Modifikasi Perencanaan Apartemen De Papilio Surabaya Berdasarkan SNI XX

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (013) Modifikasi Perencanaan Apartemen De Papilio Surabaya Berdasarkan SNI XX Adnan Syarif dan Mudji Irmawan, Bambang Piscesa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya adnansyarif07@gmail.com, irmawan@ce.its.ac.id, piscesa@ce.its.ac.id Abstrak Pada dasarnya setiap sistem struktur pada suatu bangunan merupakan penggabungan berbagai elemen struktur secara tiga dimensi. Fungsi utama dari sistem struktur adalah untuk memikul secara aman dan efektif beban yang bekerja pada bangunan, serta menyalurkannya ke tanah melalui pondasi. Pada SNI XX akan lebih banyak dipertimbangkan banyak faktor untuk menghitung gaya lateral akibat gempa. Dalam perencanaan strukturnya akan digunakan metode Sistem Ganda (Dual System) dimana nantinya beban gravitasi dipikul sepenuhnya oleh rangka utama, sedangkan beban lateral gempa bumi dipikul bersama oleh rangka dan dinding geser, sesuai dengan tata perencanaan struktur beton SNI Pada tugas akhir ini akan memodifikasi perencanaan struktur apartemen De Papilio Surabaya dengan menghilangkan beberapa kolom dan menambahkan shearwall, serta menghitung pembebanan gempa menggunakan aturan terbaru SNI XX. Selanjutnya pada tugas akhir ini akan direncanakan dimensi struktur yang meliputi bangunan atas (kolom, balok, pelat, dinding geser, dan tangga) dan bangunan bawah (pondasi), menentukan beban-beban yang bekerja pada struktur gedung dan menuangkan hasil perhitungan serta perencanaan tersebut ke dalam gambar teknik. Kata Kunci SNI XX, Sistem Ganda, Dinding Geser, SNI I. PENDAHULUAN Peristiwa gempa merupakan suatu fenomena alam yang yang tidak dapat diperkirakan kapan terjadinya, di mana terjadinya serta seberapa besar kekuatannya. Tetapi yang jelas dampak kerusakan yang ditimbulkan sangatlah besar, baik korban jiwa maupun material. Bangunan yang dirancang tahan terhadap gempa pada dasarnya dirancang sebagai struktur daktail, dimana bangunan tersebut tetap berdiri walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan. Dalam artian masih ada waktu yang cukup untuk mengevakuasi orang-orang yang ada di dalam gedung tersebut. Tugas Akhir ini akan memodifikasi perencanaan struktur gedung apartemen De Papilio yang terdiri dari 33 lantai dengan menambahkan shearwall dan menghilangkan beberapa kolom. Perencanaan struktur gedung akan dianalisa menggunakan sistem ganda (dual system) menggunakan rangka pemikul momen khusus dan dinding geser beton bertulang khusus, dimana nantinya beban gravitasi akan dipikul oleh rangka struktur sedangkan beban lateral akan dipikul secara bersama-sama oleh dinding geser (shear wall) dan rangka struktur. Selanjutnya akan digunakan peraturan gempa baru RSNI XX. Tujuan penulisan tugas akhir ini antara lain yaitu : 1. Mendapatkan dimensi yang efisien dari elemen- elemen struktur gedung sehingga struktur tersebut mampu menahan gaya lateral dan gravitasi yang terjadi.. Merencanakan dan menghitung struktur gedung apartemen dengan menggunakan Sistem Ganda (Dual System) yang sesuai dengan standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung SNI XX dan tata cara perencanaan struktur beton SNI Mengaplikasikan hasil perhitungan perencanaan ke dalam bentuk gambar perencanaan teknik II. METODOLOGI Langkah awal dalam perencanaan ini adalah mengumpulkan data-data yang diperlukan antara lain data umum bangunan yang berupa gambar denah dan kondisi gedung, kemudian menentukan mutu bahan yang digunakan untuk perencanaan seperti mutu beton yang digunakan untuk elemen-elemen struktur dan mutu tulangannya. Untuk data tanah yang digunakan berasal dari hasil pengujian di lokasi De Papilio Tamansari Apartment & Condotel Surabaya. Setelah itu dilakukan preliminary system untuk menentukan sistem struktur yang akan digunakan dalam perencanaan. Pemilihan dual system sebagai sistem desain pada tugas akhir ini berdasarkan pada data bangunan, respons spektra, kategori resiko, dan faktor keutamaan bangunan serta kategori desain seismiknya. Langkah selanjutnya adalah preliminary design yaitu menentukan dimensi dari elemen-elemen struktur bangunan yang direncanakan. Penentuan dimensi elemen-elemen struktur ini didasarkan pada SNI yang mengatur tentang tata cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung. Dimensi yang dicari antara lain tebal pelat, dimensi balok dan kolom, dan tebal dinding geser. Untuk penentuan tebal pelat bergantung pada bentang pelat itu sendiri begitu juga dengan balok yang ukurannya bergantung pada bentang balok tersebut. Untuk penentuan dimensi kolom bergantung pada beban yang ditanggung oleh kolom tersebut. Dan penentuan tebal dinding geser dibatasi oleh bentang dan tinggi dinding geser tersebut. Kemudian dilakukan permodelan pada program bantu struktur berdasarkan pada kondisi nyata bangunan dan dimensi elemen-elemen struktur yang telah didapatkan. Lalu dilakukan pembebanan sesuai dengan pemanfaatan bangunan mengacu

2 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (013) 1-6 pada Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 untuk beban hidup dan mati, sedangkan untuk beban gempa mengacu pada ketentuan SNI XX. Setelah itu dicari gaya dalam yang dihasilkan dari permodelan kemudian dilakukan analisa struktur untuk mendapatkan tulangan dari masing-masing elemen struktur. Setelah didapatkan tulangannya dilakukan kontrol struktur setelah diperkuat dengan tulangan tersebut terhadap beban ultimate yang membebani elemen-elemen struktur tersebut. Baru kemudian dilakukan perencanaan pondasi setelah didapatkan gaya reaksi total struktur bangunan. Dan kemudian dilanjutkan dengan penggambaran hasil perencanaan ke dalam bentuk gambar teknik. Untuk desain awal bangunan dapat dilihat pada gambar.1,., dan.3. III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Preliminary System 1. Menentukan Nilai Spektra Percepatan Ss dan S 1 Gambar 3.1 Respon Spektra Percepatan Periode 0. dan 1 Detik Berdasarkan gambar 3.1 di atas, kota Surabaya memiliki respon spektra percepatan untuk perioda pendek 0. detik dapat dianggap sebesar 0.65 g, dan untuk perioda 1 detik dapat dianggap 0.5 g.. Menentukan Kategori Resiko (Risk Category) Bangunan & Faktor Keutamaan Ie Tabel 3.1 Faktor Keutamaan Gempa Kategori Risiko I atau II 1,0 III 1,5 IV 1,50 Faktor Keutamaan Gempa, Ie Berdasarkan jenis pemanfaatan bangunan yaitu apartemen, maka masuk dalam kategori resiko II dan memiliki Faktor keutamaan Ie = 1 Gambar.1 Denah Struktur Lantai Menentukan Koefisien Situs (Site Coefficent), F a dan F v Tabel 3. Hasil perhitungan nilai rata-rata N SPT untuk setiap titik pengeboran Data Bor t i (t i /N i ) N SPT ratarata Kategori jenis tanah berdasarkan SNI-00 DB Tanah Lunak DB Tanah Lunak DB Tanah Lunak Dengan kategori jenis tanah didapat adalah Tanah Lunak, maka kelas situs adalah SE Gambar. Denah Struktur Lantai 8- Gambar.3 Denah Struktur Lantai 31- Atap Tabel 3.3 Koefisien Situs F a Kelas situs Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada perioda pendek, T= 0. detik, Ss Ss 0,5 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss 1,5 SA SB SC SD SE SF SSb Kelas situs = SE Respon spektra percepatan 0. detik (S s ) = 0.65 g Didapatkan nilai F a = 1.4

3 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (013) Tabel 3.4 Koefisien Situs F v Parameter respons spektral Kelas percepatan gempa MCER situs terpetakan pada perioda 1 detik, S₁ S₁ 0,1 S₁ = 0, S₁ = 0,3 S₁ = 0,4 S₁ 0,5 SA SB SC SD SE SF SSb Kelas situs = SE Respon spektra percepatan pada 1 detik (S 1 ) = 0.5 g Didapatkan nilai F v = 3.1 system) batasan sistem struktur dan batasan tinggi struktur adalah TB (tidak dibatasi). 5. Menentukan Spektrum Respons Desain Dari hasil perhitungan didapatkan spektrum respons desain seperti pada gambar 3. sebagai berikut S a = 4. Menentukan Spektral Respons Percepatan (Spectral Response Acceleration) S DS dan S D1 Tabel 3.5 Kategori resiko berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek Nilai S DS Kategori risiko I atau II atau III IV S DS < 0,167 A A 0,167 S DS < 0,33 B C 0,33 S DS < 0,50 C D 0,50 S DS D D Tabel 3.6 Kategori resiko berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik Nilai S D1 Kategori risiko I atau II atau III IV S D1 < 0,067 A A 0,067 S D1 < 0,133 B C 0,133 S D1 < 0,0 C D 0,0 S D1 D D Tabel 3.7 Kategori Desain Seismik Diperoleh Kategori Desain Seismik D pada Apartemen De Papilio sehinga untuk sistem ganda dengan pemikul momen khusus dan dinding geser beton bertulang khusus (dual Gambar 3. Spektrum Respons Desain 6. Menentukan Periode Waktu Getar Alami Fundamental (T) T a = periode fundamental pendekatan T a 0.006h C W n X 100 hn Ai C W AB i1 hi h i Di T ax 3.6, Tay Untuk batasan perioda struktur, menurut RSNI XX T C T u a Nilai T didapat dari pemodelan di SAP dengan memasukkan gaya gempa dinamik, T c yang didapat dari hasil analisis SAP = 5.7, maka : T c T a 5.7 < 6.16, maka T = Menentukan Koefisien Respons Seismik (Cs) Koefisien respons seismic (C s ) harus ditentukan sesuai dengan RSNI XX pasal S DS Cs R I e Dengan : S DS = 0.61, I e = 1, R = 7 Nilai R yang dipakai yaitu R untuk Sistem Rangka Gedung dengan dinding geser beton bertulang khusus = 7,0. (RSNI XX Tabel 9) C s C = s

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (013) Dan nilai Cs tidak lebih dari SD CS C S R 7 T 5.7 I 1 Dan nilai Cs tidak kurang dari C S = S DS I e 0.01 C S = C S = 0.07 Maka diambil nilai Cs sebesar Perhitungan Gaya Geser Dasar Gaya geser yang telah didapatkan dari perhitungan berat total bangunan akan didistribusikan secara vertikal ke masingmasing lantai sesuai dengan RSNI XX. V = C s W, dimana: C s = 0.07 W = 56,099,691 kg V = ,099,691 = 1,514, kg Dari hasil analisa struktur menggunakan program bantu didapatkan gaya geser dasar ragam (V t ) sebagai berikut : Tabel 3.8 Output Reaksi Dasar Hasil Analisa Permodelan OutputCase CaseType GlobalFX GlobalFY Text Text Kgf Kgf D+L+RSX Combination D+L+RSY Combination V = ,514, = 1,87, kg Vx t = 917,777. kg Vy t = 95,33.84 kg Maka untuk arah x, Vx t > 0.85V 917,777. kg < 1,87, kg (NOT OK) Maka untuk arah y, Vy t > 0.85V 95,33.84 kg < 1,87, kg (NOT OK) Untuk memenuhi persyaratan RSNI XX pasal , maka gaya geser tingkat nominal akibat gempa rencana struktur gedung hasil analisis harus dikalikan dengan faktor skala 0.85V/V t. Arah X : 0.85V = V xt Arah Y : 0.85 V = V yt Setelah didapatkan faktor skala untuk masing-masing arah pembebanan, selanjutnya dilakukan analisa ulang struktur dengan mengalikan skala faktor yang diperoleh di atas pada scale factor untuk Define Respons Spectrum. Hasil dari running ulang tersebut adalah : Tabel 3.9 Output Reaksi Dasar Analisa Ulang Permodelan OutputCase CaseType GlobalFX GlobalFY Text Text Kgf Kgf D+L+RSX Combination D+L+RSY Combination V = ,514, = 1,87, kg Vx t = 1,376, kg Vy t = 1,48, kg Maka untuk arah x, Vx t > 0.85V 1,376, kg > 1,87, kg (OK) Maka untuk arah y, Vy t > 0.85V 1,48, kg > 1,87, kg (OK) Hasil dari analisa ulang tersebut sudah memenuhi persyaratan RSNI Pasal Selanjutnya geser dasar ragam hasil running ulang tersebut akan digunakan sebagai beban gempa desain. B. Perencanaan Struktur Primer Dalam tugas akhir ini struktur akan direncanakan menggunakan sistem ganda dimana sekurang-kurangnya 5% beban lateral dipikul oleh sistem rangka gedung, dan sisanya akan dipikul oleh dinding geser. Hasil dari pemodelan SAP V.14.. akan didapatkan gaya dalam yang selanjutnya digunakan untuk perhitungan tulangan struktur primer. 1. Perencanaan Balok Induk Pada contoh perhitungan balok induk ini akan direncanakan balok induk dimensi /700 mm, dimana pada lantai 8 akan dibuat tipikal dikarenakan kemiripan output gaya dalam dan untuk mempermudah pengerjaan di lapangan. Hasil perhitungan penulangan balok induk /700 mm dapat dilihat pada gambar 3.3 dan 3.4 sebagai berikut : Gambar 3.3 Detail Penulangan Balok Gambar 3.4 Penulangan Balok /700

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (013) Penulangan Kolom 1/900 mm Penulangan lentur kolom menggunakan program bantu spcolumn sehingga didapatkan rasio hasil tulangan longitudinal 1.04 % penulangan 0 D5 (As = mm ) P ( k N ) M x ( k N m) Gambar 3.5 Diagram Interaksi Aksial vs Momen Kolom 1/700 Lantai Dasar Arah X P ( k N ) M y ( k N m) Gambar 3.6 Diagram Interaksi Aksial vs Momen Kolom 1/700 Lantai Dasar Arah Y Sesuai dengan filosofi desain kapasitas atau biasa disebut persyaratan Strong Column Weak Beam, maka SNI pasal 3.4. mensyaratkan bahwa e M g M 5 6 Dimana ΣM e adalah momen kapasitas kolom dan ΣM g merupakan momen kapasitas balok. Me didapat dari gambar diagram interaksi aksial momen dan kolom di atas : e M = 3550 knm Besarnya + adalah : a = 93.8 mm = knm Besarnya - adalah : a = mm = knm Jadi jumlah dari momen positif dan momen negatif adalah : = knm Me knm Jadi persyaratan Strong Column Weak Beam terpenuhi. Dari hasil perhitungan didapatkan detail penulangan kolom yang dapat dilihat pada gambar 3.7 dan 3.8. Gambar 3.7 Penulangan Kolom 1/700 Gambar 3.8 Detail Penulangan Kolom 3. Hubungan Balok Kolom V x-x = T 1 + T - V h V x-x = kn < Vc = kn HBK cukup kuat, penulangan geser di HBK tidak perlu dihitung asalkan tulangan begel sepanjang sendi plastis diteruskan ke HBK tersebut

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (013) Perencanaan Dinding Geser Data perencanaannya sebagai berikut : Mutu beton (fc ) = 35 Mpa Mutu baja (fy) = Mpa Tebal dinding geser = cm Tinggi dinding geser = 107 m Penulangan shearwall direncanakan sesuai SNI Pasal 3.6. Dari hasil perhitungan diperoleh kebutuhan tulangan lentur, geser dan komponen batas yang dapat dilihat pada gambar IV. KESIMPULAN Dari hasil perencanaan struktur gedung Apartemen De Papilio Surabaya didapatkan hasil analisa sebagai berikut: 1. Kontrol Sistem Ganda Berdasarkan dimensi struktur utama hasil perencanaan struktur gedung Apartemen De Papilio Surabaya didapatkan kekakuan rangka sebesar 9.% dan kekakuan dinding geser sebesar 70.8% untuk arah X sedangkan untuk arah Y didapatkan kekakuan rangka sebesar 36.04% dan kekakuan dinding geser sebesar 63.96%. Sehingga prosentase shear wall dalam menerima beban lateral sudah memenuhi syarat Dual System yaitu sekurang kurangnya memikul 5 % beban gempa.. Kontrol Drift Berdasarkan tabel 6.13 dan 6.16 [5] maka simpangan antar lantai hasil analisa struktur pada arah X dan arah Y sudah memenuhi persyaratan kontrol kinerja batas layan struktur akibat beban gempa yang disyaratkan pada SNI XX. Gambar 3.9 Detail Penulangan Shearwall C. Perencanaan Struktur Bawah 1. Analisa Daya Dukung Tiang Pancang Digunakan tiang pancang diameter 80 cm pada kedalaman m, dengan P ijin 1 tiang rata-rata ton. Perancangan Pondasi Tiang Pancang Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut : Pondasi kolom : menggunakan tiang pancang diameter 80 cm sebanyak 6 buah. Pondasi shearwall : menggunakan tiang pancang diameter 80 cm sebanyak 0 buah. 3. Kontrol Ketidakberaturan Torsi Dari hasil permodelan didapatkan δ max = δ A = 0.07 mm dan δ B = 0.01mm, maka δ avg = A B = mm. Berdasarkan SNI XX pasal tabel 10 dikarenakan δ max 0.07 mm < 1. δ avg = = mm maka struktur tidak mengalami ketidakberaturan torsional tipe 1a maupun tipe 1b. DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Standarisasi Nasional 010. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI XX. [] Badan Standarisasi Nasional 00. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI [3] Departemen Pekerjaan Umum Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Bandung :Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung. [4] Purwono, R Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa Sesuai SNI-176 dan SNI-847 Terbaru. Surabaya : ITS Press. Syarif, Adnan Modifikasi Perencanaan Apartemen De Papilio Surabaya Berdasarkan SNI XX. Gambar 3.10 Denah rencana pondasi Shearwall