PENDAHULUAN BAB I. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perencanaan bangunan gedung tingkat tinggi harus memperhitungkan kekuatan (Strength), kekakuan (Rigity/Stiffness) dan stabilitas (Stability) pada struktur. Apabila salah satu dari ketiga faktor tersebut diabaikan maka akan menyebabkan terjadi deformasi lateral terhadap salah satu elemen struktur bangunan, yang mengakibatkan ketidakstabilan bangunan dalam menyerap gaya-gaya atau beban-beban yang dipikulnya. Suatu sistem struktur penahan lateral yang sesuai, yang mempengaruhi konfigurasi atau tata letak elemen vertikal. Banyak sistem struktur yang umum digunakan pada membangun tingkat tinggi, diantara sistem rigid frame, braced frame, coupled shear wall, Outrigger dan belt-trust, sistem ganda, framed tube, trussed tube, dan bundle tube. Perencanaan struktur gedung 9 lantai yang akan penulis disain menggunakan sistem ganda. Dimana penggunaan dinding geser (shearwall) dapat dikombinasikan dengan frame, sehingga akan menimbulkan interaksi yang saling mendukung satu sama lain. Perilaku dinding geser sangat berbeda dengan perilaku frame dimana dinding geser akan berdefleksi dalam mode lentur (flexural shape) dengan sudut defleksi atau slope sama dengan nol pada bagian bawah dan mempunyai simpangan terbesar di bagian atasnya. Sedangkan frame berdefleksi dalam mode geser (shear shape) dengan slope sama dengan nol pada bagian atas dan mempunyai simpangan terbesar pada bagian dasar. Pada saat shearwall dan frame dihubungkan dan diberikan beban lateral, maka struktur tersebut akan membentuk defleksi yang akan menghasilkan pola lentur bagian bawah dan pola geser pada bagian atas. Gaya aksial pada elemen I - 1

2 penghubung menyebabkan shearwall menahan simpangan frame bagian bawah dan frame menahan simpangan shearwall pada bagian atas. Masing-masing berperilaku sebagai restrainer bagi yang lain. Smith (1991), menjelaskan bahwa perbandingan kekakuan shearwall terhadap frame makin kecil nilainya seiring dengan peningkatan jumlah lantai struktur. Perubahan kekakuan relatif terjadi pada bagian atas shearwall sehubungan dengan jumlah lantai disebabkan oleh fleksibilitas bagian atas shearwall. Dimana shearwall berperilaku seperti flexural cantilever. Oleh sebab itu, ketinggian dan jumlah lantai menentukan pengaruh frame terhadap kekakuan lateral dari struktur shearwall - frame. Selain itu pula, konfigurasi struktur dalam penempatan shearwall yang tidak efektif menyebabkan timbulnya eksentrisitas antara pusat massa bangunan dengan pusat rotasi bangunan. Timbulnya eksentrisitas tersebut dapat menyebabkan torsi terhadap elemen elemen struktur bangunan. Oleh sebab itu puntiran (torsi) harus dihindarkan atau paling tidak diminimalisasikan Perumusan Masalah Ada beberapa masalah dari wacana di atas yang menjadi bahan analisa sebelum dilakukan desain terhadap struktur gedung, adalah sebagai berikut : 1) Adanya konfigurasi tata-letak dinding geser (shearwall) yang kurang proporsional dapat menyebabkan struktur gedung tidak memiliki kestabilan dan kekuatan. 2) Adanya konfigurasi ketinggian dinding geser (Shearwall) yang tidak efektif dapat menyebabkan struktur gedung tidak memiliki kekakuan yang dibutuhkan oleh struktur gedung Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini, adalah sebagai berikut : 1) Mencari beberapa konfigurasi letak dinding geser (shearwall) secara proporsional sehingga dapat menghasilkan dinding geser yang paling optimal terhadap kekakuan dan kestabilan struktur gedung. I - 2

3 2) Mencari effektifitas terhadap beberapa konfigurasi tinggi dinding geser (shearwall) yang paling optimal terhadap kekakuan struktur gedung. 3) Merancang elemen-elemen struktur berdasarkan konfigurasi letak dan ketinggian dinding geser (shear wall) yang paling optimum Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Adapun ruang lingkup dan batasan masalah, sebagai berikut : 1) Optimasi penempatan letak dinding geser (Shearwall) minimum 3 (tiga) konfigurasi model struktur yang tidak menyebabkan gaya lintang tambahan struktur atas. 2) Optimasi ketinggian dinding geser (Shearwall) minimum 2 (dua) konfigurasi model struktur. 3) Disain bangunan hanya terbatas pada struktur beton bagian atas. 4) Struktur bangunan gedung tergolong Struktur bangunan gedung beraturan. 5) Merancang elemen-elemen struktur berdasarkan konfigurasi letak dan ketinggian dinding geser (shear wall) yang paling optimum. 6) Perhitungan menggunakan system ganda yaitu beban lateral gempa (V) dipikul bersama oleh Dinding geser dan SRPMK secara proporsional berdasarkan kekakuan relative masing-masing tetapi memperhitungkan interaksi kedua system disemua tingkat Metodelogi Penulisan Metodelogi penulisan yang dilakukan dalam penyusunan tugas akhir ini, antara lain : Studi literatur mengacu pada Peraturan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI dan Peraturan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI serta literatur lainnya yang mendukung dan memperjelas kedua peraturan di atas, dapat dipergunakan sebagai bagian dari studi dan bahan penulisan. Sedangkan untuk pembebanan mengacu pada Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI F). I - 3

4 Untuk menentukan gaya-gaya dalam serta pemodelan pada shearwall saat melakukan analisa struktur dalam program ETABS V9.0. menggunakan pendekatan melalui peraturan ACI sedangkan untuk penulangan struktur kolom menggunakan PCACOL Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : Bab I : PENDAHULUAN Menjelaskan tentang latar belakang penulisan, tujuan dari penulisan, metode penulisan, ruang lingkup dan batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Menjelaskan kriteria perencanaan struktur gedung yang mengacu pada Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung dan Tata Cara Perencanaan Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI dan SNI ), menjelaskan gambaran umum dinding geser (shearwall). BAB III : METODOLOGI DESAIN DAN PERENCANAAN Mempersiapkan data dan gambar pemodelan struktur bangunan gedung sebagai bahan analisis dan desain dalam perencanaan terhadap tiga konfigurasi struktur bangunan gedung. BAB IV : PERENCANAAN AWAL (PRELIMINARY DESIGN) Melakukan perencanaan awal desain terhadap elemen-elemen struktur gedung yang dihitung secara manual. BAB V : ANALISA DAN PEMBAHASAN 1) Melakukan running terhadap pemodelan struktur tiga dimensi dengan bantuan progam komputer ETABS V9.0 untuk menentukan simpangan horinsontal serta gaya-gaya dalam pada struktur pada arah U-S dan B-T. 2) Melakukan analisis terhadap ketiga konfigurasi yang memiliki letak dan ketinggian yang optimum. I - 4

5 3) Melakukan analisis atau perhitungan secara matematis terhadap elemen elemen struktur gedung. BAB VI : DESAIN DAN PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG Melakukan desain dan perencanaan tulangan terhadap struktur Pelat lantai, struktur Balok, struktur Kolom dan struktur Dinding Geser (Shear Wall) BAB VII : KESIMPULAN DAN SARAN Menyimpulkan hasil dari analisis pada beberapa model struktur bangunan gedung di atas terhadap optimasi letak dinding geser dan Optimasi tinggi dinding geser Ilustrasi Dinding Geser (Shearwall) Sebagai gambaran dapat dilihat studi kasus di bawah ini yang dibagi kedalam tiga konfigurasi berdasarkan optimasi letak dinding geser dan dua konfigurasi berdasarkan optimasi tinggi dinding geser yang akan menjadi bahan analisis dalam tugas akhir ini. Struktur gedung merupakan gedung beraturan yang memiliki ukuran (18 x 36) meter dan tinggi 9 lantai (36,5 meter) tanpa basement Studi Kasus 1 A. Konfigurasi 1 y x ( a ) I - 5

6 9 th flr 8 th flr 7 th flr 6 th flr 5 th flr 4 th flr 3 th flr 2nd flr 1st flr G flr ( b ) ( c ) Gambar 1.1 Tipikal denah lantai dan optimasi letak shearwall pada As A & E Bentang B. Konfigurasi 2 y ( a ) x Gambar 1.2 Tipikal denah lantai dan optimasi letak shearwall pada As B &F Bentang 2-3 I - 6

7 C. Konfigurasi 3 Pada Gambar 1.3 Denah dan elevasi struktur sebagai berikut : y x ( a ) Gambar 1.3 Tipikal denah lantai dan optimasi letak shearwall pada As C & E Bentang 2 & Studi Kasus 2 1) Konfigurasi A Pada Studi kasus ini akan ditentukan optimasi terhadap ketinggian dinding geser yang dapat mempengaruhi perilaku frame (sistem ganda). Pada Gambar 1.4 dinding geser diletakkan pada sisi bagian utara dan selatan tinggi dinding geser hanya sampai lantai 9. I - 7

8 9 th flr 8 th flr 7 th flr 6 th flr 5 th flr 4 th flr DS 3 th flr 2nd flr 1st flr ( a ) G flr Gambar 1.4 Optimasi Tinggi Shearwall pada Lantai ( b ) B. Konfigurasi B Pada Gambar 1.5 dinding geser diletakkan pada sisi bagian utara dan selatan tinggi dinding geser hanya sampai lantai 8. 9 th flr 8 th flr 7 th flr 6 th flr 5 th flr 4 th flr DS 3 th flr 2nd flr 1st flr G flr (a ) (b ) Gambar 1.5 Optimasi Tinggi Shearwall pada Lantai 8 I - 8