PEMODELAN STRUKTUR BINUS SQUARE DENGAN ETABS NONLINEAR VERSI 9.5.0

Transkripsi

1 PEMODELAN STRUKTUR BINUS SQUARE DENGAN ETABS NONLINEAR VERSI Metode Pembebanan Langsung Proses pengolahan data untuk metode pembebanan langsung terdiri dari beberapa tahapan yaitu tahapan persiapan kerangka struktur, penentuan material, penentuan dimensi rangka, penggambaran model elemen, pemodelan perletakan hingga proses running. A. Menyiapkan Grid/Kerangka Struktur Untuk membuat Grid Lines pada program ETABS, maka langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: Mengatur satuan program ETABS yang digunakan untuk mempermudah pemasukan data. Set unit menjadi Kgf-m. Pilih menu File > New Model > No. L1/1

2 L1/2 Gambar 1.1 File New Model Dalam option Building Plan Grid System and Story Definition, pilih Structural Object : Grid Only. Gambar 1.2 Building Plan Grid System and Story Definition

3 L1/3 Isi Edit Boxes sesuai data desain denah yang diperoleh. Gambar 1.3 Grid System Gambar 1.4 Story Data

4 L1/4 Gambar 1.5 Tampilan Grid B. Penentuan Material Struktur Untuk menentukan material struktur, langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut: Pilih menu Define > Material Properties. Dalam option Define Materials, pilih CONC (concrete) karena material yang digunakan merupakan beton, lalu pilih perintah Modify/Show Materials. Ubah nama CONC menjadi 25 MPa. Masukkan data material beton gedung, lalu klik OK pada Analysis Property Data dan dilanjutkan dengan klik OK pada Define Material. Nilai Edit Box Modulus Elasticity adalah diperoleh dari rumus SNI yaitu 4700 f'c.

5 L1/5 Gambar 1.6 Data Property Material Lakukan hal yang sama untuk material dengan mutu beton 30 MPa dan 35 MPa. C. Penentuan Dimensi Rangka Dimensi rangka yang didefinisikan antara lain balok, kolom, pelat lantai dan shear wall. Penentuan dimensi rangka ini disesuaikan dengan data struktur bangunan yang diperoleh. Dalam pemodelan rangka digunakan sistem beam. Gaya-gaya dalam yang terjadi pada beam adalah gaya aksial, gaya geser, dan momen. Berbeda dengan truss yang hanya terdapat gaya aksial dan gaya geser. a) Kolom Define > Frame Sections. Hapus penampang yang telah tersedia oleh ETABS supaya tidak membingungkan. Caranya dengan mendrag semua type properties hingga tersisa 1 buah, lalu klik Delete Property. Kemudian pada option Define Properties Data, pilih Add Rectangular.

6 L1/6 Gambar 1.7 Penentuan Penampang Kolom Pada option Rectangular Section isi Edit Boxes sesuai data yang diperoleh. Sebagai contoh untuk mendefinisikan kolom 68A (600mm 800mm): - Beri nama K68A. - Pilih mutu beton yang digunakan yaitu 35MPa. - Masukkan dimensi 0.6 untuk lebar dan 0.8 untuk tebal. - Klik Reinforcement untuk memasukkan data tulangan. - Cover to Rebar (tebal penutup beton) masukkan nilai Number of bar in 3-dir = jumlah tulangan terhadap sumbu lokal 3 = 7 buah. - Number of bar in 2-dir = jumlah tulangan terhadap sumbu local 2 = 9 buah. - Masukkan ukuran tulangan sebesar #6, yang diperoleh dari perhitungan: Tulangan yang digunakan pada kolom 68A adalah 19 mm. Ukuran 19 mm tidak terdapat dalam program ETABS, sehingga harus diubah kedalam satuan #. Diketahui: 1 inch = 25.4 mm, maka 19 mm = 19mm = inch 25.4

7 L1/7 Karena 1 inch = #8, maka inch = inch #8 = #6 - Klik OK pada Reinforcement Data lalu klik Set Modifiers. Gambar 1.8 Dimensi Penampang dan Jenis Material Kolom Untuk struktur beton bertulang, sifat kekakuan momen dan geser bruto dari komponen struktur harus dikalikan persentase efektif penampang < 100%. Untuk itu pada option Property Modifiers > Analysis Property Modification Factors, pada Moment of Inertia about 2 Axis dan 3 Axis harus dikali atau diisi dengan 0.7. Gambar 1.9 Nilai Kekakuan Lentur Kolom

8 L1/8 Klik OK pada Analysis Property Modification Factors dan kemudian klik OK pada Rectangular Section. Lalukan hal yang sama untuk semua jenis kolom yang digunakan. b) Balok Seperti yang dilakukan pada kolom, untuk mendefinisikan balok yang dilakukan antara lain: Define > Frame Section. Kemudian pada option Define Properties Data, pilih Add Rectangular. Pada option Rectangular Section isi Edit Boxes sesuai data yang diperoleh. Misalnya pada balok B35 (300 mm 500mm): - Beri nama B35. - Pilih mutu beton yang digunakan yaitu 30 MPa. - Masukkan dimensi 0.3 untuk lebar dan 0.5 untuk tebal. - Klik Reinforcement untuk memasukkan data tulangan. - Cover to Rebar atas dan bawah sebesar Klik OK pada Reinforcement Data.

9 L1/9 Gambar 1.10 Dimensi Penampang dan Jenis Material Balok Kemudian klik Set Modifiers untuk mengisi nilai kekakuan elemen struktur balok sebesar Gambar 1.11 Nilai Kekakuan Lentur Balok Klik OK. c) Shear Wall Langkah-langkah untuk mendefinisikan shear wall adalah:

10 L1/10 Pada menu Define > Wall/Slab/Deck Sections. Pada option Define Wall/Slab/Deck Sections, pilih add new Wall. Gambar 1.12 Penentuan Penampang Shear Wall Pada option Wall/Slab/Deck Sections, isi Edit Boxes sesuai data yang diperoleh. Misalnya untuk mendefinisikan shear wall koridor yaitu SW LIFT lantai terbawah, maka langkah-langkah yang dilakukan adalah: - Karena elemen shear wall mempunyai kemampuan elemen membrane dan elemen bending, maka pilih type shell. - Isi tebal shear wall pada option Membrane dan option Bending = 0.2 m. - Pilih option Thick Plate, agar shear wall bisa menerima pengaruh deformasi akibat gaya geser transversal.

11 L1/11 Gambar 1.13 Parameter Penampang Elemen Shear Wall Untuk struktur beton bertulang, sifat kekakuan momen dan geser bruto dari komponen struktur harus dikalikan persentase efektifitas penampang <100%. Untuk itu pada option Property Modifiers > Analysis Property Modification Factors, pada Moment of Inertia about 2 Axis dan 3 Axis harus diisi dengan 0.7. Gambar 1.14 Nilai Kekakuan Lentur Shear Wall

12 L1/12 Klik OK pada option tersebut dan dilanjutkan dengan klik OK pada option Define Wall/Slab/Deck Sections. d) Pelat Lantai Langkah-langkah untuk mendefinisikan elemen pelat lantai antara lain: Misalnya untuk mendefinisikan pelat lantai S10: Define > Define Wall/Slab/Deck Sections. Klik Add New Slab. Beri nama S10 dan masukkan dimensi membrane 0.12 dan bending Pilih type Membrane dan klik OK pada Wall/Slab Sections. Tipe pemodelan terdapat 3 jenis yaitu shell (shear wall), membrane dan plate. Tipe shell jika elemen struktur tersebut mempunyai kemampuan elemen membran dan bending (lentur). Di program ETABS, membrane dipakai dengan fungsi untuk mendistribusikan beban merata ke balok-balok. Perbedaan membrane dan plate adalah pada membrane hanya punya kekakuan pada bidang (inplane stiffness) sedangkan plate hanya punya kekakuan keluar bidang (out of plane stiffness) sedangkan shell memiliki kedua tipe kekakuan. Selain itu, pemakaian tipe membrane dikarenakan distribusi bebannya sesuai tributari (trapesium). Jumlah derajat kebebasan (degree of freedom, DOF) adalah jumlah minimum koordinat independen yang diperlukan untuk menyatakan posisi suatu massa pada saat tertentu. Untuk struktur tiga dimensi jumlah DOF pada setiap lantai berjumlah 3, yaitu 2 translasi horisonal pada arah yang saling tegak lurus dan dan 1 rotasi pada sumbu tegak lurus bidang horisontal. Kemudian klik OK pada Define Wall/Slab/Deck Sections.

13 L1/13 Gambar 1.15 Parameter Penampang Elemen Pelat Lantai D. Penggambaran Model Elemen a) Kolom Untuk melakukan penggambaran elemen kolom terdapat beberapa langkah yang harus dilakukan. Misalnya untuk menggambarkan elemen kolom 68A, langkah-langkahnya adalah: Klik Draw Menu > Draw Line Object > Create Columns in Region or at Clicks (Plan). Gambar 1.16 Properties of Column Object

14 L1/14 Pada properties of object pilih property elemen kolom yang sudah dibuat yaitu K68A. Klik pada column line dimana kolom K68A akan dipasang. Lakukan hal yang sama untuk semua elemen kolom hingga lantai teratas. Jika ingin melakukan penggambaran dalam arah X-Z atau Y-Z yaitu dalam tampilan vertikal maka pilih menu view > set elevation view > 1. Untuk mempercepat penggambaran elemen kolom dapat juga dilakukan replicate. Caranya blok frame kolom yang sudah dibuat kemudian pilih menu Edit > Replicate. Gambar 1.17 Edit Boxes Replicate Pada replicate arah linear, ketik pada Edit Boxes Increment Data yaitu nilai jarak yang diinginkan pada boxes dx dan dy, (nilai positif berarti arah replicate searah sumbu dan nilai negatif berarti arah replicate berlawanan sumbu). Sedangkan nilai Number adalah jumlah penggandaan yang diinginkan.

15 L1/15 Gambar 1.18 Penggambaran Elemen Kolom b) Shear Wall Untuk melakukan penggambaran elemen shear wall terdapat beberapa langkah yang harus dilakukan. Misalnya untuk menggambarkan elemen shear wall SWLIFT35, langkah-langkahnya adalah: Plih menu Draw > Draw Area Object > Draw Walls (Plan). Pada Properties of Object, pilih property elemen shear wall yang sudah dibuat yaitu SWLIFT35 dengan tipe Pier. Gambar elemen SWLIFT35 tersebut pada lokasi yang ada. Kemudian lakukan Mesh Area terhadap area shear wall agar elemen tersebut dapat lebih berdeformasi lateral (tidak kaku) dan menghindari perubahan tegangan yang signifikan maupun konsentrasi tegangan. Dalam melakukan meshing, sebaiknya tidak perlu terlalu halus karena juga berpengaruh pada lamanya analisis struktur. Meshing yang dilakukan pada setiap shear wall menjadi 4 4 segmen, yaitu dengan

16 L1/16 cara memilih semua area shear wall yaitu pilih menu Select > by Wall/Slab/Deck Section > Shear Wall. Setelah shear wall terpilih semua, maka dilakukan meshing yaitu pilih menu Edit > Mesh Areas > Mesh Quads/Triangles into 4 by 4 Areas. Gambar 1.19 Mesh Area Lakukan hal yang sama untuk semua area shear wall.

17 L1/17 Gambar 1.20 Mesh Area pada SWLIFT35 Setelah semua area shear wall selesai dimesh, maka dilanjutkan dengan pemodelan area shear wall sebagai pier. Kegunaan pemodelan area shear wall sebagai pier adalah penggabungan area-area pada tiap tipe shear wall dalam satu kesatuan sehingga menjadi struktur yang menerima beban aksial dan lentur. Untuk melakukan pemodelan tersebut agar tampak pada Section Designer, harus mengatur tampilan tampak atas pada setiap lantai. Pilih/ blok area yang ingin dimodelkan sebagai suatu pier dengan cara memilih menu Assign > Shell/Area > Pier Label > Add New Pier > kemudian ketik nama tipe shear wall (misalnya 1LIFT).

18 L1/18 Gambar 1.21 Permodelan Pier Shear Wall 1LIFT Lakukan hal yang sama untuk semua jenis shear wall SWLIFT pada semua lantai. Gambar 1.22 Potongan Struktur Shear Wall SWLIFT Untuk mengecek apakah bentuk area shear wall yang tampak pada view sudah sesuai dengan area yang dimodelkan pada pier, maka harus cek pada Section

19 L1/19 Designer. Pilih menu Design > Shear Wall Design > Define Pier Sections for Checking > Add Pier Sections > lalu isi Edit Boxes yang ditampilkan. Gambar 1.23 Data Penampang Pier Kemudian pilih option Section Designer, maka akan terlihat penampang pier yang dimodelkan. Atur ukuran tulangan yang digunakan pada shear wall tersebut. Gambar 1.24 Hasil Pemodelan Penampang Pier Shear Wall 1LIFT

20 L1/20 Agar dapat mendapatkan diagram interaksi dari pier, maka harus menentukan ukuran tulangan yang dipakai dengan cara klik kanan pada corner reinforcing dan pada edge reinforcing. Gambar 1.25 Desain Penulangan untuk Tepi dan Semua Sudut Karena tulangan, bentuk geometri penampang pier dan ukuran serta lokasi penulangan tulangan menggunakan section designer, maka harus memodelkan area pier sebagai general reinforcement pier section. Untuk memodelkan pier sebagai general reinforcement pier, pilih suatu jenis pier terdahulu dengan Select > By Pier ID > 1LIFT > OK, lalu modelkan sebagai general reinforcement pier dengan pilih menu Design > Shear Wall Design > Assign Pier Section for Checking > General Reinforcement Pier Sections. Tentukan option tersebut pada edit boxes yang muncul.

21 L1/21 Gambar 1.26 Pemilihan Model Tipe Pier untuk Top Section dan Bottom Section Pada menu Assign General Reinforcement Pier Sections terdapat pemilihan model tipe pier untuk section top dan section bottom. Pilih 1LIFT pada penampang untuk atas dan bawah. Lakukan hal yang sama untuk semua shear wall hingga lantai teratas. Gambar 1.27 Penggambaran Elemen Shear Wall

22 L1/22 c) Balok Untuk menggambar balok terdapat beberapa langkah yang harus dilakukan. Misalnya untuk menggambar balok induk B37A dan balok anak B25A, maka langkahlangkahnya adalah: Klik Draw Menu > Draw Line. Pilih Property: B37A, Moment Releases : Continuous. Kemudian klik dari titik A sampai titik B lokasi balok tersebut terletak. Sedangkan untuk menggambar balok anak B25A, maka pilih Property: B25A, dan Moment Releases : Pinned. Gambar 1.28 Properties of Object untuk Balok Induk Gambar 1.29 Properties of Object untuk Balok Anak Lakukan hal yang sama untuk setiap jenis balok induk dan balok anak hingga termodelkan pada semua lantai bangunan.

23 L1/23 Gambar 1.30 Penggambaran Elemen Balok d) Pelat Lantai Langkah-langkah yang dilakukan untuk membuat pelat lantai antara lain: Klik Draw Menu > Draw Area Objects > Draw Area. Pastikan property yang akan digambarkan. Pastikan Snap to Grid Intersections and Point akitf dengan cara Draw Menu > Snap to > Grid Intersections. Klik semua titik tempat beradanya pelat lantai tersebut, misalnya untuk menggambar pelat lantai S8 pada tepi lantai 1, yaitu dengan klik C1, C2, G2, G1 dan kemudian kembali ke C1 lalu tekan enter. Untuk melihat pelat yang sudah dipasang, klik View > Set Building View Options, beri check list pada bagian Special Effect yaitu Object Fill dan Apply to All Windows. Klik OK.

24 L1/24 Gambar 1.31 Set Building View Options Lakukan hal yang sama untuk semua jenis pelat lantai pada semua lantai bangunan. Gambar 1.32 Penggambaran Elemen Pelat Lantai

25 L1/25 E. Pemodelan Perletakan Struktur Karena pemodelan perletakan struktur bangunan adalah jepit, maka pada ETABS dapat dilakukan dengan cara: Pilih menu View > Select Plan Level > Base. Kemudian memodelkan perletakan struktur adalah jepit : blok semua joint pada level base. Pilih menu Assign > Joint/Point > Restraints (Support). Pilih gambar jepit atau beri tanda check list pada semua kotak Restraints in Global Directions. Gambar 1.33 Pemodelan Perletakan Struktur

26 L1/26 Gambar 1.34 Denah Pemodelan Perletakan Struktur F. Pemodelan Rigid Offset Dalam membuat model struktur, umumnya mengabaikan dimensi dari titik sambungan, yang dianggap sebagai suatu titik saja yang sangat kecil. Pada konstruksi beton, sering dijumpai ukuran kolom yang relatif besar dibandingkan dengan panjang as ke as balok yang menghubungkannya. Jika ukuran sambungan cukup besar diabaikan, dapat menghasilkan kesalahan yang signifikan. Maka untuk ukuran sambungan yang cukup besar, pengaruhnya harus diperhitungkan dalam analisis karena pada daerah sambungan mempunyai kekakuan yang relatif besar (rigid) Pada ETABS, pendekatan pengaruh kekakuan sambungan dapat dimodelkan sebagai Rigid Zone Offset. Nilai default Rigid Zone Factor = 0. Jika Rigid Zone Factor adalah 1, maka dianggap end-offset sebagai elemen yang sangat kaku. Pada penelitian ini

27 L1/27 disarankan menggunakan Engineering Judgement dalam memasukkan Rigid-Zone Factor. Secara umum, manual program menyatakan bahwa Rigid Zone Factor 0.5. Langkah-langkah dalam melakukan pemodelan Rigid Offset antara lain: Misalnya untuk kolom 68A, pilih Select > By Frame Section > Kolom 68A Masukkan nilai Rigid Offset dengan cara pilih Assign > Frame Line > End (Length) Offsets > masukkan nilai Rigid Zone Factor = 0.5. Gambar 1.35 Nilai Rigid Offset G. Mendefinisikan Beban Statik Beban mati yang dimasukkan dalam penelitian ini adalah beban mati akibat berat sendiri dan beban mati tambahan yaitu dinding dan pelat lantai. a) Mendefinisikan Beban Mati akibat Berat Sendiri Langkah-langkah untuk mendefinisikan beban mati akibat berat sendiri antara lain: Klik Menu Define > Static Load Cases Pastikan selfweight multiplier pada Load DEAD = 1 yang artinya berat sendiri dimasukkan dalam beban DEAD.

28 L1/28 b) Mendefinisikan Beban Mati selain Berat Sendiri Klik pada kolom Load, kemudian tuliskan SDEAD dengan tipe superdead yang akan digunakan untuk mendefinisikan beban mati selain berat sendiri. Pastikan selfweight multiplier =0, lalu klik Add New Load. c) Mendefinisikan Beban Mati akibat Dinding/Tembok Klik pada kolom Load, kemudian tuliskan TEMBOK dengan tipe superdead yang akan digunakan untuk mendefinisikan beban tembok. Pastikan selfweight multiplier = 0, lalu klik Add New Load. Gambar 1.36 Define Static Load Case Names H. Penempatan Beban Mati Beban-beban yang bekerja pada struktur bangunan Binus Square yang ditinjau adalah beban mati akibat berat sendiri, beban pelat lantai dan beban tembok. Beban mati tidak perlu dihitung lagi, sedangkan beban lainnya harus dihitung terlebih dahulu. a) Menempatkan Beban Mati Pelat Lantai Misalnya untuk beban mati pada lantai atap sebesar 385 kg/m², maka langkahlangkah yang dilakukan adalah:

29 L1/29 Klik pada lokasi pelat yang akan diberi beban sehingga pada sekeliling pelat terdapat garis putus-putus. Klik Assign > Shell/Area Loads > Uniform. Klik Load Case Name = SDEAD dan masukkan nilai 385 pada Load dan klik OK. Gambar 1.37 Definisi Beban Mati Pelat Lantai b) Menempatkan Beban Mati pada Tembok Misalnya untuk beban mati pada tembok B35 lantai atap sebesar 675 kg/m, maka langkah-langkah yang dilakukan adalah: Klik pada lokasi balok B35 dimana beban tembok bekerja sehingga pada lokasi balok tersebut terdapat garis putus-putus. Klik Assign > Frame/Line Load > Distributed. Pada Load Case Name pilih TEMBOK lalu isikan nilai 675 pada Uniform Load dan klik OK.

30 L1/30 Gambar 1.38 Definisi Beban Mati Tembok Untuk melihat beban tembok yang bekerja klik tombol 3-d, dan untuk menghilangkan tampilan beban, klik Assign Menu > Clear Display of Assigment. I. Kombinasi Pembebanan Sesuai tata cara SNI , beban kombinasi yang telah disebutkan harus dimasukkan dalam ETABS. Untuk memasukkan beban kombinasi, langkah-langkah yang dilakukan adalah: Plih Define > Load Combination > Add New Combo. Tentukan beban kombinasi yang akan dimasukkan yaitu 1.4D.

31 L1/31 Gambar 1.39 Kombinasi Pembebanan J. Analisa Struktur Setelah semua beban ditempatkan dan kombinasi pembebanan ditentukan maka tahapan selanjutnya adalah proses running. Proses analisa struktur pada pembebanan langsung dilakukan hanya satu kali. Langkah-langkah yang dilakukan untuk menganalisa struktur adalah: Pilih Menu Analyze > Run Analysis atau tekan tombol F5. Selanjutnya proses running akan berjalan hingga tercapai kondisi complete analysis. Karena struktur bangunan merupakan 3 dimensi maka dalam analisa struktur harus mencakup 6 derajat kebebasan. Selain itu, analisa juga ditinjau menggunakan analisa dinamik. Tahapan untuk pemodelannya adalah: Pilih menu Analyze > Set Analysis Options

32 Pilih semua option yaitu UX, UY, UZ, RX, RY, RZ atau dengan pilih ikon Full 3D. L1/32 Gambar 1.40 Analysis Option Pilih menu Analyze > Set Analysis Option > Klik Dynamic Analysis. Set Dynamic Parameter > Number of Modes = 18 karena jumlah tingkat sebanyak 18 lantai. Gambar 1.41 Dynamic Analysis Parameters

33 L1/33 Kemudian dilakukan dua kali proses running yaitu dengan pilih Analyze > Run Analysis. Dari proses running ini, kemudian didapat data output yang digunakan sebagai bahan pembanding. Data output diperoleh pada Menu Display > Show Table atau Menu Display > Show Member Forces/Stress Diagram. Gambar 1.42 Run Analysis 2. Sequential Loading Method Proses pengolahan data untuk metode sequential loading hampir sama dengan metode pembebanan langsung. Perbedaan antara kedua metode hanya terletak pada proses running yaitu dilakukannya dua kali running untuk proses sequential loading. A. Analisa Struktur Setelah semua beban ditempatkan dan kombinasi pembebanan ditentukan maka tahapan selanjutnya adalah proses running. Proses analisa struktur pada pembebanan sequential dimulai dengan mendefinisikan tahap sequence case pada struktur bangunan yang dimodelkan. Langkah-langkah yang dilakukan untuk memodelkan sequence load case adalah: Pilih Menu Define > Add Sequential Construction Case.

34 L1/34 Tentukan bentuk pembebanan. Klik atau beri tanda check list pada Replace Dead Type Cases with this Case in all Default Design Combos. Beri tanda check list pada User Specified Active Structure dan klik OK. Gambar 1.43 Auto Construction Sequence Case Kemudian dilakukan dua kali proses running yaitu dengan pilih Analyze > Run Analysis. Gambar 1.44 Run Analysis Pertama

35 L1/35 Setelah proses running pertama selesai, maka dilanjutkan dengan running kedua yaitu dengan pilih Analyze > Run Construction Sequence Analysis. Gambar 1.45 Sequence Construction Case Run Analysis 3. Creep and Crack Sequential Loading Method Yang membedakan program ETABS untuk metode creep and crack sequential loading dengan program ETABS untuk metode sequential loading adalah pada definisi input material elemen struktur yaitu pada modulus elastisitas yang diubah menjadi modulus elastisitas rangkak dan nilai kekakuan elemen struktur shear wall yang diubah menjadi Misalnya untuk kolom 68A lantai 1, input data untuk define material menjadi:

36 L1/36 Gambar 1.46 Data Property Material untuk Rangkak Gambar 1.47 Nilai Kekakuan Lentur Shear Wall Rangkak Tahapan semua proses creep and crack sequential loading yang dijalankan sama dengan sequential loading. Tahapan yang membedakan kedua proses pembebanan ini hanyalah pada proses definisi material pada tahapan awal, dimana pada metode creep and crack sequential loading, modulus elastisitas bahan yang digunakan adalah modulus

37 L1/37 elastisitas rangkak. Selanjutnya pada proses penentuan dimensi rangka, dimana nilai kekakuan lentur shear wall rangkak yang diisi adalah sebesar 0.35.

38 PERHITUNGAN MANUAL DENGAN METODE TAKABEYA L1/38 Salah satu metode yang paling sering digunakan dalam perhitungan konstruksi statis tak tentu, khususnya pada konstruksi portal adalah metode Takabeya. Dalam perhitungan untuk konstruksi portal dengan metode Takabeya, didasarkan pada asumsiasumsi bahwa deformasi akibat gaya aksial dan gaya geser dalam diabaikan serta hubungan antara balok-balok dan kolom pada satu titik kumpul adalah kaku sempurna. Untuk perjanjian tanda pada perhitungan yaitu momen ditinjau terhadap ujung batang dinyatakan positif (+) apabila berputar ke kanan dan sebaliknya negatif (-) apabila berputar ke kiri. Gambar 2.1. Portal Kolom C25 dan C28 Langkah-langkah perhitungan manual gaya dalam struktur bangunan Binus Square:

39 L1/39 A. Menghitung Momen-Momen Parsiil 1. Hitung Angka Kekakuan Batang (k) Diketahui: I = 1 12 bh 3 = m m 3 = m 4 H = 3.24 m KA1 = KBa = I/H = m 4 /3.24 m = m³ Lakukan perhitungan yang sama untuk semua nilai kekakuan batang yaitu batang kolom dan batang balok, seperti yang ditampilkan dalam tabel Tabel 2.1 Angka Kekakuan Batang Lantai Nama Kekakuan Batang Kolom H (m) I (m 4 ) Nilai k (m³) Nama Kekakuan Batang Balok L (m) I (m 4 ) Nilai k (m³) 1 K1A kba k1a k12 kab k2b k23 kbc k3c k34 k cd k4d k45 kde k5e k56 kef k6f k67 kfg k7g k78 kgh k8h k89 khi k9i k910 kij k10j k1011 kjk k11k k1112 kkl k12l k1214 klm k14m k1415 kmn k15n k1516 kno k16o k1617 kop k17p k1718 kpq k18q atap k18atap kqr katapr

40 L1/40 2. Hitung Nilai ρ Tiap Titik Hubung ρ1 = 2 (k1a + k1a + k12 ) = 2 ( ) = ρ2 = 2 (k21+ k2b + k23) = 2 ( ) = Lakukan perhitungan yang sama untuk semua nilai ρ tiap titik hubung seperti yang ditampilkan dalam tabel 4.38 Tabel 2.2 Nilai ρ Tiap Titik Hubung Nama ρ Nilai ρ Nama ρ Nilai ρ ρ ρ a ρ ρ b ρ ρ c ρ ρ d ρ ρ e ρ ρ f ρ ρ g ρ ρ h ρ ρ i ρ ρ j ρ ρ k ρ ρ l ρ ρ m ρ ρ n ρ ρ o ρ ρ p ρ ρ q ρ atap ρ r Hitung Nilai Koefisien Rotasi Batang (γ ) Tahapan selanjutnya yaitu menghitung nilai koefisien rotasi batang. γ 1 A = k1a/ρ1 = / = γ 12 = k12/ρ1 = / =

41 L1/41 Tabel 2.39 Nilai Koefisien Rotasi Batang Nama γ Nilai γ Nama γ Nilai γ Nama γ Nilai γ Nama γ Nilai γ Nama γ Nilai γ Nama γ Nilai γ γƴ1a γ A γ 1a γ a γ Ba γ ab γ γ γ 2b γ b γ ab γ ba γ γ γ 3c γ c γ bc γ cb γ γ γ 4d γ d γ cd γ dc γ γ γ 5e γ e γ de γ ed γ γ γ 6f γ f γ ef γ fe γ γ γ 7g γ g γ fg γ gf γ γ γ 8h γ h γ gh γ hg γ γ γ 9i γ i γ hi γ ih γ γ γ 10j γ j γ ij γ ji γ γ γ 11k γ k γ jk γ kj γ γ γ 12l γ l γ kl γ lk γ γ γ 14m γ m γ lm γ kl γ γ γ 15n γ n γ mn γ nm γ γ γ 16o γ o γ no γ on γ γ γ 17p γ p γ op γ po γ γ γ 18q γ q γ pq γ qp γ 18at ap γ atap γ atapr γ ratap γ qr γ rq Hitung Momen Primer ( M ) Diketahui: Beban bangunan = beban kolom + beban balok + beban dinding Beban lantai 1 = (b h 2400 kg/m³) + (b h 2200 kg/m³) + (h 250 kg/m²)) Beban lantai 1 = (0.6 m 0.8 m 2400 kg/m³) + (0.35 m 0.7 m 2200 kg/m³) + (2.54 m 250 kg/m²) Beban lantai 1 = ( ) kg/m = 2326 kg/m M1a = ql = = kg-m M a1 = ql = = kg-m 12 12

42 L1/42 Tabel 2.4 Nilai Momen Primer beban (kg/m) L (m) M Nilai (kg-m) M Nilai (kg-m) M 1a M 10j M a M j M 2b M 11k M b M k M 3c M 12l M c M l M 4d M 14m M d M m M 5e M 15n M e M n M 6f M 16o M f M o M 7g M 17p M g M p M 8h M 18q M h M q M 9i M atapr M i M ratap Hitung Jumlah Momen Primer Tiap Titik Hubung (τ) τ1 = M 1a + M 1A + M 12 = kg-m = kg-m τa = M a1 + M ab + M ab = kg-m = kg-m

43 L1/43 Tabel 2.5 Jumlah Momen Primer Tiap Titik Hubung τ Nilai (kg-m) τ Nilai (kg-m) τ τ a τ τ b τ τ c τ τ d τ τ e τ τ f τ τ g τ τ h τ τ i τ τ j τ τ k τ τ l τ τ m τ τ n τ τ o τ τ p τ τ q τ atap τ r Hitung Momen Rotasi Awal (m ) m1 = - (τ1/ρ 1) = - ( /0.0299) = kg-m m2 = - (τ2/ρ 2) = - ( /0.0242) = kg-m

44 L1/44 Tabel 2.6 Momen Rotasi Awal m Nilai (kg-m) m Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr B. Pemberesan Momen-Momen Parsiil Pemberesan momen parsiil dimulai dari titik 1 ke titik a ke titik b hingga kembali ke titik 1 secara beraturan. Pemberesan momen parsiil dilakukan sampai diperoleh hasil yang hampir konvergen. Tahap 1 m1 1 = m1 + (-γ 1a ma ) + (-γ 12 m2 ) m1 1 = ( ) + ( ) m1 1 = kg-m ma 1 = ma + (-γ a1 m1 1 ) + (-γ ab mb ) ma 1 = ( ) + ( )

45 L1/45 ma 1 = kg-m Tabel 2.7 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 1 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 2 m1 2 = m1 + (-γ 1a ma 1 ) + (-γ 12 m2 1 ) m1 2 = ( ) + ( ) m1 2 = kg-m

46 L1/46 Tabel 2.8 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 2 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 3 m1 3 = m1 + (-γ 1a ma 2 ) + (-γ 12 m2 2 ) m1 3 = ( ) + ( ) m1 3 = kg-m

47 L1/47 Tabel 2.9 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 3 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 4 m1 4 = m1 + (-γ 1a ma 3 ) + (-γ 12 m2 3 ) m1 4 = ( ) + ( ) m1 4 = kg-m

48 L1/48 Tabel 2.10 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 4 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 5 m1 5 = m1 + (-γ 1a ma 4 ) + (-γ 12 m2 4 ) m1 5 = ( ) + ( ) m1 5 = kg-m

49 L1/49 Tabel 2.11 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 5 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 6 m1 6 = m1 + (-γ 1a ma 5 ) + (-γ 12 m2 5 ) m1 5 = ( ) + ( ) m1 5 = kg-m

50 L1/50 Tabel 2.12 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 6 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 7 m1 7 = m1 + (-γ 1a ma 6 ) + (-γ 12 m2 6 ) m1 7 = ( ) + ( ) m1 7 = kg-m

51 L1/51 Tabel 2.13 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 7 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr Tahap 8 m1 8 = m1 + (-γ 1a ma 7 ) + (-γ 12 m2 7 ) m1 8 = ( ) + ( ) m1 8 = kg-m

52 L1/52 Tabel 2.14 Pemberesan Momen Parsiil Tahap 8 Momen Parsiil Nilai (kg-m) Momen Parsiil Nilai (kg-m) m ma m mb m mc m md m me m mf m mg m mh m mi m mj m mk m ml m mm m mn m mo m mp m mq matap mr C. Perhitungan Momen Akhir Dari hasil perhitungan pemberesan momen parsiil pada tahapan sebelumnya, dicapai hasil konvergensi pada langkah ke-8. Besarnya jumlah momen-momen akhir dari struktur pada satu titik temu sama dengan nol. Pada struktur yang ditinjau yaitu pada portal batang C25 dan batang C28 terdapat 36 titik temu ditambah titik A dan titik B pada dasar tumpuan jepit. - Titik A MA1 = ka1 ((2 ma) + m1) + M A1 MA1 = ((2 0) ) + 0 MA1 = kg-m

53 L1/53 - Titik B MBa = kba ((2 mb) + ma) + M Ba MBa = ((2 0) ) + 0 MBa = kg-m - Titik 1 M1A = k1a ((2 m1) + ma) + M 1A M1A = (( ) + 0) + 0 = kg-m M1a = k1a ((2 m1) + ma) + M 1a M1a = (( ) ) = kg-m M12 = k12 ((2 m1) + m2) + M 12 M12 = (( ) ) + 0 = kg-m Jumlah momen pada titik 1 = M1A + M1a + M12 Jumlah momen pada titik 1 = kg-m kg-m kg-m Jumlah momen pada titik 1 = 0 OK! Nilai momen pada batang kanan dengan batang kiri pada lantai yang sama seperti momen MA1 pada titik A dan momen MBa pada titik B adalah sama. Yang membedakannya hanyalah nilai +/- atau arah gaya momennya saja. Lakukan perhitungan yang sama untuk semua titik temu pada portal C25-C28 hingga diperoleh semua nilai momen akhir setiap batang baik batang kolom maupun batang balok.

54 L1/54 Tabel 2.15 Momen Akhir Portal C25 Titik Temu Nama Batang Momen Akhir (kg-m) A MA B MBa M1A M1a M M M2b M M M3c M M M4d M M M5e M M M6f M M M7g M M M8h M M M9i M M M10j M M M11k M M M12l M

55 L1/55 Lanjutan Tabel 2.15 Momen Akhir Portal C25 Titik Temu Nama Batang Momen Akhir (kg-m) 14 M M14m M M M15n M M M16o M M M17p M M M18q M18atap atap Matap Matapr Dari data perhitungan manual yang diperolah dapat disimpulkan bahwa nilai momen yang diperoleh perhitungan manual memiliki kemiripan dengan nilai momen yang dihasilkan dari program ETABS. Walaupun tidak memiliki nilai yang mirip sempurna tetapi nilai momen maksimum tiap lantai tidak beda jauh. Hal ini dikarenakan pada perhitungan manual hanya diambil bentuk portal sebagian dari seluruh portal bangunan yang ada. Akibatnya kekakuan-kekakuan dari batang-batang di sekeliling tidak dapat dimasukkan semuanya.

56 DENAH LANTAI 1-LANTAI ATAP BANGUNAN BINUS SQUARE L1/56 Gambar 3.1 Denah Lantai 1

57 Gambar 3.2 Denah Lantai 2 L1/57

58 Gambar 3.3 Denah Lantai 3 L1/58

59 Gambar 3.4 Denah Lantai 4 L1/59

60 Gambar 3.5 Denah Lantai 5 L1/60

61 Gambar 3.6 Denah Lantai 6 L1/61

62 Gambar 3.7 Denah Lantai 7 L1/62

63 Gambar 3.8 Denah Lantai 8 L1/63

64 Gambar 3.9 Denah Lantai 9 L1/64

65 Gambar 3.10 Denah Lantai 10 L1/65

66 Gambar 3.11 Denah Lantai 11 L1/66

67 Gambar 3.12 Denah Lantai 12 L1/67

68 Gambar 3.14 Denah Lantai 14 L1/68

69 Gambar 3.15 Denah Lantai 15 L1/69

70 Gambar 3.16 Denah Lantai 16 L1/70

71 Gambar 3.17 Denah Lantai 17 L1/71

72 Gambar 3.18 Denah Lantai 1 L1/72

73 L1/73 8 Gambar 3.19 Denah Lantai Atap

74 L1/74 DENAH TULANGAN KOLOM DAN SHEAR WALL Gambar 4.1 Denah Tulangan Kolom dan Shear Wall Lurus

75 L1/75 Gambar 4.2 Denah Tulangan Shear Wall SW LIFT Gambar 4.3 Denah Tulangan Shear Wall SW BSR ATAS KANAN

76 L1/76 Gambar 4.4 Denah Tulangan Shear Wall SW BSR ATAS KIRI Gambar 4.5 Denah Tulangan Shear Wall SW BSR BAWAH KANAN

77 Gambar 4.6 Denah Tulangan Shear Wall SW BSR BAWAH KIRI L1/77