ANALISIS PENGGUNAAN ELASTOMERIC RUBBER BEARING DAN RANGKA BERPENGAKU KONSENTRIK PADA STRUKTUR GEDUNG JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLBAN THE ANALYSIS OF ELASTOMERIC RUBBER BEARING AND CONCENTRICALLY BRACE FRAME APPLICATION ON BUILDING STRUCTURE OF ELECTRONIC ENGINEERING DEPARTMENT POLBAN Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Konstruksi Gedung Di Jurusan Teknik Sipil Oleh : CANDRA NUR ARIFIN NIM. 091111033 RIZAL MUTTAQIN NIM. 091111051 POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
27
Embed
ANALISIS PENGGUNAAN ELASTOMERIC RUBBER BEARING DAN …digilib.polban.ac.id/files/disk1/68/jbptppolban-gdl-candranura-3391-1... · Pada kajian ini membandingkan analisis perilaku bangunan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ANALISIS PENGGUNAAN ELASTOMERIC
RUBBER BEARING DAN RANGKA BERPENGAKU
KONSENTRIK PADA STRUKTUR GEDUNG JURUSAN
TEKNIK ELEKTRO POLBAN
THE ANALYSIS OF ELASTOMERIC RUBBER BEARING
AND CONCENTRICALLY BRACE FRAME APPLICATION
ON BUILDING STRUCTURE OF ELECTRONIC
ENGINEERING DEPARTMENT POLBAN
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Konstruksi Gedung
Di Jurusan Teknik Sipil
Oleh : CANDRA NUR ARIFIN NIM. 091111033 RIZAL MUTTAQIN NIM. 091111051
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
KATA PENGANTAR
Pertama-tama kami ingin mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan yang Maha
Esa karena dengan ridho-Nya kami dapat menyusun laporan Tugas Akhir dengan judul
Analisis Penggunaan Elastomeric Rubber Bearing dan Rangka Berpengaku
Konsentrik Pada Struktur Gedung Jurusan Teknik Elektro Polban. Laporan Tugas
Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah Tugas Akhir pada
semester 6.
Tidak lupa kami juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
seluruh pihak yang telah membantu kami dalam pembuatan karya tulis ini dan berbagai
sumber yang telah kami gunakan sebagai data dan fakta pada laporan ini.
1. Taufik Hamzah, Ir., MSA, MBA selaku ketua Jurusan Teknik Sipil.
2. Susilahadi, Ir., MT dan Luthfi M. M, SST., M.Eng selaku Dosen Pembimbing atas saran dan waktu yang diberikan sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
3. Krish Madyono H, Dipl.Ing.HTL., MT dan Andri Budiadi, BSCE., M. Eng
selaku dosen Penguji dalam sidang Tugas Akhir.
4. Kedua orang tua kami yang telah memberikan dukungan moril maupun
materil dalam penyusunan makalah ini.
5. Rekan-rekan Konstruksi Gedung III-B yang memberikan kami semangat dan
motifasi.
6. Pihak-pihak lain yang tidak dapat kami sebutkan, kami berterimakasih atas
segala doa dan bantuannya.
Semoga Allah SWT memberikan kebaikan yang berlipat ganda atas segala
bantuannya yang telah diberikan.
Kami mengakui bahwa kami adalah manusia yang mempunyai keterbatasan dalam
berbagai hal. Oleh karena itu tidak ada hal yang dapat diselesaikan dengan sangat sempurna.
Begitu pula dengan laporan ini yang telah kami selesaikan. Tidak semua hal dapat kami
deskripsikan dengan sempurna dalam laporan ini. Kami melakukannya semaksimal mungkin
dengan kemampuan yang kami miliki.
Dalam pembuatan laporan ini kami memiliki keterbatasan dan juga kekurangan, kami
bersedia menerima kritik dan saran dari pembaca. Semoga laporan yang kami susun ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca umumnya dan bagi kami sebagai penyusun khususnya.
Bandung, Juli 2012
Penyusun
ABSTRAK
Pada kajian ini membandingkan analisis perilaku bangunan terhadap gaya gempa menggunakan sistem bracing beton bertulang dan sistem base isolation dengan perletakan jepit biasa. Base isolation yang digunakan adalah jenis elastomeric rubber bearing tipe high damping rubber bearing. Sistem bracing yang digunakan berupa concentrically braced frame (CBF) yang terbuat dari beton bertulang.
Struktur dimodelkan 3 dimensi melalui program analisis struktur dengan analisis gempa 3D statik ekivalen yang dapat digunakan karena bentuk struktur dan ketinggiannya yang memenuhi syarat. Analisis gempa untuk base isolation menggunakan analisis statik ekivalen menurut aturan FEMA 451. Pada setiap komponen struktur gedung seperti tangga dan atap dihitung secara terpisah.
Hasil analisis struktur menunjukan interstory drift pada struktur fixed base (4 mm) dapat direduksi oleh struktur bracing (2,44 mm) sebesar 39% pada lantai 3. Interstory drift pada struktur fixed base (5,99 mm) pun dapat direduksi oleh struktur base isolation (2,95 mm) sebesar 50,75%. Interstory drift struktur bracing dengan kondisi pemasangan bracing seperti pada analisa struktur dapat direduksi oleh struktur base isolation sebesar 18,03%.
Kata kunci : Analisis statik ekivalen, base isolation, fixed base, concentrically braced frame.
ABSTRACT
In this study comparing the analysis of the behavior of buildings against earthquake forces using bracing system and reinforced concrete base isolation system with a regular clip placement. Base isolation is used a type of rubber elastomeric bearing type high damping rubber bearing. Bracing system used in the form of concentrically braced frame (CBF) are made of reinforced concrete.
Modeled three-dimensional structure through the analysis of 3D seismic analysis of structures with static equivalence can be used for structural shape and height are eligible. Seismic analysis for base isolation using an equivalent static analysis according to the rules of FEMA 451. On each component of the building structures such as stairs and the roof is calculated separately.
The results of structural analysis shows interstory drift in the structure of the fixed base (4 mm) can be reduced by bracing structure (2.44 mm) of 39% on the 3rd floor. Interstory drift in the structure of the fixed base (5.99 mm) can be reduced by structure of the base isolation (2.95 mm) of 50.75%. Interstory drift on structure of bracing system with conditions such as the installation of structural analysis can be reduced by base isolation structure of 18.03%.
Gambar 4.12 Beban hidup (kN) pada pelat tangga dan pelat bordes ............... IV-17
Gambar 4.13 Beban mati (kN) pada pelat tangga dan pelat bordes ................ IV-18
Gambar 4.14 Reaksi perletakan akibat beban mati dan beban hidup ............. IV-19
Gambar 4.15 Denah luasan pelat lantai ........................................................... IV-21
Gambar 4.16 Denah pemasangan bracing ...................................................... IV-31
Gambar 4.17 Tampak samping pemasangan bracing ..................................... IV-31
Gambar 5.1 Deformasi pada gedung fixed base yang diakibatkan oleh
gempa arah sb-x ........................................................................ V-1
Gambar 5.2 Deformasi pada gedung fixed base yang diakibatkan oleh
gempa arah sb-y ........................................................................ V-2
Gambar 5.3 Deformasi pada gedung bracing yang diakibatkan oleh
gempa arah sb-x ........................................................................ V-3
Gambar 5.4 Deformasi pada gedung bracing yang diakibatkan oleh
gempa arah sb-y ........................................................................ V-3
Gambar 5.5 Deformasi pada gedung base isolation yang diakibatkan oleh
gempa arah sb-x ........................................................................ V-4
Gambar 5.6 Deformasi pada gedung base isolation yang diakibatkan oleh
gempa arah sb-y ........................................................................ V-5 Gambar 5.7 Diagram perbandingan interstory drift pada struktur
fixed base dengan bracing akibat gempa arah sb-x ................... V-6
Gambar 5.8 Diagram perbandingan interstory drift pada struktur
fixed base dengan bracing akibat gempa arah sb-y ................... V-6
Gambar 5.9 Diagram perbandingan interstory drift pada struktur
fixed base dengan base isolation akibat gempa arah sb-x.......... V-7
Gambar 5.10 Diagram perbandingan interstory drift pada struktur
fixed base dengan base isolation akibat gempa arah sb-y.......... V-8
Gambar 5.11 Diagram perbandingan interstory drift pada struktur
bracing dengan base isolation akibat gempa arah sb-x ............. V-8
Gambar 5.12 Diagram perbandingan interstory drift pada struktur
bracing dengan base isolation akibat gempa arah sb-y ............. V-9
DAFTAR NOTASI
An = Antrade (lebar injakan) (mm)
Op = Optrade (tinggi injakan) (mm)
= Tegangan geser izin material baja, (N/mm2)
= Tegangan leleh mínimum baja, (N/mm2)
FK = Faktor keamanan
= Lendutan izin material baja (mm)
= Panjang bentang dari baja, (m)
Es = Modulus elastisitas baja (kN/m2)
Gmax = Reaksi perletakan maksimum (kN)
GX = Reaksi perletakan sb-x (kN)
GY = Reaksi perletakan sb-y (kN)
GZ = Reaksi perletakan sb-z (kN)
Δs = Batas layan (mm)
hi = Tinggi tiap lantai (mm)
Ix = Momen inersia sb-x (m4)
Iy = Momen inersia sb-y (m4)
Kkolom = Kekakuan kolom (kN/mm)
Kbase isolation = Kekakuan base isolation (kN/mm)
V = Beban gempa dasar nominal, (kN)
Wt = Kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal yang direduksi
(Ton)
C = Faktor respons gempa, yang besarnya tergantung dari jenis tanah
dasar dan waktu getar struktur
I = Faktor keutamaan struktur
R = Faktor reduksi gempa
Fi = Gaya statik ekivalen tiap lantai (kN)
Wu (P) = Beban aksial pada kolom (N)
Fix = Gaya statik ekivalen tiap lantai sb-x (kN)
Fiy = Gaya statik ekivalen tiap lantai sb-y (kN)
yi
ijins
L
Wi = Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (kN)
Zi = Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral
(mm)
T = Waktu getar alami gedung untuk perencanaan awal, (detik)
T1 = Waktu getar alami gedung yang terjadi, (detik)
di = Deformasi tiap lantai (mm)
diy = Deformasi tiap lantai pada sb-y (mm)
dix = Deformasi tiap lantai pada sb-x (mm)
Fi u-s = Gaya statik ekivalen tiap lantai arah utara-selatan (kN)
Fi t-b = Gaya statik ekivalen tiap lantai arah timur-barat (kN)
g = Percepatan gravitasi ( 10 m/dt2 )
Vs = Gaya geser dasar nominal untuk base isolation system, (kN)
Vb = Gaya gempa dasar nominal, (kN)
RI = Faktor reduksi gempa
1n = Bentang bersih terpanjang, diukur dari muka kolom dan atau balok
(mm)
2n = Bentang bersih terpendek, diukur dari muka kolom dan atau balok
(mm)
β = Rasio panjang bentang bersih terpanjang dengan panjang bentang
bersih terpendek
fy = Tegangan leleh baja (N/mm2)
h = Tebal pelat (mm)
A = Luas penampang (b=h, mm2)
y = Jarak titik berat penampang total ke serat terluar (mm)
Ibi = Momen inersia balok (mm4)
Ipi = Momen inersia pelat (mm4)
Ebi = Modulus elastisitas balok beton (N/mm2)
Epi = Modulus elastisitas pelat beton (N/mm2)
b = Lebar penampang balok (mm)
hb = Tinggi penampang balok (mm)
hp = Tinggi penampang pelat (mm)
Lp = Setengah lebar pelat pada sisi kiri dan kanan atau atas dan bawah
balok yang ditinjau (mm)
d = Jarak titik berat penampang total ke titik berat penampang yang
ditinjau (mm)
DAFTAR ISTILAH
B
Base Isolated Building : Bangunan gedung yang memiliki elemen
peredam gempa pada dasar kolom.
Base isolation system : Sistem peredam gempa pada dasar kolom.
Base isolation : Suatu elemen yang digunakan pada dasar
Modal analysis : Analisa pada suatu elemen struktur.
Monolit : Suatu kesatuan pada material.
Momen Resisting Frame : Momen tahanan yang dimiliki oleh rangka.
N
Nllink element : Elemen hubung dengan sistem nonlinear.
Nllink properties : Sifat yang dimiliki sistem hubungan
nonlinier.
P
P-delta analysis : Analisa beban aksial yang menghasilkan nilai
simpangan pada arah lateral.
Periodic time history analisis : Analisa riwayat waktu periode.
Preliminary design : Perencanaan desain awal.
R
Reinforcing : Pembesian.
Running : Menjalankan hasil analisa.
S
Software : Perangkat lunak.
Split K-braced EBF : Rangka berpengaku eksentrik K terbelah.
Static analysis : Analisa statis.
T
Two joint link : Dua hubungan.
V
V-braced CBF : Rangka berpengaku konsentrik bentuk V.
V-braced EBF : Rangka berpengaku eksentrik bentuk V.
X
X-braced CBF : Rangka berpengaku konsentrik bentuk X.
DAFTAR KONVERSI SATUAN
Panjang
1 m = 100 cm = 1000 mm
Massa Berat
1 Kg = 10 N = 0,01 kN
Volume
1 m3 = 10 x 109 mm3
Massa Jenis
1 kg/m3 = 10 x 10-9 N/mm3
Percepatan
1 m/dt2 = 1000 mm/dt2
Luas
1 m2 = 10 x 106 mm2
Inersia
1 m4 = 10 x 1012 mm4
Gaya
1 Kg = 10 N = 0,01 Kn
DAFTAR PUSTAKA
Teruna, Daniel Rumbi, dan Singarimbun, Hendry. 2010. Analisis Respons Bangunan
ICT Universitas Syiah Kuala yang memakai Slider Isolator Akibat Gaya
Gempa. (Online) (http://wiryanto.files.wordpress.com/2010/08/13-daniel-r-teruna-dan-endrik-singarimbun-paper.pdf) 12 Februari 2012 pukul 22.01 WIB.
Erista, Dicky. 2011. Kajian Efek Parameter Base Isolator Terhadap Respon
Bangunan Akibat Gaya Gempa dengan Metode Analisis Riwayat Waktu, Medan. (Online), (http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28027/3/Chapter%20II.pdf) 16 Februari 2011 pukul 10.00 WIB.
Winata, Gilang Pandu. 2011. Desain dan Analisis Bangunan Tahan Gempa yang
Menggunakan Base Isolation. ITB, Bandung.
Arizona, Femy dan Mulyanto, Hery. 2006. Pengaruh Interaksi Struktur dan Tanah
Pada Analisis Dinamik Respon Spektrum. Undergraduate thesis, F. Teknik UNDIP. (Online) (http://eprints.undip.ac.id/33815/4/1612_chapter_II.pdf) 5 Maret 2012 Pukul 11.00 WIB
(http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/30166) 20 Maret 2012 Pukul 21.00 WIB
M. Luthfi M. dan Permana, Rahmat. 2001. Desain Struktur Gedung OECF
Berbantalan Karet dengan Menggunakan Program SAP2000. Polban, Bandung
Departemen Pekerjaan Umum. 2003. SNI 03-1726-2003, “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung”. (Online) (http://erwinrommel.staff.umm.ac.id/files/2010/02/SNI-03-1726-2003-Perenc-Tahan-Gempa-pada-Gedung.pdf) 20 Maret 2012 Pukul 21.00 WIB.
Departemen Pekerjaan Umum. 2002. SNI 03 –2847 – 2002, “Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”.
Departemen Pekerjaan Umum, 2006. Pedoman Teknis Bangunan Tahan Gempa. Departemen Pekerjaan Umum, 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk
Gedung (PPIUG 1983).
Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. 1984. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI’84).
Departemen Pekerjaan Umum, 1991, SK SNI T-15-1991-03 Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.
Teruna, Daniel Rumbi 2005, Analisis Respon Bangunan dengan Base Isolator Akibat
Gaya Gempa, Jurnal Sistem Teknik Industri. (Online) (http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/15908/1/sti-okt2005-%20%2810%29.pdf), 29 Maret 2012 Pukul 13.30 WIB.
Ariefyanto, Fajri, 2009, Perbandingan Kinerja Struktur Baja Bertingkat Banyak
Menggunakan Eccentrically Braced Frames Tipe D-Braced, K-Split Braced,
dan V-Braced. (Online) (http://repository.eng.unri.ac.id:8085/jspui/bitstream/123456789/348/1/TSS_2009_0311864_jurnal.pdf), 5 Juni 2012 Pukul 12.25 WIB.
Dalil, Herman, 2012, Bahan Kulian Struktur Beton II. (Online) (http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND.TEKNIK_SIPIL/196202021988031-NANANG_DALIL_HERMAN/BAB_III_BAHAN_KULIAH_STRUKTUR_BETON_II.pdf), 6 Juni 2012 Pukul 11.40 WIB.
Sulardi dan Rahmawati, Debby, 2011, Sistem Kontrol Base Isolation untuk
Perencanaan Gedung Tahan Gempa. (Online) (http:/repository.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1336/1/10308067.pdf), 10 Juni 2012 Pukul 12.39 WIB.
Bridgestone, Design Characteristics of High Damping Rubber Bearing. (Online) http://www.bridgestone.com/products/diversified/antiseismic_rubber/pdf/H-RB2010_11.pdf, 4 Mei 2012 Pukul 10.43 WIB.