PERENCANAAN DAN EVALUASI KINERJA GEDUNG A RUSUNAWA GUNUNGSARI MENGGUNAKAN KONSTRUKSI BAJA BERBASIS KONSEP KINERJA DENGAN METODE PUSHOVER ANALYSIS

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR RC PERENCANAAN DAN EVALUASI KINERJA GEDUNG A RUSUNAWA GUNUNGSARI MENGGUNAKAN KONSTRUKSI BAJA BERBASIS KONSEP KINERJA DENGAN METODE PUSHOVER ANALYSIS Oleh : RANGGA PRADIKA Dosen Pembimbing : 1. BUDI SUSWANTO, ST., MT., Ph.D 2. Ir. R. SOEWARDOYO, M.Sc

2 PENDAHULUAN

3 LATAR BELAKANG Dewasa ini, Indonesia mengalami perubahan zona gempa Tuntutan akan Vertical Living di kota besar/metropolitan yang tahan gempa Dalam bidang konstruksi ada 3 jenis material struktur yang digunakan Masih banyaknya bangunan yang didominasi oleh beton Baja merupakan suatu alternatif material yang bisa digunakan dan juga menguntungkan dalam pembangunannya Konsep perencanaan gedung berbasis pada kinerja struktur yang akan dievaluasi dengan Pushover Analysis

4 PENDAHULUAN PERUMUSAN MASALAH Bagaimana memodifikasi Gedung A Rusunawa Gunungsari Surabaya ini menggunakan baja sebagai material konstruksi utama berbasis konsep kinerja (Performance Based Design) yang dievaluasi menggunakan evaluasi kinerja dengan Pushover Analysis di zona gempa 6 Bagaimana perencanaan ulang pada denah dan penataan ruang setelah mengalami modifikasi total Bagaimana memperkirakan dan menentukan dimensi profil serta gaya-gaya yang bekerja pada struktur rangka tersebut Bagaimana merencanakan sambungan Bagaimana melakukan analisa dan permodelan struktur dengan program bantu ETABS v Bagaimana menuangkan hasil perancangan ke dalam gambar teknik

5 PENDAHULUAN TUJUAN Mampu memodifikasi Gedung A Rusunawa Gunungsari Surabaya ini menggunakan baja sebagai material konstruksi utama berbasis konsep kinerja (Performance Based Design) yang dievaluasi menggunakan evaluasi kinerja dengan Pushover Analysis di zona gempa 6 Untuk mendapatkan dimensi profil serta gaya-gaya yang bekerja pada struktur tersebut Untuk mendapatkan sambungan yang sesuai pada komponen baja tersebut Mampu mengetahui tingkat kinerja struktur tersebut Mampu menuangkan hasil perancangan ke dalam gambar teknik

6 PENDAHULUAN BATASAN MASALAH Desain dan evaluasi struktur mengacu pada AISC-LRFD Pembebanan dihitung berdasarkan PPIUG 1983 Beban gempa dihitung berdasarkan RSNI Peraturan yang dipakai untuk penentuan tingkatan kinerja gedung tersebut mamakai Federal Emergency Managemen Agency (FEMA- 273/356/440) Struktur terletak di zona gempa 6 sehingga dalam perencanaan dan perhitungan menggunakan SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) Bangunan terdiri dari 15 lantai dan difungsikan sebagai tempat tinggal Menggunakan program bantu ETABS v Struktur pondasinya menggunakan tiang pancang Wika Pile Tidak memperhitungkan aspek biaya pada pelaksanaan dan perhitungan struktur

7 PENDAHULUAN MANFAAT Kita dapat mengevaluasi serta mengetahui hasil kinerja dari struktur suatu gedung bertingkat dari konstruksi baja apabila diberi beban lateral (gaya gempa) yang ditingkatkan secara bertahap hingga maksimum tertentu dan gedung mengalami keruntuhan (Collaps) dalam menerima beban akselerasi tersebut sehingga perencana bisa memilih tipe dan perencanaan struktur yang tepat, hemat, kuat serta tahan gempa

8 TINJAUAN PUSTAKA

9 TINJAUAN PUSTAKA UMUM Struktur baja dapat dibagi menjadi 2 (dua) kelompok berdasarkan proses fabrikasinya yaitu : 1. Hot Rolled Shapes (baja canai panas), yaitu profil baja yang dibentuk dengan cara blok-blok baja yang panas diproses melalui rol-rol dalam pabrik 2. Cold Formed Steel (baja canai dingin), yaitu profil baja yang dibentuk dari lembaran baja yang sudah jadi menjadi profil baja dalam keadaan dingin.

10 TINJAUAN PUSTAKA KONSEP PERENCANAAN BANGUNAN TAHAN GEMPA Kriteria standar desain gempa adalah : 1. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil 2. Ketika terjadi gempa sedang, struktur diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural bukan kerusakan yang bersifat struktural 3. Struktur diperbolehkan terjadi kerusakan struktural dan non-struktural pada gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh

11 TINJAUAN PUSTAKA KONSEP PERENCANAAN BANGUNAN TAHAN GEMPA BERBASIS KINERJA Perencanaan bangunan tahan gempa berbasis kinerja merupakan proses perencanaan dengan pemahaman yang realistik terhadap resiko keselamatan, kesiapan pakai dan kerugian harta benda yang mungkin terjadi akibat gempa yang akan datang. Dimulai dengan membuat model rencana bangunan kemudian melakukan simulasi kinerjanya terhadap berbagai kejadian gempa. Setiap simulasi memberikan informasi tingkat kerusakan, ketahanan struktur, sehingga dapat memperkirakan berapa besar keselamatan, kesiapan pakai dan kerugian harta benda yang akan terjadi

12 KRITERIA KINERJA TINJAUAN PUSTAKA Level Kinerja Operasional (Operational) Penempatan Segera (Immediate Ocupancy) Keselamatan Jiwa (Life Safety) Mencegah keruntuhan (Collapse Prevention) Penjelasan Tidak ada kerusakan berarti pada struktur dan non-struktur, bangunan tetap berfungsi. Tidak ada kerusakan yang berarti pada struktur, dimana kekuatan dan kekakuannya kira-kira hampir sama dengan kondisi sebelum gempa. Komponen non-struktur masih berada ditempatnya dan sebagaian besar masih berfungsi jika utilitasnya tersedia. Bangunan dapat tetap berfungsi dan tidak terganggu dengan masalah perbaikan. Terjadi kerusakan komponen struktur, kekakuan berkurang, tetapi masih mempunyai ambang yang cukup terhadap keruntuhan. Komponen non-struktur masih ada tetapi tidak berfungsi. Dapat dipakai lagi jika sudah dilakukan perbaikan. Kerusakan yang berarti pada komponen struktur dan non-struktur. Kekuatan struktur dan kekakuannya berkurang banyak, hampir runtuh. Kecelakaan akibat kejatuhan material bangunan yang rusak sangat mungkin terjadi.

13 TINJAUAN PUSTAKA ANALISA STATIK NON-LINIER ( PUSHOVER ) Tujuan : Untuk memperkirakan gaya maksimum dan deformasi yang terjadi serta untuk memperoleh informasi bagian mana saja yang kritis dengan memberikan suatu pola beban lateral statik pada struktur, yang kemudian secara bertahap ditingkatkan dengan faktor sampai satu target perpindahan lateral dari suatu titik acuan tercapai. Selanjutnya dapat diidentifikasi bagian-bagian yang memerlukan perhatian khusus untuk pendetailan atau stabilitasnya. Biasanya titik tersebut adalah titik pada atap, atau lebih tepat lagi adalah pusat massa atap.

14 METODOLOGI

15 METODOLOGI BAGAN ALIR TUGAS AKHIR

16 METODOLOGI PENGUMPULAN DATA Data Umum Bangunan Nama Gedung : Gedung A Rusunawa Gunungsari Lokasi : Jl. Gunungsari Raya, Surabaya Fungsi : Rumah Susun Jumlah Lantai : 5 lantai Tinggi Gedung : 25,80 meter Zona Gempa : 2 Struktur Utama : Beton Bertulang

17 METODOLOGI PENGUMPULAN DATA Data Modifikasi Bangunan Nama Gedung : Gedung A Rusunawa Gunungsari Lokasi : Jl. Gunungsari Raya, Surabaya Fungsi : Rumah Susun Jumlah Lantai : 15 lantai Tinggi Gedung : 57,00 meter Zona Gempa : 6 Struktur Utama : Struktur Baja

18 JEMBATAN PENGHUBUNG METODOLOGI BRAWIJAYA JL. GUNUNG SARI RAYA K O R I D O R K O R I D O R H A L L K O R I D O R K O R I D O R H A L L K O R I D O R U RUSUNAWA GEDUNG - C RUSUNAWA GEDUNG - B RUSUNAWA GEDUNG - A OBYEK TUGAS AKHIR SITE PLAN RUSUNAWA - GUNUNGSARI - Surabaya

19 METODOLOGI B2 7 B1 A3 A2 A KANTOR PENGELOLA PUSKESMAS MUSHOLLAH S E LA S A R P A R K I R (Sepeda Motor / dll) K O R I D O R E F G H I J A 2B 2A 1A POS JAGA GUDANG 3.00 P A R K I R (Sepeda Motor / dll) GARDU PLN BALAI RW 8.00 RUMAH POMPA (dgn tandon air bawah) R. GENSET A3 A2 A A B C D K L M N B1 DENAH Lt - 1 (dasar) RUSUNAWA - GUNUNGSARI - Surabaya B2

20 METODOLOGI B B1 7 A3 A2 A VOID K O R I D O R KWH METER UTILITY H A L L UTILITY K O R I D O R JEMBATAN PENGHUBUNG K O R I D O R E F G H I J A 2B 2A 1A K O R I D O R KWH METER UTILITY H A L L UTILITY K O R I D O R VOID A3 A2 A1 0 SAMPAH SAMPAH A B C D K L M N B1 DENAH Lt - 2 s/d 5 RUSUNAWA - GUNUNGSARI - Surabaya B2 B2 B1 7

21 METODOLOGI

22 METODOLOGI

23 METODOLOGI

24 METODOLOGI U A A 150 KAMAR MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI VOID TANGGA B B KAMAR MANDI KAMAR MANDI KAMAR MANDI K O R I D O R KAMAR MANDI KAMAR MANDI KAMAR MANDI KAMAR MANDI H A L L LIFT KAMAR MANDI K O R I D O R KAMAR MANDI KAMAR MANDI KAMAR MANDI C D A DENAH Lt - 2 s/d 15 RUSUNAWA - GUNUNGSARI - SURABAYA SKALA 1:400

25 METODOLOGI POTONGAN A ~ A RUSUNAWA - GUNUNGSARI - SURABAYA SKALA 1:400

26 METODOLOGI

27 PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

28 PERENCANAAN PELAT LANTAI METODOLOGI Pelat lantai direncanaka menggunakan bondeks dengan tebal pelat lantai 11 cm Pelat atap direncanaka menggunakan bondeks dengan tebal pelat lantai 9 cm

29 PERENCANAAN TANGGA Data Perencanaan : Mutu baja (BJ 41) Tinggi per lantai Tinggi bordes Panjang bordes Lebar bordes Panjang tangga Lebar tangga Tebal pelat anak tangga Lebar injakan (i) Tinggi injakan (t) : fy = 2500 kg/cm2 : 380 cm : 190 cm : 600 cm : 150 cm : 250 cm : 200 cm : 3 mm : 30 cm : 17,5 cm Sudut kemiringan (α) : 32,35 0

30 METODOLOGI A Balok utama tangga Balok tumpuan tangga Bordes VOID A Balok induk Balok induk ±

31 PERENCANAAN BALOK LIFT (BF) balok induk METODOLOGI 800 balok induk balok anak balok induk balok penggantung lift (BF1) balok penumpu lift (BF2) balok anak balok penggantung lift (BF1) balok penumpu lift (BF2) LIFT LIFT 300 balok penumpu lift (BF2) Profil balok lift direncanakan sebagai berikut : Balok penggantung lift (BF1) : WF 400 x 200 x 7 x 11 Balok penumpu lift (BF2) : WF 400 x 200 x 8 x 13

32 PERENCANAAN BALOK ANAK (BA) METODOLOGI A BA1 BA1 BA1 BA1 TANGGA TANGGA BA1 BA1 BA1 BA1 BA1 BA1 BA2 BA2 BA1 BA1 800 B BA1 BA1 BA1 BA1 BA1 BA1 BA1 BA1 LIFT BA2 BA2 LIFT BF1 BF1 BF2 BF2 BF BA1 BA1 BA1 BA C D DENAH PEMBALOKAN Profil balok anak direncanakan sebagai berikut : BA1 : WF 450 x 300 x 11 x 18 BA2 : WF 450 x 200 x 8 x 12

33 PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER

34 ANALISA STRUKTUR PRIMER Pemodelan struktur dengan ETABS v METODOLOGI

35 METODOLOGI PERIODE FUNDAMENTAL STRUKTUR Periode fundamental struktur diperoleh dari ETABS v.9.7.1

36 METODOLOGI BATASAN SIMPANGAN ANTAR LANTAI Besarnya batasan simpangan sebagaimana ditetapkan pada tabel 16 RSNI yaitu sebesar 2% Arah X Arah Y

37 PERENCANAAN BALOK INDUK Balok induk direncanakan menggunakan : Profil : WF 600 x 200 x 12 x 20 METODOLOGI PERENCANAAN KOLOM Kolom direncanakan menggunakan : Profil : K 950 x 450 x 16 x 38 PERENCANAAN BALOK TANGGA Balok utama tangga : WF 400 x 200 x 7 x 11 Balok penumpu tangga : WF 400 x 200 x 8 x 13

38 EVALUASI KINERJA DENGAN ANALISA PUSHOVER

39 Menentukan target perpindahan : Arah X METODOLOGI T e = 2,567 detik ; lebih besar dari 1 detik maka C 1 = 1 C 0 = 1,5 (Tabel 3.2 FEMA 356 untuk bangunan lebih dari 10 lantai) C 2 = 1,1 (Tabel 3.3 FEMA 356 untuk bangunan sebagai rangka type 1 dan level kinerja yang dipilih adalah LS (Life Safety). C 3 S a = 1 (Perilaku pasca leleh adalah positif) = 0,144 (didapat dari ETABS) g = 9,81 m/det 2 Maka untuk mencari δ menggunakan rumus berikut : δ X = C 0.C 1.C 2.C 3.S a. δ X = 2,567. 1, , ,133. 9,81. δ X = 0,397 m

40 METODOLOGI Hasil perhitungan ETABS v untuk arah X :

41 Hasil kinerja struktur arah X : METODOLOGI

42 Menentukan target perpindahan : Arah Y METODOLOGI T e = 2,567 detik ; lebih besar dari 1 detik maka C 1 = 1 C 0 = 1,5 (Tabel 3.2 FEMA 356 untuk bangunan lebih dari 10 lantai) C 2 = 1,1 (Tabel 3.3 FEMA 356 untuk bangunan sebagai rangka type 1 dan level kinerja yang dipilih adalah LS (Life Safety). C 3 S a = 1 (Perilaku pasca leleh adalah positif) = 0,141 (didapat dari ETABS) g = 9,81 m/det 2 Maka untuk mencari δ menggunakan rumus berikut : δ X = C 0.C 1.C 2.C 3.S a. δ X = 2,567. 1, , ,141. 9,81. δ X = 0,4140 m

43 METODOLOGI Hasil perhitungan ETABS v untuk arah Y :

44 Hasil kinerja struktur arah Y : METODOLOGI

45 PERENCANAAN SAMBUNGAN

46 METODOLOGI Perencanaan Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Perencanaan Sambungan Balok Tangga dengan Balok Induk

47 METODOLOGI Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang dengan Kolom Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang dengan Kolom

48 Perencanaan Sambungan Antar Kolom METODOLOGI

49 PERENCANAAN PONDASI

50 PERENCANAAN PONDASI Pondasi gedung rusunawa ini menggunakan pondasi tiang pancang produksi PT Wika dengan spesifikasi sebagai berikut : Diameter = 600 mm Tebal = 100 mm Kelas = A1 Allowable axial = 235,4 ton Bending momen crack = 17 tm Bending momen ultimate = 25,5 tm Direncanakan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengan kedalaman 26 meter

51 PENUTUP

52 KESIMPULAN 1. Dimensi dimensi dari struktur yang digunakan adalah sebagai berikut : Dimensi kolom Profil : K 950 x 450 x 16 x 38 Profil balok induk : WF 600 x 200 x 12 x 20 Profil balok anak BA1 : WF 450 x 300 x 11 x 18 BA2 : WF 450 x 200 x 8 x 12 Profil balok lift BF 1 : WF 400 x 200 x 7 x 11 BF 2 : WF 400 x 200 x 8 x 13 Profil balok tangga Utama : WF 200 x 100 x 5,5 x 8 Penumpu : WF 250 x 125 x 6 x 9

53 KESIMPULAN 2. Dari hasil evaluasi, portal arah X (memanjang) dan arah Y (melintang) sama - sama berperilaku elastis pada gempa rencana, tetapi perilaku pasca leleh portal arah Y secara keseluruhan bersifat kurang daktail dibanding portal arah X. 3. Struktur bangunan bawah menggunakan pondasi dalam berupa tiang pancang berdiameter 60 cm sedalam 26 meter.

54 SARAN Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, estetika serta kinerja struktur yang juga penting untuk dilakukan sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan dan apa yang sudah ditargetkan.

55