MODIFIKASI PERENCANAAN MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BRESING KONSENTRIS KHUSUS PADA GEDUNG APARTEMEN METROPOLIS

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR MODIFIKASI PERENCANAAN MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BRESING KONSENTRIS KHUSUS PADA GEDUNG APARTEMEN METROPOLIS Oleh : AAN FAUZI Dosen Pembimbing : DATA IRANATA, ST. MT. PhD

2 PENDAHULUAN

3 LATAR BELAKANG Gedung apartemen Metropolis direncanakan ulang dengan 25 lantai Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki ancaman gempa bumi cukup tinggi pada zone gempa 6 Alternatif konstruksi gedung menggunakan struktur baja. keunggulan baja sebagai bahan struktur : kekuatan baja jauh lebih tinggi daripada beton maupun kayu. Kekuatan yang tinggi ini terdistribusi secara merata. Kekuatan baja bervariasi dari 300 Mpa sampai 2000 Mpa (The Kozai Club 1983). Kekuatan yang tinggi ini mengakibatkan batang struktur dari baja mempunyai ukuran tampang yang lebih kecil daripada batang struktur dengan bahan lain Struktur yang terbuat dari baja lebih ringan daripada struktur dengan bahan lain. Dengan demikian kebutuhan fondasi juga lebih kecil. Sifat mudah dibentuk. Struktur dari baja dapat dibongkar untuk kemudian dipasang kembali.

4 LATAR BELAKANG SNI mengkiasifikasikan beberapa macam sistem struktur untuk bangunan baja tahan gempa, yang meliputi: Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) Sistem Rangka Pemikul Momen Terbatas (SRPMT) Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) Sistem Rangka Batang Pemikul Momen Khusus (SRBPMK) Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus (SRBKK) Sistem Rangka Bresing Konsentris Biasa (SRBKB) Sistem Rangka Bresing Eksentrik (SRBE) sistem struktur untuk bangunan baja tahan gempa dipakai Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus (SRBKK)

5 GAMBAR MODIFIKASI

6 GAMBAR MODIFIKASI

7 RUMUSAN MASALAH Permasalahan utama dalam penyusunan tugas akhir ini adalah Bagaimana melakukan perancangan modifikasi gedung Apartemen Metropolis menggunakan struktur rangka bresing konsentris khusus (SRBKK), Sedangkan detail permasalahan dari penyusunan tugas akhir ini adalah : Bagaimana menentukan Preliminary desain penampang struktur baja. Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat, balok anak dan tangga. Bagaimana memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom. Bagaimana merencanakan Bresing konsentris pada struktur bangunan. Bagaimana merencanakan hubungan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur, yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability). Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar tenik.

8 TUJUAN Tujuan yang diharapkan dalam perencanaan struktur gedung ini adalah sebagai berikut: Menentukan Preliminary desain penampang struktur baja. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat, balok anak dan tangga. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom. Merencanakan Bresing Konsentris pada struktur bangunan. Merencanakan hubungan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur, yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability). Menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar tenik.

9 BATASAN MASALAH Perencanaan struktur gedung ditinjau dari segi teknis saja, yaitu: Perencanaan tidak meninjau metode pelaksanaan dan biaya konstruksi. Perencanaan ini tidak termasuk memperhitungkan sistem utilitas bangunan, perencanaan pembuangan saluran air bersih dan kotor, instalasi/ jaringan listrik, finishing, dsb.

10 TINJAUAN PUSTAKA

11 UMUM Tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut: Gempa ringan Bangunan tidak boleh rusak secara struktural dan arsitektural (komponen arsitektural diperbolehkan terjadi kerusakan seminimum mungkin) Gempa sedang Komponen struktural (balok dan kolom) tidak diperbolehkan rusak sama sekali tetapi komponen arsiektural diperbolehkan terjadi kerusakan (seperti : kaca) Gempa Berat Boleh terjadi kerusakan pada komponen struktural tetapi tidak menyebabkan keruntuhan bangunan.

12 UMUM KONSEP DESAIN : Pada struktur gedung tinggi, kekakuan merupakan syarat penting untuk diperhatikan, karena kekakuan dapat menahan gaya beban lateral. Adanya aksi gaya beban lateral pada portal (frame) dapat menimbulkan momen lentur, momen puntir, gaya geser dan gaya aksial pada semua elemen struktur. Sehingga gaya-gaya tersebut menyebabkan perlemahan pada struktur tersebut. Dan untuk mengatasinya adalah dengan menggunakan rangka pengaku Bresing.

13 UMUM Gambar Kekakuan struktur setelah dipasang bresing.

14 UMUM eccentric bracing cocentric bracing Gambar macam-macam bresing.

15 UMUM gambar pemakain bresing pada struktur gedung baja.

16 SRBKK (Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus) Sistem Rangka Bresing Konsentrik merupakan pengembangan dari sistem portal tidak berpengaku atau lebih dikenal dengan Moment Resisting Frames (MRF) Sistem Rangka Bresing Konsentrik dikembangkan sebagai sistem penahan gaya lateral dan memiliki tingkat kekakuan yang cukup baik.

17 SRBKK (Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus) Kekakuan sistem ini terjadi akibat adanya elemen pengaku yang berfungsi sebagai penahan gaya lateral yang terjadi pada struktur. Sistem ini penyerapan energinya dilakukan melalui pelelehan yang dirancang terjadi pada pelat buhul.

18 SRBKK (Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus) Pengembangan daktilitas dilakukan melalui aksi yang terjadi pada bresing dengan cara: Bresing leleh pada bagian yang tertarik Bresing mengalami tekuk pada bagian yang tertekan Konsep batang bresing dalam menerima gaya gempa

19 SRBKK (Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus) Mekanisme keruntuhan direncanakan terjadi pada elemen bressing dan pelat buhul sambungan bresing ke balok dan kolom. Pada saat terjadi gempa besar, diharapkan terjadi tekuk pada batang bresing (akibat beban aksial yang diterimanya) sehingga terjadi putaran sudut pada ujung bresing yang kemudian menyebabkan pelat buhul pada sambungan ujung bresing leleh (terjadi sendi plastis).

20 SRBKK (Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus) Persyaratan Umum Rangka Bresing SNI butir 15.1 Kelangsingan Jika batang elemen bressing mempunyai profil yang langsing maka akan mengurangi kekakuan bressing. Sehingga diupayakan agar elemen yang digunakan tidak menggunakan profil langsing. Analisis Tekuk kl c 2625 r f y Berdasarkan jenis elemen bressing yang mengalami gaya aksial, maka elemen bressing harus dicek terhadap tekuk.

21 METODOLOGI

22 METODOLOGI Mulai Pengumpulan data dan Studi literatur Preliminary Desain Pembebanan Struktur sekunder Tidak Permodelan dan Analisa Struktur menggunakan SAP2000 Kontrol Desain PerhitunganStruktur pondasi Penggambaran Hasil perencanaan Selesai

23 DATA PERENCANAAN Data modifikasi gedung : Nama gedung : Apartemen Metropolis Tower A & B Fungsi gedung : Apartemen Zone gempa : 6 (Peta zone gempa SNI ) Tinggi gedung : m (25 lantai + Atap) Material struktur: Baja Profil solid dan Kolom komposit Mutu baja : BJ 37 Mutu beton : f c 30 Sistem struktur : Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus

24 ANALISA STRUKTUR

25 PEMODELAN STRUKTUR Penempatan Bresing

26 PEMODELAN STRUKTUR Menggunakan program bantu ETABS 9.7.1

27 PEMBEBANAN GEMPA SNI Pasal Pengaruh Gempa Rencana akan ditinjau sebagai pengaruh gempa dinamik, sehingga analisisnya dilakukan berdasarkan analisis respon dinamik SNI ps Gempa Respon Spektrum X : 100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y Gempa Respon Spektrum Y : 100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X

28 KONTROL DESAIN SNI Kontrol Partisipasi Massa (SNI 1726 ps 7.2.1) Kontrol Nilai Akhir Respon Spektrum (SNI 1726 ps 7.1.3) Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental (SNI Ps.5.6) Kontrol Kinerja Struktur Gedung ( SNI 1726 ps 8)

29 ANALISA DESAIN BRESING RSP X RSPY Lantai Bresing X (%) Ket. Bresing Y (%) Ket. Atap Persentase gaya batang tarik bresing (30,05%-66,03%). SNI Ps Masing-masing arah gaya lateral yang sejajar dengan bidang bresing, minimal 30% tapi tidak lebih dari 70% gaya horizontal total harus dipikul oleh batang bresing tarik.

30 ANALISA DESAIN BRESING Data profil ][ 300 x 100 x 10 x 16 d 300 mm I x cm 4 b f 100 mm I y cm 4 t w 10 mm i x cm 3 t f 16 mm i y 4.64 cm 3 A g 117,6 cm 2 S x cm 3 r 16 mm S y cm 3 t p 10 mm Z x cm 3 h 230,8 mm Z y cm 3 Persyaratan kelangsingan batang bresing untuk SRBKK sesuai SNI Butir yaitu : kl c ,64 169,44... r f Rasio beban aksial Nu N c n y ,59 0, , 41

31 ANALISA DESAIN BAL BRESING Data profil WF 500 x 200 x 10 x 16 d 500 mm I x cm 4 b f 200 mm I y 2140 cm 4 t w 10 mm i x cm 3 t f 16 mm i y 4.33 cm 3 A g cm 2 S x cm 3 r 20 mm S y cm 3 h 428 mm Z x cm 3 Z y cm 3 Persyaratan balok bresing untuk SRBKK sesuai SNI Butir rasio kapasitas Mu ,87 1 (memenuhi). M 0, n Interaksi lentur dan geser Mu Vu 0, 625 1,375. M. V n n 0,87 0, 625 0, 42 1,1325 1,375 (memenuhi)

32 ANALISA DESAIN KOLOM Data profil Beton 80 x 80 cm King Cross 588x300x12x20 f y 240 Mpa I x cm 4 d 588 mm I y cm 4 b f 300 mm i x cm 3 t w 12 mm i y cm 3 t f 20 mm S x 4320,4 cm 3 A g 385 cm 2 S y 4419,5 cm 3 r 28 mm Z x cm 3 h 492 mm Z y cm 3 Persyaratan balok bresing untuk SRBKK sesuai SNI Butir Rasio kuat rencana Nu N Nu N n n ,86 0, 65 1 (memenuhi) 0, ,5 0,2 N 8 u M M ux uy 1,0 Nn 9 M nx M ny ,0...

33 ANALISA DESAIN Persyaratan kekuatan kolom SNI Ps Nu N n 0,65 0,4 Maka, Gaya aksial terfaktor kolom tanpa adanya pengaruh momenmomen yang bekerja ditetapkan berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2 D + γ L L + Ω 0 E h Nu N n , 07 0, ,5 1, 0 (memenuhi) Hubungan balok ke kolom Perbandingan momen kolom terhadap momen balok. M M * pcx 1 * pbx Zc( f yc Nuc Ag 1 (1,1 R M M ) y p y 2,

34 ANALISA DESAIN

35 GAMBAR RENCANA

36 GAMBAR RENCANA

37 Terima Kasih