(1) Mahasiswa (2) Dosen pembimbing DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR GEDUNG MY TOWER DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM GANDA Angga Wahyudi Fajarianto 1 , Mudji Irmawan 2 Jurusan Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh November (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya (60111) Kepulauan Indonesia merupakan wilayah yang rawan akan gempa. Oleh karena itu, sudah seharusnya dalam pembangunan infrastruktur dapat memenuhi syarat tahan gempa. Untuk itu diperlukan perancangan dan pengawasan khusus untuk menekan resiko yang terjadi akibat gempa. Salah satu sistem struktur yang dapat digunakan untuk bangunan tahan gempa adalah sistem ganda. Sistem ganda ( dual system ) adalah salah satu sistem struktur yang beban gravitasinya dipikul sepenuhnya oleh space frame ( Rangka ), sedangkan beban lateralnya dipikul bersama oleh space frame dan shear wall ( Dinding Geser / Dinding Struktur ). Menurut SNI 03-1726-2002 Pasal 5.2.3 space frame sekurang- kurangnya memikul 25% dari beban lateral dan sisanya dipikul oleh shear wall. Karena shear wall dan space frame dalam dual system merupakan satu kesatuan struktur maka diharapkan keduanya dapat mengalami defleksi lateral yang sama, atau setidaknya space frame mampu mengikuti defleksi lateral yang terjadi. Shear wall adalah dinding geser yang terbuat dari beton bertulang dimana tulangan tersebut akan menerima gaya lateral terhadap gempa sebesar beban yang telah direncanakan. Dengan sistem ini, dimensi rangka utama dapat diperkecil karena adanya shear wall. Penggunaan sistem ganda ini dirasa lebih hemat dibandingkan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen , karena dalam Sistem Rangka Pemikul Momen, semakin tinggi struktur gedung, maka semakin besar dimensi yang digunakan sehingga kemampuan struktur lebih banyak tebuang untuk menahan berat sendiri yang besar. Begitu pula dengan dual system dimana semakin tinggi gedung tersebut dan berada pada wilayah gempa kuat, maka semakin tebal pula shearwall yang dibutuhkan, sehingga berat shearwall juga semakin besar. Dalam pengajuan tugas akhir ini, penulis akan memodifikasi Gedung My Tower Surabaya yang terdiri dari 20 lantai. Bangunan tersebut akan direncanakan ulang dengan menggunakan Sistem Ganda yang terdiri dari 12 lantai dan akan dirancang di daerah Sukabumi yang merupakan wilayah gempa kuat. Kata kunci : Dinding Geser, Rangka, Sistem Ganda, Zona Gempa Kuat Latar Belakang Gedung My Tower ialah gedung yang mempunyai 20 lantai dan dibangun didaerah gempa rendah. Gedung My Tower tersebut terdapat di Surabaya. Gedung tersebut dibangun dengan menggunakan menggunakan beton bertulang biasa dengan menggunakan sistem cor di tempat. Karena Indonesia ditinjau dari lokasinya yang rawan gempa maka pembangunan insfrastruktur harus memenuhi syarat tahan gempa. Sehinga dapat memperkecil kerugian dan kecelakaan yang mungkin timbul akibat terjadinya gempa, mengingat tingginya resiko gempa di Indonesia. Maka dalam tugas akhir ini akan direncanakan gedung yang terdiri dari 12 lantai dan dirancang sebagai hotel di wilayah gempa kuat. Sistem ganda ( dual system ) ini memiliki tiga ciri dasar. Pertama, rangka ruang lengkap berupa sistem rangka pemikul momen ( SRPM ) yang penting berfungsi memikul beban gravitasi. Kedua pemikul beban lateral dilakukan oleh dinding geser dan sistem rangka pemikul momen ( SRPM ) dimana yang tersebut terakhir ini harus secara tersendiri sanggup memikul sedikitnya 25% dari beban dasar geser nominal V. Hal ini menyebabkan balok dan kolom mempunyai dimensi yang lebih kecil dibandingkan bila menggunakan sistem konvensional. Ketiga, dinding geser dan SRPM direncanakan untuk menahan beban V secara proporsional berdasarkan kekakuan relatifnya. Dinding geser ialah dinding yang terbuat dari beton bertulang dimana tulangan
8
Embed
DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR GEDUNG MY TOWER …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40257-3107100049-paper.pdf · 12 lantai dan dirancang sebagai hotel di wilayah gempa kuat. Sistem
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
(1)Mahasiswa (2)Dosen pembimbing
DESAIN MODIFIKASI STRUKTUR GEDUNG MY TOWER DENGAN MENGGUNAKAN
SISTEM GANDA
Angga Wahyudi Fajarianto1, Mudji Irmawan
2
Jurusan Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh November (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya (60111)
Kepulauan Indonesia merupakan
wilayah yang rawan akan gempa. Oleh
karena itu, sudah seharusnya dalam
pembangunan infrastruktur dapat
memenuhi syarat tahan gempa. Untuk itu
diperlukan perancangan dan pengawasan
khusus untuk menekan resiko yang terjadi
akibat gempa. Salah satu sistem struktur
yang dapat digunakan untuk bangunan
tahan gempa adalah sistem ganda.
Sistem ganda ( dual system ) adalah
salah satu sistem struktur yang beban
gravitasinya dipikul sepenuhnya oleh space
frame ( Rangka ), sedangkan beban
lateralnya dipikul bersama oleh space frame
dan shear wall ( Dinding Geser / Dinding
Struktur ). Menurut SNI 03-1726-2002
Pasal 5.2.3 space frame sekurang-
kurangnya memikul 25% dari beban lateral
dan sisanya dipikul oleh shear wall. Karena
shear wall dan space frame dalam dual
system merupakan satu kesatuan struktur
maka diharapkan keduanya dapat
mengalami defleksi lateral yang sama, atau
setidaknya space frame mampu mengikuti
defleksi lateral yang terjadi. Shear wall
adalah dinding geser yang terbuat dari
beton bertulang dimana tulangan tersebut
akan menerima gaya lateral terhadap
gempa sebesar beban yang telah
direncanakan.
Dengan sistem ini, dimensi rangka
utama dapat diperkecil karena adanya
shear wall. Penggunaan sistem ganda ini
dirasa lebih hemat dibandingkan dengan
Sistem Rangka Pemikul Momen , karena
dalam Sistem Rangka Pemikul Momen,
semakin tinggi struktur gedung, maka
semakin besar dimensi yang digunakan
sehingga kemampuan struktur lebih banyak
tebuang untuk menahan berat sendiri yang
besar. Begitu pula dengan dual system
dimana semakin tinggi gedung tersebut dan
berada pada wilayah gempa kuat, maka
semakin tebal pula shearwall yang
dibutuhkan, sehingga berat shearwall juga
semakin besar.
Dalam pengajuan tugas akhir ini, penulis
akan memodifikasi Gedung My Tower
Surabaya yang terdiri dari 20 lantai.
Bangunan tersebut akan direncanakan
ulang dengan menggunakan Sistem Ganda
yang terdiri dari 12 lantai dan akan
dirancang di daerah Sukabumi yang
merupakan wilayah gempa kuat.
Kata kunci : Dinding Geser, Rangka, Sistem
Ganda, Zona Gempa Kuat
Latar Belakang
Gedung My Tower ialah gedung yang
mempunyai 20 lantai dan dibangun didaerah
gempa rendah. Gedung My Tower tersebut
terdapat di Surabaya. Gedung tersebut
dibangun dengan menggunakan menggunakan
beton bertulang biasa dengan menggunakan
sistem cor di tempat.
Karena Indonesia ditinjau dari lokasinya
yang rawan gempa maka pembangunan
insfrastruktur harus memenuhi syarat tahan
gempa. Sehinga dapat memperkecil kerugian
dan kecelakaan yang mungkin timbul akibat
terjadinya gempa, mengingat tingginya resiko
gempa di Indonesia. Maka dalam tugas akhir
ini akan direncanakan gedung yang terdiri dari
12 lantai dan dirancang sebagai hotel di
wilayah gempa kuat.
Sistem ganda ( dual system ) ini
memiliki tiga ciri dasar. Pertama, rangka ruang
lengkap berupa sistem rangka pemikul momen
( SRPM ) yang penting berfungsi memikul
beban gravitasi. Kedua pemikul beban lateral
dilakukan oleh dinding geser dan sistem
rangka pemikul momen ( SRPM ) dimana yang
tersebut terakhir ini harus secara tersendiri
sanggup memikul sedikitnya 25% dari beban
dasar geser nominal V. Hal ini menyebabkan
balok dan kolom mempunyai dimensi yang
lebih kecil dibandingkan bila menggunakan
sistem konvensional. Ketiga, dinding geser dan
SRPM direncanakan untuk menahan beban V
secara proporsional berdasarkan kekakuan
relatifnya. Dinding geser ialah dinding yang
terbuat dari beton bertulang dimana tulangan
2
tersebut akan menerima gaya lateral terhadap
gempa sebesar beban yang telah direncanakan.
Perumusan Masalah
Perumusan Utama
1. Bagaimana merencanakan Gedung My
Tower dengan menggunakan Sistem
Ganda pada zona gempa kuat
Perumusan Detail
1. Bagaimana merencanakan preliminari
desain struktur
2. Bagaimana asumsi pembebanan setelah
diadakan modifikasi
3. Bagaimana merencanakan elemen
struktur primer
4. Bagaimana merencanakan elemen
struktur sekunder
5. Bagaimana melakukan analisa struktur
dengan program bantu SAP 2000
6. Bagaimana merencanakan pondasi
struktur yang mendukung kestabilan
struktur
7. Bagaimana menuangkan hasil
perencanaan ke dalam gambar teknik
Tujuan
Tujuan perencanaan ulang gedung ini
adalah :
1. Mendapatkan struktur gedung berlantai
12 yang dibangun dengan menggunakan
sistem ganda pada wilayah gempa kuat.
2. Mendapatkan hasil pondasi yang
mendukung kestabilan struktur.
3. Menuangkan hasil perhitungan dan
perencanaan dalam gambar teknik.
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam tugas akhir
perancangan gedung ini adalah :
1. Tidak membandingkan kecepatan waktu
pelaksanaan proyek konstruksi gedung
menggunakan sistem ganda (dual
system) dengan sistem lain nya
2. Tidak meninjau analisa biaya dan
manajemen konstruksi.
3. Tidak membahas metode pelaksanaan di
lapangan kecuali yang mempengaruhi
perhitungan struktur.
4. Dalam perencanaan struktur
memperhitungkan struktur atas dan
struktur bawah.
5. Denah atap hanya digunakan sebagai
pembebanan saja.
6. Perencanaan struktur bangunan terdiri
dari 12 lantai.
7. Perencanaan tidak termasuk sistem
utilitas, kelistrikan, dan sanitasi.
Manfaat
Diharapkan dengan berakhirnya Tugas
Akhir ini dapat memberikan manfaat dalam
bidang Teknik Sipil, yaitu dapat memberikan
contoh penggunaan metode sistem ganda
dalam pembangunan suatu gedung bertingkat
di wilayah gempa kuat.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Tujuan dari perancangan bangunan
tahan gempa adalah untuk mengurangi
kerusakan yang masih dapat diperbaiki,
membatasi ketidaknyamanan penghuni saat
terjadi gempa, dan melindungi layanan
bangunan yang vital serta menghindari korban
jiwa.
Peraturan Perancangan
Peraturan yang digunakan antara lain :
1. Peraturan Beton Bertulang Indonesia
(PBBI) 1971
2. SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung
3. SNI 03-1726-2012 Perencanaan Gempa
Untuk Gedung
4. Pedoman Perancangan Pembebanan
Indonesia Untuk Rumah dan Gedung
(PPIUG) 1983
Kombinasi Pembebanan
Kombinasi beban pada kondisi ultimate
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)
3. 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (L atau 0,5W)
4. 1,2D + 1,0W + L + 0,5(Lr atau R)
5. 1,2D + 1,0E + L
6. 0,9D + 1,0W
7. 0,9D + 1,0E
Penentuan beban gempa menurut SNI 03-
1726-2012 :
3
Spektral percepatan Ss dan S1
Kategori resiko dan faktor keutamaan
bangunan
Klasifikasi situs dan koefisien situs (Fa
dan Fv)
Grafik Respon Spektrum Desain
Sistem Struktur
Sistem Ganda ( Dual System )
Untuk sistem ganda, rangka pemikul
momen harus mampu menahan paling
sedikit 25 persen gaya gempa desain.
Tahanan gaya gempa total harus disediakan
oleh kombinasi rangka pemikul momen dan
dinding geser atau rangka bresing, dengan
distribusi yang proporsional terhadap
kekakuannya.
Sistem Rangka Pemikul Momen ( SRPM )
SRPM ini mengembangkan kemampuan
menahan beban gempa kuat lentur dari
komponen struktur balok dan kolom.
(Purwono dan Tavio 2007)
Berdasarkan SNI 03-2847-2002,
perencanaan pembangunan gedung
bertingkat untuk daerah dengan resiko
gempa tinggi menggunakan Sistem Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dengan
mengunakan konsep Strong Column Weak
Beam yang merancang kolom sedemikian
rupa agar bengunan dapat berespon
terhadap beban gempa dengan
mengembangkan mekanisme sendi plastis
pada balok-baloknya dan dasar kolom.
Dinding Geser ( Shear wall )
Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur
Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-
2847-2002 (Purwono 2005), perencanaan
geser pada dinding struktural untuk
bangunan tahan gempa didasarkan pada
besarnya gaya dalam yang terjadi akibat
beban gempa.
BAB III
METODOLOGI
Data bangunan :
Jumlah lantai = 12 lantai
Tinggi tiap lantai = 3,4 m
Tinggi lantai basement = 5 m
Tinggi total bangunan = 42,4 m
Ukuran bangunan = 38,4 m x 48 m
Fungsi bangunan = Apartement
Data Material :
f’c = 35 MPa
fy = 400 Mpa
Not OK
Not OK
OK
OK
Kontrol
Pembebanan
Struktur Sekunder
Preliminari Desain
Perhitungan Struktur Atas, terdiri dari: 1. Balok 2. Kolom 3. HBK 4. Dinding geser
Output Gaya Dalam
Analisa Struktur dengan Menggunakan ETABS v9.7.0
Pemilihan Kriteria Desain
Studi Literatur dan Pengumpulan Data
Mulai
Perhitungan Struktur bawah
Gambar Detail Hasil Perancangan
Selesai
Syarat
4
BAB IV
PRELIMINARY DESIGN
Perencanaan Balok
- Balok B1A (8 m), B2 (8 m), B3 (8 m),
dan BA1 (8 m)
Dimensi = 40/60 cm
- Balok BA1 (8 m), BA2 (8 m)
Dimensi = 25/45 cm
Perencanaan Tebal Pelat
Pelat lantai = 12 cm
Perencanaan Kolom
Tinggi Kolom = 3,4 m dan 5 m
Dimensi Kolom = 80 cm x 80 cm
Perencanaan Dinding Geser
Panjang dinding geser = 8 m dan7,68 m
Tebal dinding geser = 40 cm
BAB V
PERENCANAAN STRUKTUR
SEKUNDER
Perencanaan Pelat
Dimensi pelat =351,5 cm x 367,5 cm
Tebal pelat = 12 cm
Decking = 20 mm
Diameter tulangan = 10 mm
fy = 400 Mpa
f’c = 35 MPa
Resume kebutuhan tulangan pada pelat :
Pelat
Lapangan & Tumpuan
Arah X
Lapangan & Tumpuan
Arah Y
Utama Pembantu Utama Pembantu
Atap D10-200 Ø6-250 D10-200 Ø6-250
Tipikal D10-200 Ø6-250 D10-200 Ø6-250
Lantai D10-150 Ø6-250 D10-150 Ø6-250
Basement D10-150 Ø6-250 D10-150 Ø6-250
Perencanaan Tangga
Data Perencanaan :
Mutu beton (fc’) = 35 Mpa
Mutu baja (fy) = 400 Mpa
Tinggi antar lantai = 340 cm
Panjang bordes = 150 cm
Tinggi injakan = 20 cm
Lebar injakan = 25 cm
Tebal pelat tangga = 15 cm
Tebal pelat bordes = 15 cm
Diameter tulangan lentur = 16 mm
Jumlah injakan (n) = (20
190) = 9
Kemiringan Tangga (α) = arc tan
25
20
= 38,66°
Tebal pelat rata-rata = 22,8 cm
Setelah dilakukan perhitungan didapatkan :
- Penulangan pelat tangga
Dipakai tulangan lentur D12-150 mm
- Penulangan pelat bordes
Dipakai tulangan lentur D12-150 mm
- Penulangan balok bordes
Dipakai tulangan lentur 4 Ø 16
Dipakai tulangan geser Ø10–250 mm.
Perencanaan Balok Anak
BAB VI
PEMBEBANAN GEMPA
Data perencanaan yang akan dipakai adalah
sebagai berikut :
Mutu beton (f’c) : 35 Mpa
Mutu baja tulangan (fy) : 400 Mpa
Fungsi bangunan : Apartemen
Tinggi bangunan : 42,4 m
Jenis bangunan : Beton bertulang
Dimensi balok induk : 40/60 cm2
Dmensi kolom : 80 x 80 cm2
Tebal shearwall : 40 cm
Dimensi balok anak : 40/60 cm2
Kategori resiko bangunan : Kategori IV
Kelas situs : tanah keras
Analisa Beban Gempa
5
Pembagian wilayah gempa di atas, diperoleh
Ss = 1,48 g untuk daerah Sukabumi
Pembagian wilayah gempa diatas, diperoleh S1
= 0,537 g untuk daerah Sukabumi
Periode Waktu Getar Alami Fundamental
Berdasarkan tipe struktur :
Ta1 = Ct . hnx
Tax1 = Tay1 = 0,0488 (42,4 m)0,75
= 0,811 s
Ta maksimum = Cu . Ta minimum
1,4 . 0.811 = 1,135 s
T yang didapat dari analisis SAP 2000, yaitu:
-Ta (U-S) : 1,009 s
-Ta (B-T) : 0,982 s
Nilai T(U-S) yang digunakan adalah 1,009
karena nilai T sap2000 terletak di dalam
interval antara nilai Ta minimum dan Ta
maksimum -Ta minimum < Ta SAP 2000 (U-S) < Ta maksimum
Nilai T(B-T) yang digunakan adalah 0,982
karena nilai T sap2000 terletak di dalam
interval antara nilai Ta minimum dan Ta
maksimum -Ta minimum < Ta SAP 2000 (B-T) < Ta maksimum