TINJAUAN KAPASITAS (DEMAND-CAPACITY RATIO) STRUKTUR BAJA MENARA AIR KAPASITAS 100M 3 DI PABRIK KARET PT. MARDEC SIGER WAYKANAN LAMPUNG TERHADAP BEBAN GEMPA BERDASARKAN SNI 03-1726-2012

## Sapta
Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas IBA Email: sapta303@gmail.com

## ABSTRAK
Pada penelitian ini  penulis melakukan  peninjauan Kapasitas (Demand-Capacity  Ratio) Struktur Baja menara air dengan kapasitas 100m 3 yang digunakan pada Pabrik Karet PT. Mardec Siger Waykanan yang berlokasi  di  jalan  lintas  sumatera  Kabupaten  Waykanan  Provinsi  Lampung,  dimana  menara  air  ini berfungsi  untuk  menampung  air  yang  dibutuhkan  dalam  proses  pengolahan  karet.  Mengingat  daerah Lampung  merupakan  daerah  yang  mempunyai  potensi  gempa  cukup  besar,  dan  juga  dalam  peraturan gempa  telah  mengalami  perubahan  dari SNI  03-1726-2002 ke peraturan  pengganti  SNI  03-1726  2012, dimana peraturan SNI 03-1726-2012 mengacu pada peraturan-peraturan  gempa  modern  sepeti ASCE 7- 10 dan IBC2009, yang menggunakan gempa perioda ulang 2500 tahun dengan probabilitas terlampui 2% dalam 50 tahun umur bangunan yang menggambarkan kondisi collapse prevention, sedangkan pada SNI 03-1726-2002  menggunakan  perioda  ulang  gempa  500  tahun  yang  menggambarkan  kondisi life  safety yang mengacu pada UBC 1997. Dari hasil analisa didapatkan demand/capacity < 1, Story drift= 11,72mm < 0,02h sx = 180mm arah-x dan story drift = 12,04mm < 0,02h sy = 180mm arah-y.
Kata kunci : displacement, story drift, demand, capacity

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Pada  penelitian  ini  struktur  bangunan Menara  Air terbuat  dari  struktur  Baja  Profile Wide  Flange (WF)  dengan  kapasitas 100 m 3 (100  Ton),  dimana  bangunan  ini  dibangun  pada tahun 2008 dan digunakan tahun 2009, dilihat dari historis bangunan yang dibangun pada tahun 2008  berarti  perencanaan  struktur  bangunan tersebut masih  menggunakan  stndar  peraturan perencanaan  gempa SNI  02-1726-2002  yang  mengacu  pada  UBC97 yang  menggunakan gempa  periode  500  tahun  (10%  dalam  50  tahun), sedangkan  peraturan  gempa SNI  03-1726- 2012 yang mengacu pada peraturan-peraturan gempa modern seperti ASCE 7-10 dan IBC 2000 yang menggunakan gempa 2500 tahun (2% dalam 50 tahun). Bila dilihat dari lokasi pabrik karet PT. Mardec Siger Waykanan terletak di Provinsi Lampung Kabupaten Waykanan dimana letak geografis pada peta hazard gempa Indonesia 2010 termasuk pada daerah rawan gempa.
Berdasarkan  dari  uraian  diatas penulis mencoba  untuk  mengkaji  atau  meninjau  ulang perencanaan  bangunan Menara  Air tersebut  dengan  menggunakan Respon  Spektra  Gempa Desain berdasarkan peraturan gempa SNI 03-1726-2012.

## 1.2. Tujuan Penelitian
Sebagaimana  uraian  diatas  penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui kapasitas dari struktur  bangunan  tersebut  bila  terjadi  gempa  yang  melampaui  beban  gempa  rencana dengan menggunakan Respon Spektrum Desain  SNI 03-1726-2012.

## TEKNIKA VOL.3 NO.2 OKTOBER_2016

## 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Analisa Struktur
Analisa struktur adalah suatu proses menentukan respon daripada struktur akibat beban- beban  yang  bekerja  pada  struktur tersebut  berupa  gaya-gaya  dalam (momen,  shear,  axial) dan deformasi (deplection dan rotation). Beban-beban yang bekerja pada struktur pada saat analisa merupakan  beban  terfaktor  dan  gaya  dalam  yang  dihasilkan  merupakan  gaya-gaya  terfaktor (Mu,  Vu  dan  Pu),  sedangkan  untuk  penentuan  deformasi  beban-beban  yang  bekerja  pada struktur adalah tanpa faktor beban.
Pada  penelitian  ini  penulis  menggunakan  program  analisa  struktur  SAP2000  untuk menganalisa  struktur,  kapasitas  yang  ditinjau  hanya  pada  balok,  kolom  dan  bresing  tanpa meninjau kapasitas sambungan dan hubungan balok dan kolom.
Berdasarkan  SNI  03-1729-2002 ps. 5.1 Sifat  mekanis  baja struktural  yang  digunakan dalam perencanaan harus memenuhi persyaratan minimum yang diberikan pada Tabel 2.1 Sifat- sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut:
- Modulus elastisitas : E = 200.000 Mpa
- Modulus geser : G = 80.000 Mpa
- Nisbah poisson : μ = 0,3
- Koefisien pemuaian
: α = 12 x 10 -6 /oC
Tabel 2.1. Sifat Mekanis Baja Struktur
Sumber : SNI 03-1726-2012

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1. Diagram Alir Penelitian
Metode  penelitian  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  dapat  dilihat  dari  diagram  alir seperti pada gambar 4.1 sampai dengan gambar 4.3. dengan sebagai berikut:
1. Kumpulkan dan struktur dan data beban
2. Tentukan model struktur yang ditinjau mendekati model sesungguhnya
3. Input data struktur data beban  dengan menggunakan program SAP2000
4. Lakukan  Analisa  struktur  kondisi  linier  untuk  mendapatkan  respon  struktur  berupa  gaya- gaya dalam dan deformasi yang terjadi pada komponen-komponen struktur yaitu balok dan kolom
5. Respon  struktur  (demand)  tersebut  dibandingkan  dengan  kapasitas  (capacity)  dari komponen-komponen  struktur,  maka  akan  didapatkan P-M  Rasio  yaitu  rasio  atau perbadingan Demand terhadap Capacity . Bila  P-M  Rasio  <  1,  artinya  struktur  mampu menahan  beban yang  bekerja  padanya.  Akan  tetapi  bila  P-M  Rasio  >  1,  artinya  struktur tidak mampu menerima beban yang bekerja pada struktur tersebut.
6. Kontrol P-M Rasio Jika > 1, lakukan langkah 7 dan jika < 1, lakukan langkah 8
7. Lakukan  analisa  lanjut  dan  berikan  solusinya  agar  struktur  tetap  bertahan  terhadap  beban tersebut.
8. Lakukan analisa lanjut
9. Simpulkan hasil analisa.

## TEKNIKA VOL.3 NO.2 OKTOBER_2016
Gambar 3.1. Diagram Alur Perhitungan Struktur

## 3.2. Lokasi Penelitian
Lokasi  Penelitian  dilakukan  pada  pabrik  karet (Crumb  Rubber  Factory) PT.  Mardec Siger  Waykanan yang belokasi di  Jln. Lintas  Sumatera  tepatnya  di  Desa  Gunung  Sangkaran Kecamatan  Belambangan  Umpu  Kabupaten  Waykanan  Provinsi  Lampung dapat  dilihat  pada gambar 3.4.
Lokasi Analisa Lanjut P-M Rasio < 1 Perkuatan Kesimpulan

## 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN
Data-data yang  didapat yaitu  gambar  denah  dan  potongan  struktur  bangunan  eksisting digunakan  untuk  mengetahui  dimensi  struktur  bangunan dan dimensi  komponen-komponen struktur  yang  digunakan  pada  bangunan  menara  air,  sebagai  data  untuk  menentukan  besarnya beban yang bekerja pada struktur agar dapat di analisa.

## 4.1. Deskripsi Bangunan Menara Air
Struktur  bangunan  bangunan menara  air yang  ditinjau  pada  penelitian  ini  terbuat  dari struktur baja profile WF, dengan ukuran portal 5m x 5m, lantai dudukan tanki 8mx8m, dengan tinggi menara 10m (pedestal 1m). Kapasitas rencana bangunan direncanakan dapat menampung air ±100 m 3 .  Pemodelan  struktur  pada  penelitian  ini,  struktur  dimodelkan  sebagai  rangka bresing konsentrik dengan perletakannya diasumsikan sebagai jepit pada base plate.
a. Menara Air Kap 100m 3 b. Tahap Pembangunan
Gambar 4.1. Bangunan Eksisting Menara Air Kap 100m 3
Fungsi dari menara air ini adalah sebagai penampungan air untuk mensuplai kebutuhan air untuk mencuci cacahan karet didalam bak pencuci. Dilihat dari fungsinya volume tanki air terus menerus dijaga agar dapat memenuhi kebutuhan.
a.Lantai Atas Menara
b.Balok Lantai Atas
Gambar 4.2. Denah Struktur Lantai Atas Menara

## Gambar 4.3. Gambar Tampak Samping Bangunan Menara Air

## 4.2. Data Struktur
Sebagaimana  telah  dijelaskan  pada  uraian  sebelumnya  struktur  yang  digunakan  pada konstruksi  bangunan kamar  jemur  ini  menggunakan  struktur  baja  dengan  Sifat-sifat  mekanis sebagai berikut:
- Modulus elastisitas
: E = 200.000 Mpa
- Modulus geser : G = 76.923 Mpa
- Nisbah poisson : μ = 0,3
- Koefisien pemuaian : α = 12 x 10 -6 / o C
- Jenis Baja BJ37
: f y = 240 MPa dan f u = 370 MPa Konfigurasi komponen-komponen struktur tersusun sebagai berikut :
- Balok rangka pada lantai digunakan WF250.125.6.9
- Balok rangka dan balok anak digunakan WF200.100.5,5.8
- Bresing dan skoor digunakan WF150.75.5.7
- Kolom digunakan WF250.125.6.9

## 4.3. Pemodelan Struktur
Melihat  dari  kondisi  fisik  struktur  bangunan,  pada  penelitian  ini  struktur    dimodelkan sebagai Struktur Rangka Bresing Konsentrik.
a. Model Struktur 3 Dimensi
b. Potongan Melintang Bangunan
Gambar 4.4. Model Struktur

## TEKNIKA VOL.3 NO.2 OKTOBER_2016

## 4.4. Data Beban
Struktur  direncanakan  untuk  menahan  beban  tetap  akibat  berat  dari  komponen- komponen dan beban air dan tanki kapasitas 100m 3 .

## 4.4.1. Beban Tetap
Beban  tetap  berupa  beban  akibat  komponen-komponen  struktur  (balok,  kolom  dan bresing) dihitung otomatis oleh program SAP2000, sedangkan beban pelat lantai, pelat tangki, air dan hidup ditentukan sebagai berikut:
- Beban Pelat Lantai
=  0,63 kN/m 2 (tebat pelat 6mm) - Beban Pelat Tanki =  4,31 kN/m 2 (tebat pelat 8mm) - Beban Air =  49,9 kN/m 2 - Beban Hidup =  98 kN (bekeja pada titik simpul dan lantai) a. Beban Pelat Lantai
b. Beban Pelat Tanki
c. Beban Air
d. Beban Pelat Lantai
Gambar 4.6. Konfigurasi Beban

## 4.4.2. Parameter Beban Gempa
Lokasi  penelitian  berada  di  Jalan    Lintas  Tengah  Sumatera  tepatnya  di  Desa Gunung  Sangkaran  Kecamatan  Blambangan  Umpu  Kabupaten  Waykanan  Propinsi Lampung.  Berdasarkan  peta  dan  satelit  terletak  pada -4,48454 o Lintang  Selatan  dan 104,4551 o Bujur Timur.
Gambar 4.7. Peta Satelit Lokasi Penelitian
Gambar 4.8. Peta Satelit Bangunan yang ditinjau
Dengan menggunakan Desain Spektra Indonesia di situs www.puskim.pu.go.id didapatkan variable-variable gempa sebagai berikut :
(S s ) = 0,622 (g) ; (S 1 ) = 0,292 (g) F a = 1,302 ; F v = 1,817 S MS = 0,810 . g ; S M1 = 0,530 . g S DS = 0,540 . g ; S D1 = 0,353 . g

## 4.5. Analisa Struktur Kondisi Linier

## 4.5.1. Rasio Kapasitas
Hasil analisa  struktur  dengan  menggunakan  program  bantu  SAP2000, dimana  struktur hanya dibebani dengan beban gravitasi (Kombinasi 1 dan 2), didapatkan hasil yang memenuhi persyaratan kekuatan dimana rasio kapsitas yaitu demand tehadap capacity <1 (kolom= 0,354 ; balok=  0,021  ;  bresing=  0,358) (gbr 4.9), begitu pula  setelah dibebani dengan beban  gempa rencana  (Kombinasi  3  sd. 6)  didapatkan  hasil    yang  memenuhi  persyaratan  dimana  rasio demand tehadap capacity < 1 (kolom= 0,409 ; balok= 0,022 ; bresing= 0,656) (gbr 4.10).
Lokasi Bangunan
Gambar 4.9. P-M Interaksi Rasio Akibat Beban Gravitasi
Gambar 4.10. P-M Interaksi Rasio Akibat Beban Gravitasi dan Gempa
Dari  hasil  analisa  diatas  dapat  ditarik  kesimpulan  sementara,  struktur  yang  ditinjau mampu menahan beban gempa rencana.

## 4.5.2. Pemeriksaan Defleksi dan Simpangan Antar Tingkat
Berdasarkan SNI 03-1726 2012 Ps. 7.8.6 menyatakan  bahwa defleksi pada pusat masa ditingkat x ( δ x) harus ditentukan dengan persamaan berikut :
 =
. 
Dimana,

= defleksi pada pusat masa hasil analisa struktur (output SAP2000)
= 5,5 dan = 1

## Tabel 4.1. Defleksi dan Simpangan Antar Lantai Arah x
Lantai Tinggi  xe  x  x  a /  Kontrol (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)  x ≤  a /  1 2 3 4 5 6 Lantai Atas 9.000 2,13 11,72 11,72 180 Ok Base 0 0 0 0 0 0 Sumber : hasil analisa Tabel 4.2. Defleksi dan Simpangan Antar Lantai Arah y Lantai Tinggi  ye  y  y  a /  Kontrol (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)  y ≤  a /  1 2 3 4 5 6 Lantai Atas 9000 2,19 12,04 12,04 180 Ok Base 0 0 0 0 0 0
Sumber : hasil analisa

## 4.5.3. Pemeriksaan Stabilitas Struktur
SNI 03-1726 2012 Ps. 7.8.7, menyatakan pengaruh P-delta pada geser dan momen tingkat, gaya dan  momen  elemen  struktur  yang  dihasilkan,  dan  simpangan  antar  lantai  tingkat  yang  timbul oleh  pengaruh  ini  tidak  di  syaratkan  untuk  diperhitungkan  bila  koefisien  stabilitas  (  ) memenuhi kriteria berikut:
 ≤ 0,10
 = .  .
. ℎ .
Dan tidak boleh melebihi:
 = 0,5  . ≤ 0,25
Dimana, C d = 5,5 ; I e = 1,0 ;  = 1,0
Tabel 4.3. Koefisien  Stabilitas Arah x
Tingkat h sx  P V   < 0,1 (m) (m) (kN) (kN) (rad) Lt. Atas 9 0,0021 1191,55 107,27 0,0026 Abaikan Base 0 0 0 0 0
Sumber : hasil analisa
Tabel 4.4. Koefisien  Stabilitas Arah y Tingkat h sy  P V   < 0,1 (m) (m) (kN) (kN) (rad) Lt. Atas 9 0,0022 1191,55 107,27 0,0027 Abaikan Base 0 0 0 0 0
Sumber : hasil analisa

## Tabel 4.5. Ringkasan Hasil Analisa Kondisi Linier
Bangunan Eksisiting Akibat Beban Gravitasi Akibat Beban Gempa Sistem Struktur SRBKK Gaya Geser Dasar V = Cs.Wt Total (kN) - 107,2656 Beban Gravitasi Wt (kN) 1.191,55 - Kolom (WF250.125.6.9) Strength Ratio Max. 0,354 0,409 Balok (WF250.125.6.9) Strength Ratio Max. 0,021 0,022 Bracing (WF150.75.5.7) Strength Ratio Max. 0.358 0,656 Perpindahan Lantai Maksimum δ xe ( mm ) - 2,13 δ ye ( mm ) - 2,19 Perpindahan Antar Lantai Maksimum ∆ x ( mm ) - 11,72 ∆ y ( mm ) - 12,04 Sumber: Hasil Analisis
Catatan: 1. Perpindahan Total Maks.  Izin = 0,02h =180 mm 2. Perpindahan Antar Lantai Maks.  Izin = 0,02h i
Dari  hasil  pemeriksaan  diatas  terlihat bahwa  stabilitas  struktur  telah  memenuhi  syarat sehingga  tidak  perlu  dilakukan  disain  ulang  terhadap  komponen-komponen  struktur  dan  juga bahwa pengaruh bahwa pengaruh dari P-delta dapat diabaikan.

## 4.6. Pembahasan
Dari  hasil  analisa  pada  kondisi  akibat  beban gravitasi  dan  beban  gempa  kapasitas struktur bangunan eksisting memenuhi syarat kekuatan, dimana terlihat pada tabel 4.5. Strength Ratio Maximum terjadi pada kolom, balok dan bresing < 1, ini artinya struktur mampu menahan kombinasi  beban  gravitasi  dan  gempa  rencana,  dengan drift maksimum, δ y =12,04mm  < drift izin= 180mm.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. Kesimpulan
Dari    hasil analisa  dan  pembahasn  diatas,  maka  dapat  ditarik  kesimpulan Struktur Bangunan Menara Air Kapasitas 100 m 3 PT. Mardec Siger Waykanan mampu menahan bebna gempa rencana.

## 5.2. Saran
Saran untuk  penelitian  selanjutnya penulis  menyarankan  untuk  melakukan  peninjauan kapasitas sambungan dan hubungan balok dan kolom, karena pada penelitian ini penulis hanya meninjau kapasitas pada batang saja.

## DAFTAR PUSTAKA
ASCE.  (2000). “Prestandard  and  Commentary  for  seismic  Rehabilitation  of  Building”. FEMA356, Washington DC. Applied Technology Council. (1996). “Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Building” . ATC-40. Volume 1. Redwood City. Badan  Standardarisasi  Nasional.  (2002). “Tata  Cara  Perh itungan  Struktur  Baja “. SNI-03- 1729-2002. Jakarta. Badan  Standardarisasi  Nasional.  (2012). “Standar  Perancanaan  Ketahanan  Gempa  untuk Struktur Gedung “. SNI-03-1726-2012. Jakarta. Budiono,  Bambang  dan  N,  Palomita,  J,  Arrazikani    (2009). ”Studi  Perilaku  Struktur Struktur Bentang Panjang dengan Metode Analisa Pushover”, seminar Haki, 2009. CSI,  (2005). “Analysis  Reference  Manual” .  Computers  and  Structures,  Inc.,  Barkeley, California.
Hoedajanto, Dradjat dan Imran, Iswandi (2009). “Desain Perhitungan Struktur Tahan Gempa”. Shortcourse HAKI, Jakarta. Moestopo, Muslinang (2014). “ Perencanaan Struktur Baja Tahan Gempa”. Shortcourse HAKI, Jakarta. Sapta, Farlianti, S. (2015). “ Tinjauan Kapasitas Dan Tingkat Kinerja Struktur Baja Bangunan Penjemuran  Karet  PT.  MARDEC  SIGER  WAYKANAN  Akibat  Beban  Gempa”, Peneltian Dosen Pemula bagi dosen Perguruan Tinggi Swasta Kopertis Wilayah II.