PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SILOAM HOSPITALS MEDAN

Transkripsi

1 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 1015 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama Olie di: PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SILOAM HOSPITALS MEDAN Fitri Aprilliaa, Lasmaria Agelia P., Widu Partoo *), Rudi Yuiarto Adi *) Jurusa Tekik Sipil, Fakultas Tekik, Uiversitas Dipoegoro Jl. Prof Soedarto, Tembalag, Semarag. 5039, Telp.: (04) , Fax.: (04) ABSTRAK SNI telah dibuat da diguaka sebagai dasar utuk perhituga bagua taha gempa. Peratura ii meggatika peratura RSNI yag tidak sesuai utuk wilayah Idoesia yag serig megalami peristiwa gempa. Gedug Siloam Hospitals Meda direcaaka megguaka RSNI Tulisa ii mejelaska tetag hasil perhituga Gedug Siloam Hospitals Meda dega megguaka SNI Perhituga aalisa struktur Gedug Siloam Hospitals Meda megguaka batua software SAP000. Dari hasil aalisa didapatka gaya-gaya dalam yag diguaka utuk meghitug dimesi eleme struktur da jumlah tulaga yag dibutuhka. Perecaaa struktur gedug ii megguaka metode Sistem Ragka Pemikul Mome Khusus (SRPMK) dimaa diharapka struktur gedug memiliki tigkat daktilitas tiggi megigat gedug ii berada di wilayah rawa gempa dega kodisi taah luak. kata kuci : tulaga, gempa, taah luak ABSTRACT SNI has bee implemeted ad used as basic guidace for earthquakeresistat buildig desig. This regulatio replaced RSNI which is ot suitable for Idoesia s area that always udergoes earthquake. Siloam Hospitals Meda Buildig was desiged by RSNI This joural describes the result of Siloam Hospitals Meda Buildig s calculatio by SNI Structural aalysis of Siloam Hospitals Meda Buildig is calculated by SAP000 software. The outputs are iteral forces which are used to calculate the dimesio of structure ad bar which is eeded. This structure uses the method of Special Momet Resistig Frame which is expected that it has a high ductility due to its locatio where is i soft soil earthquake risk area. keywords: bar, earthquake, soft soil *) Peulis Peaggug Jawab 1015

2 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 1016 PENDAHULUAN Kota Meda saat ii dihui oleh jiwa. Dega jumlah yag sagat bayak ii tetu saja semaki bayak permasalah yag dapat timbul di ligkuga perkotaa tersebut, salah satuya permasalaha kesehata. Utuk membatu masyarakat memperoleh layaa kesehata, terlebih dahulu perlu disediaka saraa da prasaraa kesehata yag baik. Salah satu saraa yag palig petig adalah rumah sakit. Maksud dari pembagua Siloam Hospitals Meda yaitu utuk meyediaka saraa kesehata yag memadai bagi masyarakat gua membatu masyarakat memperoleh kesehata, sedagka tujua dari adaya pembagua gedug Siloam Hospitals Meda ii atara lai : Memeuhi kebutuha masyarakat aka saraa kesehata yag legkap da bermutu. Turut medukug pertumbuha da perkembaga Kota Meda khususya dalam meritis kawasa terpadu. METODE PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA Metode perecaaa da aalisis perhituga pada struktur bagua gedug Siloam Hospitals Meda adalah sebagai berikut : 1. Perecaaa da perhituga beba gempa Perecaaa da perhituga beba gempa yag terjadi pada struktur bagua gedug Siloam Hospitals Meda ditijau berdasarka stadar perecaaa ketahaa gempa utuk struktur gedug (SNI ).. Perecaaa da perhituga struktur Perecaaa da perhituga portal serta eleme pada bagia struktur atas dilakuka dega pemodela megguaka program SAP000 v.1 serta dikombiasika pula dega cara perhituga maual. Kombiasi pembebaa yag diguaka yaitu: 1. Kombiasi 1 = 1,4 D. Kombiasi = 1, D + 1,6 L 3. Kombiasi 3 = 1, D + 0,5 L + 1,0 (I/R) Ex + 0,3 (I/R) Ey 4. Kombiasi 4 = 1, D + 0,5 L + 0,3 (I/R) Ex + 1,0 (I/R) Ey 5. Kombiasi 5 = 1 D + 1 L 3. Perecaaa da perhituga podasi Perecaaa da perhituga jeis struktur podasi yag aka diguaka ditijau berdasarka besarya beba yag aka diterima da keadaa situs taah di lokasi pembagua serta harus memperhatika faktor o struktural seperti kodisi sosial yag ada di ligkuga sekitarya. PENYAJIAN DAN PENGOLAHAN DATA Perhituga Gempa Perhituga aalisis struktur gedug terhadap beba gempa megacu pada Tata Cara Perecaaa Ketahaa Gempa utuk Struktur Bagua Gedug da No Gedug (SNI ), dimaa aalisis beba gempa struktur gedug bertigkat tiggi dilakuka dega Metode Statik Ekuivale sebagai berikut: 1016

3 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama Lokasi bagua : Meda, Sumatera Utara. Tiggi bagua : 49.3 m (13 latai) 3. Jeis taah : Taah Luak (Kelas Situs SE) 4. Aalisis gempa : Metode Statik Ekuivale 5. Faktor keutamaa (I e ) : 1.5 (Gedug Rumah Sakit) 6. Kategori risiko : IV 7. Koefisie respos (R) : 8 (Ragka Beto Bertulag Pemikul Mome Khusus) Gambar 1. Pemodela Struktur Gedug Meetuka respos spektrum disai berdasarka SNI sesuai pada Gambar da Gambar 3 adalah sebagai berikut: Meetuka Nilai Ss da S 1. Spektral percepata-s S Gambar. Respos Spektra Percepata pada 0,0 detik, % dalam 50 tahu (redama 5%) - S S 1017

4 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 1018 Dari peta pada Gambar 1, wilayah Kota Meda memiliki ilai S S = 0,5g. Spektral percepata-s 1 Gambar 3. Respos Spektra Percepata pada 1,0 detik, % dalam 50 tahu (redama 5%) S 1 Dari peta pada Gambar, wilayah Kota Meda memiliki ilai S 1 = 0,3 g Meetuka Koefisie Situs (Situs coefficiet) Nilai N-SPT pada kedalama atara 0 30 meter adalah: Tabel 1. Hasil Peyelidika Taah Lapis SPT (N) t/ Σ Kedalama (m) t (m) ke- N1 N N3 Σ N terkecil N terkecil Jumlah Nilai 30 adalah

5 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 1019 Karea < 15 maka taah termasuk kelas situs SE (Taah Luak) Perhituga Pelat Latai Perhituga oe way slab: 1 H mi l x 8 H max 8 1 l y Perhituga two way slab: fy L (0,8 ) H mi fy L (0,8 ) H max Keteraga : L : Betag arah memajag (mm) fy : mutu baja (Mpa) β : Perbadiga ly/lx 1. Meetuka tebal plat diatara H mi da H max. Dega ketetua: H miimal adalah 10 mm (SNI pasal 11.5(3)) a. Meetuka beba-beba yag bekerja. b. Meetuka kapasitas mome omial (M) tumpua da lapaga arah x,y yag bekerja pada pelat. c. Meetuka besarya mome yaitu: Mome yag diguaka utuk perhituga adalah perhituga berdasarka hasil SAP 000 v.1.. Meghitug peulaga plat dega lagkah-lagkah sebagai berikut : a. Meghitug mome arah lapaga da tumpua sisi x da y b. Meghitug tebal selimut c. Meghitug tiggi efektif Arah x, y, d. Meghitug M, R, ρb,m, Rb, darmax M u M M R bd x 0,85 βf' c 600 ρ b f y 600 f y f y m 0,85 f' c 1019

6 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama R b ρ b f y 1 ρ b m R maks 0,75 R b1 e. Mecari rasio peulaga (ρ) dega persamaa Memeriksa syarat rasio peulaga (ρ mi < ρ < ρ max) 1 mr ρ 1 1 m f y 1,4 ρ mi fy 450 0,85 f ' c ρ max, atau 600 fy fy ρmaks 0,75 ρ b f. Meetuka luas tulaga da spasi yag dibutuhka As = ρ x b x d x10 6 0,5 π P b s A s Keteraga : As = Luasa tulaga (mm ) ρ = ρ yag diambil b = lebar pelat per meter pajag (m) d = tiggi efektif (m) s = spasi (mm) g. Meetuka tulaga dega diameter yag telah ditetuka, dega jarak tertetu. Perhituga Balok 1. Perhituga tulaga logitudial - Meghitug tiggi efektif balok d ef H - p - ds - dl - Meghitug luasa tulaga yag dibutuhka Mu As fy d - Meetuka jumlah da ukura diameter sesuai dega luasa yag dibutuhka. - Melakuka cek mome omial: As fy a 0, 85 fcb a M As fy( d ) - Melakuka cek tulaga miimum (As mi) 100

7 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 101 fc As mi bw d fy 4 Tetapi tidak boleh kurag dari: fy As 1, 4 b w d - Cek rasio tulaga As b d w 0,85 βf' c 600 ρ b f y 600 f y ρ m ax 0,75 b - Melakuka pegeceka dimaa ρ harus kurag dari ρ max. - Cek peampag uder reiforced Syarat tulaga uder reiforced : a atc 1 d t d t. Perhituga mome kapasitas - Meghitug mome pada ragka goyag kaa M pr_1, M pr_3 (eksterior, iterior) da ragka goyag kiri M pr_, M pr_4 (eksterior, iterior) dega rumus: a pr 1,5 As fy 0,85 f' c b Mpr 1,5 As fy ( d 3. Pembuata diagram gaya geser - Meghitug reaksi balok akibat gravitasi : Wu l V g - Meghitug Vsway M pr1 M Vsway_kaa l M pr M Vsway_kiri l - Meghitug keseimbaga gaya geser pr4 pr3 4. Melakuka perhituga tulaga geser - Meghitug Vc Vc dapat diambil = 0 jika : a. Gaya geser Vsway akibat sedi plastis diujug balok lebih besar 1/ atau lebih kuat geser perlu maksimum Vu b. Gaya teka aksial terfaktor, termasuk akibat pembebaa seismik kurag dari Ag.fc/0 Jika tidak dipeuhi Vc dihitug megguaka rumus : a pr ) 101

8 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 10 fc Vc b w d 6 - Meghitug gaya geser yag aka ditaha oleh tulaga Vu Vs Vc Dega syarat: fc Vs b max w d 3 - Meghitug spasi tulaga geser Av Vs s fy d - Meetuka diameter da jarak tulaga Perhituga Kolom Tahapa perhituga perecaaa kolom adalah sebagai berikut: 1. Pemeriksaa terhadap syarat kompoe struktur kolom yag didisai, yaitu: a. Gaya aksial teka terfaktor yag bekerja pada kolom melebihi b. Ukura peampag terkecil kolom tidak kurag dari 300 mm c. Perbadiga atara ukura terkecil peampag kolom terhadap ukura dalam arah tegak lurusya tidak kurag dari 0,4.. Meghitug kofigurasi diameter peulaga da jumlah tulaga yag aka diguaka dega ketetua 0,01 < ρg < 0,06 Ast ρg b h 3. Meghitug besarya kapasitas pada kolom berdasarka pada masig-masig kodisi 4. Membuat diagram iteraksi P-M berdasarka dimesi peampag da peulaga kolom yag telah ditetuka 5. Pegeceka terhadap kekuata kolom dega ketetua kolom yag direcaaka harus 0% lebih kuat dari balok pada hubuga balok-kolom, yaitu: 6 M e M g 5 6. Perhituga tulaga trasversal Besarya gaya geser recaa kolom pada Sistem Ragka Pemikul Mome Khusus (SRPMK) dihitug dega megguaka rumus : M ut M ub Vu a. Dalam betag lo 1. Perhituga Ve tidak perlu lebih besar dari: Mprob_topDFtop Mprob_btmDFbtm Vsway Dimaa : DF = faktor distribusi mome pada bagia atas da bawah yag di disai 10

9 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 103 Mprob_top da Mprob_btm = jumlah mome kapasitas balok pada sedi plastis.. Nilai Vc harus diambil = 0, jika: a. Ve akibat gempa lebih besar dari 0,5Vu b. Gaya aksial terfaktor tidak melampaui Agf c/0 Selai itu, ilai Vc dapat dihitug : Nu Vc 1 14A g f' c b 6 w d Trial spasi da diameter tulaga dihitug melalui persamaa: As f y d Vs terpasag s Vu Jika V utuk betag di luar lo, dibutuhka tulaga geser. c V Apabila V u c maka tidak dibutuhka tulaga geser. φ ANALISIS DAN PEMBAHASAN Meetuka Nilai Koefisie Situs F a da F v Berdasarka perhituga megguaka tabel dari SNI dega kelas situs SE (taah luak) utuk ilai S S = 0,5g da S 1 = 0,30g didapat ilai F a = 1,7 da ilai F v =,8. Meetuka Spektrum Respos Percepata pada Perioda Pedek (S MS ) da Perioda 1 detik (S M1 ) S MS = F a x S s = 1,7 x 0,5g = 0,85g S M1 = F v x S 1 =,8 x 0,3g = 0,84g Meetuka Spektral Respos Percepata (Spectral Respose Acceleratio) S DS da S D1 S S DS D1 S 3 S 3 MS M1 0,85g 0,567g 3 0,84g 0,56g 3 Perhituga Koefisie Respo Seismik (Cs) Koefise Respo Seismik (Cs) dihitug dega persamaa: SDS Cs R ( ) Ie 103

10 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 104 Cs 0,567 0,106 8 ( ) 1,5 Sedagka ilai Cs hasil hituga : SD1 Cs hituga : Cs R T.( ) Ie Utuk ilai miimum periode bagua (Ta miimum ) ditetuka oleh persamaa berikut ii: Ta miimum = C t x dimaa : H = ketiggia struktur di atas dasar sampai tigkat tertiggi struktur (meter) = 49,3 meter Nilai C t da x ditetuka berdasarka Tabel Tabel. Nilai parameter perioda pedekata Ct da x Tipe Struktur C 1 X Sistem ragka pemikul mome dimaa ragka memikul 100 perse gaya gempa yag disyaratkada tidak diligkupi atau dihubugka dega kompoe yag lebih kaku da aka mecegah ragka dari defleksi jika dikeai gaya gempa ragka baja pemikul mome 0,074 h 0,8 ragka beto pemikul mome 0,0466 h 0,9 ragka baja dega bresig eksetris 0,0731 h 0,75 ragka baja dega bresig terkekag terhadap tekuk 0,0731 h 0,75 Semua sistem struktur laiya 0,0488 h 0,75 (SNI Tabel 15) Ta miimum = 0,0466 x (49,3) 0,9 Ta miimum = 1,555 detik Karea T= Ta, maka didapatka ilai periode fudametal struktur (T) sebesar 1,555 detik. Sehigga ilai Cs hasil hituga sebesar : 0,567 Cs hasilhituga ,555.( ) 1,5 Karea ilai Cs maksimum = 0,106 lebih besar dari Cs hasil hituga, maka ilai Cs yag diguaka adalah Cs maksimum = 0,106. Apabila dibadigka dega ilai spektral yag diperoleh dari Puskim Pekerjaa Umum, kelas situs SE (taah luak) utuk ilai S S = 0,58 g da S 1 = 0,333g didapat ilai F a = 1,644 da ilai F v =,666. Dega demikia terdapat perbedaa atara ilai perhituga biasa da ilai yag diperoleh dari Puskim. Hal ii tetu saja atiya dapat meyebabka gaya gempa yag terjadi pada bagua aka berbeda pula. 104

11 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 105 Geser Dasar Seismik Sumber : puskim.pu.go.id/aplikasi/desai_spektra_idoesia_011 Gambar 4. Nilai Spektral Percepata di Permukaa Geser dasar seismik (V) dalam arah yag ditetapka harus ditetuka sesuai dega persamaa berikut ii: V = Cs x W V = 0,108 x ,36 = ,09 Distribusi Vertikal Gaya Gempa Gaya gempa lateral (Fx) yag timbul di semua tigkat harus ditetuka dari persamaa berikut: F x = C VX. V, da k wxhx CVX k w h i1 i i Tabel 3. Gaya Gempa Horisotal Latai (hi) Wi. Wi. (hi k ) (m) (kg) (kg.m) C vx F x = F y atap 49, , ,51 0, , , ,37 0, , , ,13 0, , , ,9 0, , , ,05 0, , , ,81 0, , , ,66 0, , , ,58 0, , , ,50 0, , , ,7 0, , , ,58 0, , , ,976 0, dasar Jumlah ,1 105

12 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 106 Beba-beba gempa pada Tabel 3 yag terjadi di tiap latai tersebut, kemudia didistribusika ke setiap joit da diaalisa megguaka SAP 000. Perhituga Pelat Latai Perhituga pelat latai dega megguaka batua tabel CUR meghasilka dimesi da jarak tulaga yag termuat pada Tabel 4. Tabel 4. Tulaga Pelat Tipe ly lx h M lx M ly M tx M ty Tulaga Plat (m) (m) (mm) (KN/m ) (KN/m ) (KN/m ) (KN/m ) lx ly tx ty ,387 3,387-6,9-6, ,875,844-8,836-7, ,667 1,74 0,99-4,515-3, ,54 0,558 -,539-1, Perhituga Balok Gambar 5. Plat Latai Tipe I.1 Perhituga struktur balok dega megguaka batua SAP000 meghasilka gayagaya dalam berupa mome pada tumpua da lapaga seperti yag ditujukka pada gambar 6, gambar 7, da gambar 8. Berikut adalah mome yag terjadi pada balok iduk 1: Gambar 6. Diagram Mome Tumpua Balok Iduk 106

13 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 107 Gambar 7. Diagram Mome Lapaga Balok Iduk Gambar 8. Diagram Mome Tumpua Balok Iduk Output yag diperoleh dari diagram mome di atas yag termuat pada tabel 5 diguaka utuk perhituga struktur yag atiya meghasilka jumlah tulaga yag dibutuhka seperti yag ada pada tabel 6. Tabel 5. Mome Akibat Pembebaa Seismik da Gravitasi Lokasi Arah Mome M u (knm) Ujug Iterior egatif 1,780 Ujug Eksterior egatif 55,67 Ujug Eksterior egatif 99,34 Ujug Iterior positif 119,130 Tegah Betag positif 36,

14 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 108 Tabel 6. Tulaga Balok KONDISI 1 (knm) KONDISI (knm) KONDISI 3 (knm) KONDISI 4(kNm) KONDISI 5(kNm) bw d D tul jmltul As BALOK ANAK 1 A 177, ,756 D ,54 BENTANG 8M 94,005 94,005 83, D19 566,77 BALOK ANAK 1 B 189,3 189,3 D ,54 BENTANG 8M 117, ,943 14, D19 566,77 BALOK INDUK 590,41 590,41 D 6 79,64 BANTANG 8M 13,38 13,38 86, D ,8 BALOK ANAK A 13,131 13,131 D ,54 BENTANG 8M 73,175 73,175 73, D19 566,77 BALOK ANAK B 159, ,901 D ,54 BENTANG 8M 113, ,915 93, D19 566,77 BALOK LIFT 168,15 168,15 D 6 943,75 BENTANG 8M 98,691 98,691 85, D ,8 BALOK ANAK 1 105,31 105,31 3 D19 850,155 BENTANG 4M 61, D19 566,77 BALOK ANAK 88,857 88,857 3 D19 850,155 BENTANG 4M 5,64 5,64 1, D19 566,77 BALOK ANAK 1 117,78 117,78 3 D19 850,155 BENTANG 5M 69,006 69, D19 566,77 BALOK ANAK 8,01 8,01 D ,155 BENTANG 5M 64,663 64,663 13, D19 566,77 Perhituga Kolom Perhituga struktur kolom meghasilka jumlah tulaga logitudial yag dibutuhka da jarak atar tulaga geser seperti yag ditujukka pada tabel 7. Tabel 7. Tulaga Kolom No. Jeis Kolom b h L L Tulaga Tulaga (mm) (mm) (mm) (mm) Logitudial Geser 1 K D 5D1-100 K D 5D K D 5D1-100 Diagram iteraksi kolom (P- M) meujukka aalisa mome kapasitas dari peampag beto bertulag yag berupa hubuga beba aksial da mome letur pada kodisi batas seperti pada gambar 9 dimaa kolom yag ditijau adalah tipe kolom K3. Gambar 9. Diagram Iteraksi M- P Kolom Megguaka Perhituga Maual 108

15 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 109 Perhituga Podasi Perhituga podasi yag diperoleh dari P ultimate da daya dukug taah meghasilka dimesi pile cap, jumlah tiag, da tulaga yag dibutuhka seperti yag termuat pada Tabel 8. Tipe Podasi Pu (to) Dimesi Pile Cap b Tabel 8. Spesifikasi Podasi h Tebal Pile Cap (mm) Jumlah Tiag (buah) Diameter Tiag Pacag (mm) Jarak Atar Tiag (mm) Tulaga Pile Cap P D5-100 P D5-100 KESIMPULAN Gambar 10. Podasi P1 1. Berat tulaga yag dibutuhka pada Gedug Siloam Hospitals Meda sebesar 98881,68 kg da volume beto f c= 30 MPa sebesar m3 sehigga perbadiga berat tulaga per 1 m 3 beto adalah sebesar 117,81 kg/ m3.. Total jumlah biaya yag diperoleh dari perhituga Recaa Aggara Biaya sebesar Rp77,841,657, dega total luas latai m. Dega demikia diperoleh ilai harga bagua sebesar Rp ,16/ m. DAFTAR PUSTAKA Bada Stadardisasi Nasioal. 00. Stadar Nasioal Idoesia: Tata Cara Perhituga Struktur Beto utuk Bagua Gedug, SNI Badug: Author. Bada Stadardisasi Nasioal. 01.Tata Cara Perecaaa Ketahaa Gempa utuk Struktur Bagua Gedug da No Gedug, SNI Badug: BSN. Bada Stadardisasi Nasioal Stadar Nasioal Idoesia: Tata Cara Perecaaa Pembebaa utuk Rumah da Gedug, SNI F. Badug: Author. Kusuma, G.H.& Vis, W.C Grafik da Tabel Perhituga Beto Bertulag: Berdasarka SKSNIT (Seri Beto 4). Jakarta: Erlagga. Sosrodarsoo, Suyoo & Kazuto Nakazawa Mekaika Taah & Tekik Podasi. Jakarta: PT Pradya Paramita. Suggoo, K.H Buku Tekik Sipil. Badug: Nova. 109

16 JURNAL KARYA TEKNIK SIPIL, Volume 3, Nomor 4, Tahu 014, Halama 1030 Wag, Chu-Kia & Salmo, C.G Desai Beto Bertulag (Jilid 1). (Bisar Hariadja, Tras.). Jakarta: Erlagga. Wag, Chu-Kia & Salmo, C.G Desai Beto Bertulag (Jilid ). (Bisar Hariadja, Tras.). Jakarta: Erlagga. 1030