplek , kayu dan bambu yang digunakan ini hanya bersifat sementara yang dapat menambah biaya dan waktu konstruksi. Perlu dicari alternatif pembuatan  struktur  pelat  yang  lebih  cepat,  hemat  tenaga  kerja,  serta  mengurangi penggunaan  bekisting  dan  perancah.  Dalam  penelitian  ini  alternatif  yang  diperkenalkan dalam pembuatan pelat  dengan metoda semi  precast ,  berupa panel-panel  yang  lebih  kecil agar  memungkinkan  untuk  diangkat  tanpa  bantuan  alat  berat  dan  digabungkan  dengan sistem beton cast in situ sebagai aksi komposit.
Kekuatan  pelat  beton  dapat  berkurang  kekuatan  atau  kekakuannya  jika  pada  pelat tersebut  terjadi  keretakan  dan  kerusakan  yang  diakibatkan  oleh  beban  yang  bekerja  pada pelat  tersebut.  Beban  hidup  selalu  bergerak  dan  berulang  yang  diterima  pelat  lantai berpengaruh  pada  lekatan  antara  panel-panel  dengan  beton cast  in  situ ,  maka  perlu mengetahui  prilaku  dinamik  pada  konstruksi  pelat  semi  pracetak  dengan  perkuatan shear connector yang mana diperlukan pengujian dinamik.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  karakteristik  dinamik  pelat semi  precast dengan  perkuatan shear  connector dibandingkan  pelat  monolit.  Dengan  harapan  akan didapat  suatu  metode  pelaksanaan  dan  cara  perancangan  yang  lebih  efisien.  Parameter yang diamati meliputi : frekuensi alami, lendutan statis, mode displacement dan perubahan curvature mode.

## Metode Penelitian
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  antara  lain  baja  tulangan polos dengan diameter 6 mm dan 12 mm, agregat halus, agregat kasar, semen, air, kayu kaso 6/4, triplek 9 mm, terpal plastik, besi pejal diameter 1 inc.
Alat-alat  yang  dipakai  untuk  menguji  pelat  beton  antara  lain Dewe  43V dan  laptop yang telah diinstal program DEWE Soft, Penggetar Mekanis (mecanical vibrator), Resonant frequency  tester (E-Meter),  Rangka  Baja  ( Loading  Frame ), Hydraulic  Jack , Load  cell dan DataLogger,  LVDT ( Linear  Variable  Differential  Transducer ), Strain  Gauge, Micro  Crack Meter, Crane, penjumput sinyal getaran ( Schenck alat ini memiliki sensitivitas 75 mV/mm/s).
Benda  uji  yang  dibuat  ada  4  buah  terdiri  dari  dua  buah  pelat  monolit  dan  pelat precast (komposit) dengan lebar 200 mm dan 400 mm.
Tabel 1. Spesifikasi Benda uji
Sumber : Rencana penelitian sendiri
Sumber : Desain gambar sendiri
Gambar 1. Benda uji komposit
Benda Uji Ukuran benda uji (p x l x t) (mm 3 ) Tulangan Lentur Tulangan shear connector Tulangan Susut Bawah Atas Bawah Atas MON 200 3000 x 200 x 120 D6-100 - D6-150 D6-150 MON 400 3000 x 400 x 120 D6-100 - D6-150 D6-150 KOM 200 3000 x 200 x 120 D6-100 D6-100 D6-200 D6-150 KOM 400 3000 x 400 x 120 D6-100 D6-100 D6-200 D6-150
Sumber : Desain gambar sendiri
Gambar  2. Benda uji monolit

## Pelaksanaan Penelitian
Sebelum pelat  mendapat beban atau kerusakan,  terlebih dahulu pelat diuji dinamik untuk mendapatkan frekuensi alami dengan cara diberi gertaran bebas untuk mendapatkan frekuensi  alami  dan  kemudian  diberi  getaran  paksa  yaitu  dengan  mesin  penggetar  untuk mendapatkan  amplitudo  setiap  titik  pelat.  Kemudian  diberi  beban  statik  untuk  memberikan kerusakan/  retak.  Pengujian  dinamik  dilakukan  pada  setiap  tahap  pembebanan  dari  P  =  0 sampai beban ultimit. Skematik pengujian dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini.
Sumber : Desain gambar sendiri
Gambar 3. Skematik Pengujian
a. Setting pengujian dinamik b. Setting pengujian statik

## Sumber : Desain gambar sendiri
Gambar 4. Setting pengujian dinamik dan statik

## Hasil dan Pembahasan

## Pengujian Pendahuluan
Hasil  pengujian  kuat  tekan  beton  (fc’)  rata-rata  dari  panel, topping dan  monolit  adalah sebesar  19,1  Mpa  dan  modulus  elastisitas  beton  rata-rata  sebesar  19.206  MPa.  Hasil  uji kuat tarik baja merk SNI diameter 6 mm memiliki  tegangan leleh (f y ) rata-rata sebesar 439 MPa dengan regangan leleh ( ε y ) rata-rata sebesar 0,0022 dan modulus elastisitas (E s ) rata- rata sebesar 199.732 MPa.

## Frekuensi Alami Pelat Sebelum Diberi Beban Hasil Eksperimen dan Teoritis
Uji frekuensi alami pelat dilakukan sebelum pelat menerima beban statik (pelat masih dalam utuh).
Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 5. Grafik frekuensi alami pelat utuh
Dari hasil pengujian terdapat perbedaan frekuensi alami analisis dengan eksperimen untuk pelat monolit 200 = 3,86 %, pelat komposit 200 = 3,38 %, pelat monolit 400 = 8,23 % dan pelat  komposit  400  =  1,55  %.  Pada  hasil  eksperimen  frekuensi  alami  pelat  monolit  200 dengan pelat komposit 200 hasilnya sama atau selisihnya 0%, sedangkan besarnya selisih frekuensi alami pelat monolit 400 dengan pelat komposit 400 adalah 6,32%. Pelat komposit
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 MONOLIT 200  KOMPOSIT 200  MONOLIT 400  KOMPOSIT 400 15,55 15,62 15,55
15,62 16,17 16,17 16,94 15,87
Fre ku e n si A la m i (H z) Teoritis Eksperimen
mengalami penurunan frekuensi alami 1,86% dengan bertambahnya panel sedangkan pada pelat monolit naik 4,76%.

## Frekuensi Alami Pelat Setiap Pembebanan Statik
Uji  frekuensi  alami  pelat  dilakukan  setiap  tahap  pembebanan  statik  meliputi  sebelum  ada beban,  beban  retak  pertama,  retak  kedua,  retak  ketiga  dan  beban  ultimit.  Setiap penambahan  retak  yang  terjadi,  menunjukkan  bertambahnya  kerusakan  yang  terjadi  pada pelat.  Getaran  bebas  diberikan  dengan  cara  memukulkan  kepalan  tangan  kepermukaan pelat. Sinyal getaran yang terjadi direkam dengan program DEWE Soft. Pengujian frekuensi alami  dilakukan  sebanyak  tiga  kali  pada  setiap  tahap  pembebanan  statis,  beban  statis  ini diberikan untuk memberikan kerusakan pada pelat. Dari hasil ketiga kali pengujian frekuensi alami  tersebut  diambil  rata-ratanya.  Hasil  pengujian  frekuensi  alami  pada  setiap pembebanan statis dapat dilihat dalam Gambar 6 dan Gambar 7.

## Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 6. Grafik Hubungan Frekuensi Alami Pelat dengan Kerusakan Pelat
Dari  hasil  pengujian  menunjukkan  adanya  penurunan  frekuensi  alami  seiring  dengan bertambahnya kerusakan pada pelat, seperti terlihat pada Gambar 6.

## Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 7. Grafik hubungan frekuensi alami (Hz) dengan beban statik (% P maks )
Dari Gambar 7 tersebut dapat dilihat bahwa terjadi penurunan frekuensi alami pelat dengan adanya  pertambahan  beban  statik.  Penurunan  nilai  frekuensi  alami  untuk  struktur  rusak (beban maksimum) dibanding kondisi utuh adalah 32,55% untuk pelat monolit 200 yaitu dari
0 5 10 15 20 MONOLIT 200 KOMPOSIT 200 MONOLIT 400 KOMPOSIT 400 16,17 16,17
16,94
15,87 15,26 15,59 15,51 14,19 13,38
14,95 14,95 13,50 12,36 13,84 13,28 11,72 10,91 9,87 10,53 8,39
Fr e ku e n si A la m i ( H z) Utuh Retak-1 Retak-2 Retak-3 Ult 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 20 40 60 80 100 fr ekue nsi A la m i ( H z) Beban (% P maks ) MONOLIT 400 KOMPOSIT 400 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 20 40 60 80 100 f re ku e n si A la m i ( H z) Beban (% P maks ) MONOLIT 200
KOMPOSIT 200
16,17 Hz menjadi 10,91 Hz, untuk pelat komposit 200 penurunanya 38,98 % yaitu dari 16,17 menjadi 9,87 Hz, untuk pelat monolit 400 penurunanya 37,84 % yaitu dari 16,94 Hz menjadi 10,53 Hz dan untuk pelat komposit 400 penurunanya 47,13 % yaitu dari  15,87 Hz menjadi 8,39 Hz.

## Displacement Mode dan Beda Absolut Curvature Mode
Pengujian ini dilakukan setiap tahap pembebanan statik meliputi sebelum ada beban, beban  retak  pertama,  retak  kedua,  retak  ketiga  dan  beban  ultimit.  Pengambilan  data dilakukan  pada  waktu  pelat  diberikan  getaran  yang  dihasilkan  dari E-meter atau  alat penggetar  mekanis.  Amplitudo  tiap  titik  pelat  yang  direkam  dalam  program DEWE  Soft kemudian diolah dengan program excel. Pada waktu memulai penjumputan dimulai dari titik 1  sampai  dengan  titik  32.  Gambar  8  menunjukkan displecement  mode pelat  rusak  lebih besar  dari  pada  pelat  ketika  masih  utuh  dan displacement  mode membentuk  lengkungan, pada tengah bentang displacement ya semakin besar.
a. Displacement mode pelat monolit 200
b. Displacement mode pelat komposit 200 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 D isp la cem e n t M od e Titik utuh retak 1 Retak 2 Retak 3 Ult 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 D isp la cem e n t M od e Titik utuh retak 1 Retak 2 Retak 3 Ult 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 D isp la cem e n t M od e Titik utuh retak-1 retak-2 retak-3 ult
c. Displacement mode pelat monolit 400
d. Displacement mode pelat komposit 400
Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 8. Displacement Pelat
Data curvature  mode diperoleh  dari  pengukuran mode  displacement dengan memakai rumus central difference. Setelah diperoleh curvature mode untuk masing-masing pelat  pada  kondisi  utuh  dan    rusak  maka  dapat  ditentukan  beda  absolut curvature  mode . Beda absolut curvature mode dapat diperoleh dengan mengurangkan antara data curvature mode pelat rusak dengan data curvature mode pelat utuh.
a.  Beda Absolut Curvature Mode Pelat Monolit 200 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 D isp la cem e n t M od e Titik Utuh Retak-1 Retak-2 Retak-3 Ult
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 B e d a A b so lu t C u rv at u re M o d e Titik Retak 1 Retak 2 Retak 3 Ult
b.  Pola Retak Pelat Monolit 200

## c.  Beda Absolut Curvature Mode Pelat Komposit 200

## Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 9. Beda Absolute Curvatur Mode dan Pola Retak Pelat monolit 200 dan Pelat Komposit 200
a.  Beda Absolut Curvature Mode Pelat Monolit 400
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 B e d a A b so lu t C u rv at u re Mode Titik retak 1 Retak 2 Retak 3 Ult 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 B e d a A b so lu t C u rv at u re M o d e Titik retak-1 retak-2 retak-3 ult 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32 B e d a A b so lu t
C u rv at u re M o d e Titik Retak-1 Retak-2 Retak-3
d. Pola Retak Pelat Komposit 200
b. Pola Retak Pelat Monolit 400

## Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 10. Beda Absolute Curvatur Mode dan Pola Retak Pelat
Pada pelat monolit 200, retak 1 terjadi berada di tengah bentang yaitu pada titik 16-17, retak 2 terjadi di titik 13-20, retak 3 terjadi di titik 13-20 dan ketika ultimit retak terjadi di titik 13-23. Pada  pelat  komposit  200,  retak  1  terjadi  berada  di  tengah  bentang  yaitu  pada  titik  15-16, retak 2 terjadi di titik 15-17, retak 3 terjadi di titik 15-20 dan ketika ultimit retak terjadi di titik 8-23. Pada pelat monolit 400, retak 1 terjadi berada di tengah bentang yaitu pada titik 16-17, retak 2 terjadi di titik 16-17, retak 3 terjadi di titik 15-20 dan ketika ultimit retak terjadi di titik 13-20. Pada pelat komposit 400, retak 1 terjadi berada di tengah bentang yaitu pada titik 18 - 19, retak 2 terjadi di titik 15 - 19, retak 3 terjadi di titik 14 - 19 dan ketika ultimit retak terjadi di  titik  11  -  24. Curvature  mode pelat  kurang  menunjukkan  pembesar  ketika  bagian  pelat mengalami kerusakan/retak.

## Pembebanan Statik
Dalam penelitian ini pembebanan statis berupa beban titik di tengah bentang yang diberikan secara  bertahap,  pembebanan  ini  bertujuan  untuk  memberikan  kerusakan  pada  pelat. Pengukuran  lendutan  dilakukan  menggunakan  LVDT  tepat  dibawah  beban  titik.  Data lendutan diambil setiap kenaikan beban.
a.  Pelat Monolit 200
0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8
10 12 14 16 18 20 Be b an ( kN ) Lendutan (mm) Retak-1 Retak-2 Retak-3 0 1 2 3 4 5 0 2 4 6
8 10 12
14 16 18 20 Be b an ( kN ) Lendutan (mm) Retak-1 Retak-2 Retak-3

## d.  Pola Retak Pelat Komposit 400
c.  Pelat Monolit 400

## d.  Pelat Komposit 400
Sumber : Grafik hasil analisa sendiri
Gambar 11. Kurva Beban-Lendutan
Beban diberikan dari beban nol sampai terjadi first crack , kemudian beban dilepas lagi dan dimulai dari beban nol sampai terjadi retak 2, kemudian beban dilepas lagi dan dimulai dari beban nol sampai terjadi retak 3 dan terakhir diberi beban sampai ultimit. Dari kurva beban statik – lendutan, dapat dilihat bahwa kemiringan garis untuk kondisi beban maksimum tidak sama  dengan  beban-beban  lainnya,  hal  ini  disebabkan  sistem  struktur  sudah  mengalami kerusakan.

## Kesimpulan
1.  Pelat  monolit  200  (pelat cast  in  situ )  dan  pelat  komposit  200  (pelat precast )  memiliki frekuensi alami yang sama yaitu 16,17 Hz, selisihnya adalah 0%.
2.  Pelat  monolit  400  (pelat cast  in  situ )  memiliki  frekuensi  alami  16,94  Hz  dan  pelat komposit  400  (pelat precast )  memiliki  frekuensi  alami  15,87  Hz,  ada  penurunan frekuensi alami sebesar 6,32%.
3.  Pelat  komposit  mengalami  penurunan  frekuensi  alami  1,86%  dengan  bertambahnya panel sedangkan pada pelat monolit naik 4,76%.
4.  Kerusakan  pelat  ditandai  dengan  semakin  turunnya  nilai  frekuensi  alami.  Pada  pelat yang  mengalami  kerusakan  pada  bagian  tertentu,  frekuensi  alaminya  lebih  kecil dibandingkan dengan frekuensi alami pelat yang masih utuh, penurunan frekuensi alami sesuai dengan adanya kerusakan yang terjadi.
5.  Hasil  eksperimen mode  displacement diperoleh  hasil  bahwa  pelat  rusak  mempunyai displacement lebih besar daripada displacement pelat utuh.
6. Curvature mode cukup dapat menunjukkan identifikasi adanya kerusakan pada bagian tertentu dari pelat.
7.  Pola  retak  yang  terjadi  untuk  pelat  monolit  maupun  pelat precast dimulai  di  daerah tengah  bentang  dan  pada  beban  maksimum  pola  retak  saat  runtuh  mengalami kegagalan lentur.
.
-1 1 3 5 0 2 4 6 8
10 12 14 16 18 20 Be b an ( kN) Lendutan (mm) Retak-1 Retak-2 Retak-3 0 2 4 6 0 2 4 6 8
10 12 14 16 18 20 Be b an ( kN) Lendutan (mm) Retak-1 Retak-2 Retak-3
11

## Daftar Pustaka
Aminullah,  A.,  2004, Analisis  Dinamik  dan  Perbaikan  Pelat  Lantai  dengan  Bentang  Panjang, Tesis, Program Pasca Sarjana, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Biggs, J.M., 1964, Structural Dynamics , McCraw-Hill Book company, USA.
Cluogh, R.W., and Penzien, J., 1982, Dynamic of Structures , McCraw-Hill, Kogakusha.
Basuki,  A.,  2003, Metode  Perbaikan  Pelat  Beton  Bertulang  dengan  Pengaku  Rangka  Baja ,  Tesis, Program Pasca Sarjana, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Mehdizadeh,  M.,  2009. Curvature  Mode  Shape  Analyses  of  Damage  in  Structures, Thesis,  RMIT University.
Paz,  M.,  1996. Dinamika  Struktur,  Teori  dan  Perhitungan. (diterjemahkan  oleh  Ir.  Manu  A.P.), Erlangga, Jakarta.
Rainer,  J.H.  and  Pernica,  G.,  1981, Damping  of  a  Floor  Sample,  Dynamic  Response  of  Structure  : Experimentation, Observation, Prediction and Control , by Garry Hart, ASCE Journal, Atlanta.
Salmon,  C.  G.,  dan  Johnson,  J.  E.,  1992, Desain  dan  Perilaku  Struktur  Baja ,  Gramedia  Pustaka Utama, Jakarta.
Sharma,  A.K.  and  Mittal,  N.D.,  2010. Riview  on  Stress  and  Vibration  of  Composite  Plates, journal, India.
Supriyadi,  B.,  2008. Pengaruh  Beban  Sejumlah  Orang  Bernyanyi  dan  Berjoget  Bersama  pada Struktur  Lantai  Gedung  Berbentang  Panjang  (Studi  Kasus  Gedung  Grha  Sabha  Pramana UGM), journal Media Teknik Sipil,Yogyakarta.
Wai,  S.H.,  2009, Damage  Assessment  in  Structures  Using  Vibration  Characteristics ,  Thesis, Queensland University of Technology, Australia.
Wang, C. dan Salmon, C.G., 1985, Desain Beton Bertulang, Erlangga, Jakarta.
Wang, X., Ross, R.J.,Hunt, O.M., and Soltis, L.A., 2002, Nondestructive structural evaluation of wood floor  system  with  a  vibration  technique, In  : Proceeding  of  the 2002  Society  of  Experimental Mechanics Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics, June 10-12, 2002, Milwaukee, WI. Pp. 260-262.