Preliminary kolom adalah penentuan ukuran awal kolom sebelum dilakukan analisis struktur secara lengkap. Tujuannya agar dimensi kolom yang digunakan dalam model awal cukup rasional dan tidak terlalu kecil.
Pembahasan ini berlaku untuk kolom struktur utama, bukan kolom praktis pada pasangan dinding.
1. Data awal yang dibutuhkan
Sebelum menentukan dimensi kolom, diperlukan beberapa data dasar:
- Jumlah lantai bangunan.
- Jarak antar kolom atau bentang balok.
- Tinggi setiap lantai.
- Fungsi ruangan.
- Jenis pelat dan material dinding.
- Mutu beton dan baja tulangan.
- Lokasi bangunan dan kategori desain seismik.
- Posisi kolom: interior, tepi, atau sudut.
Semakin besar bentang dan luas lantai yang ditumpu, semakin besar pula beban yang diterima kolom.
2. Menentukan luas tributari kolom
Luas tributari adalah bagian lantai yang bebannya diteruskan kepada satu kolom.
Sebagai contoh, untuk jarak kolom 4 m × 4 m, kolom interior mempunyai luas tributari: At=4×4=16 m2
Kolom tepi dan sudut biasanya memiliki luas tributari lebih kecil. Namun, kolom tersebut dapat menerima momen akibat gempa dan eksentrisitas yang lebih besar sehingga belum tentu dimensinya boleh langsung diperkecil.
3. Memperkirakan beban lantai
Untuk rumah tinggal, beban awal dapat diperkirakan sebagai berikut:
- Beban mati lantai, finishing, plafon dan dinding: sekitar 4–6 kN/m².
- Beban hidup rumah tinggal: 1,92 kN/m², sesuai SNI 1727:2020.
- Berat balok dan kolom perlu ditambahkan secara terpisah apabila belum termasuk dalam beban mati.
Untuk pemeriksaan gravitasi awal, beban terfaktor dapat dihitung dengan:
qu = 1,2D + 1,6L
Perkiraan gaya aksial kolom dasar:
Pu ≈ qu × At × n
dengan n adalah jumlah lantai yang ditumpu kolom.
4. Memperkirakan luas penampang kolom
Untuk preliminary, luas penampang kolom dapat diperkirakan menggunakan:
Ag ≈ Pu/ (0,25 sampai 0,35)fc′
Rumus tersebut adalah pendekatan praktis, bukan rumus kapasitas akhir menurut SNI. Faktor 0,25–0,35 digunakan untuk menyediakan ruang bagi pengaruh momen, eksentrisitas, gempa dan kelangsingan kolom.
Untuk kolom persegi:
b ≈ sqrt(Ag)
5. Contoh sederhana
Misalkan rumah 4 lantai memiliki:
- Jarak kolom: 4 m × 4 m.
- Luas tributari: 16 m².
- Beban mati: 5 kN/m².
- Beban hidup: 1,92 kN/m².
- Mutu beton: fc′=25 MPa.
Beban terfaktor lantai:
qu = 1,2(5) + 1,6(1,92) = 9,07 kN/m2
Perkiraan beban dari empat lantai:
Pu = 9,07 × 16 × 4 ≈ 581 kN
Setelah ditambah berat balok, kolom dan beban lainnya, gaya aksial awal dapat diperkirakan sekitar 650–750 kN. Jika digunakan Pu=700 kN:
Ag ≈ 700.000/(0,30(25))=93.333 mm2
b ≈ sqrt(93.333)=306 mm
Secara matematis diperoleh sekitar 310 mm. Untuk memberikan cadangan terhadap momen dan gempa, dapat dipilih ukuran awal 350 mm × 350 mm.
6. Pedoman ukuran awal
Untuk rumah dengan bentang normal sekitar 3–4 m, tinggi lantai 3–3,5 m, beban rumah tinggal biasa, dan beton fc′ sekitar 25 MPa:
| Jumlah lantai | Ukuran awal kolom utama | Contoh tulangan awal |
|---|---|---|
| 2 lantai | 300 × 300 mm | 8D13 atau 8D16 |
| 3 lantai | 300 × 300 sampai 350 × 350 mm | 8D16 |
| 4 lantai | 350 × 350 sampai 400 × 400 mm | 8D16 sampai 12D16 |
Ukuran tersebut hanya pedoman awal. Bentang lebih dari 4 m, lantai terbuka, dinding berat, tandon air, ketidakberaturan bangunan, atau kondisi gempa tinggi dapat membutuhkan kolom yang lebih besar.
Untuk kolom Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus, SNI 2847:2019 Pasal 18.7.2 mensyaratkan:
- Dimensi terkecil kolom minimal 300 mm.
- Rasio sisi terkecil terhadap sisi tegak lurusnya minimal 0,4.
7. Tulangan awal kolom
SNI 2847:2019 mensyaratkan rasio tulangan longitudinal kolom umum antara 1%–8% dari luas penampang. Untuk kolom SRPMK, batasnya 1%–6%.
Dalam preliminary, rasio tulangan sekitar 1%–2,5% umumnya lebih praktis dan mudah dikerjakan. Tulangan sengkang dapat diawali dengan D10-100 mm pada daerah dekat sambungan balok-kolom dan D10-150 mm pada bagian tengah kolom, tetapi jumlah kaki, jarak, serta panjang daerah pengekangan tetap harus dihitung.
8. Pemeriksaan akhir yang wajib dilakukan
Dimensi preliminary harus diverifikasi melalui analisis struktur yang mencakup:
- Interaksi gaya aksial dan momen dua arah.
- Kapasitas geser kolom.
- Pengaruh kelangsingan.
- Beban gempa sesuai SNI 1726:2019.
- Simpangan antar lantai.
- Detail pengekangan dan sambungan tulangan.
- Kapasitas joint balok-kolom.
- Prinsip kolom kuat–balok lemah.
- Kapasitas pondasi dan daya dukung tanah.
SNI 8140:2016 tidak cukup digunakan sebagai satu-satunya acuan untuk bangunan 4 lantai maupun sistem kolom dengan pelat lantai menggantung. Perencanaan struktur utamanya tetap harus mengacu pada SNI 2847:2019, SNI 1726:2019, dan SNI 1727:2020.