BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Prosedur Penelitian Untuk mengetahui penelitian mengenai pengaruh tingkat redundansi pada sendi plastis perlu dipersiapkan tahapan-tahapan untuk memulai proses perancangan, perencanaan, dan analisis pada sttruktur yang matang dan mudah dipahami. Tahapan pada penelitian ini terdiri dari : 1) Penentuan desain struktur yang akan digunakan penelitian, penentuan ini meliputi material struktur, elemen struktur, dan geometri struktur. Desain struktur yang dibuat yaitu : a. Bangunan beraturan b. Bangunan ketidakberaturan geometri vertikal 2) Preliminary design yaitu tahapan awal desain untuk mendapatkan dimensi awal yang digunakan perancangan struktur. Preliminary design dibuat perencanaan awal pada pelat, balok, dan kolom. Perencanaan awal ini dilakukan berdasarkan peraturan SNI tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. 3) Penentuan pembebanan struktur untuk beban kerja yang akan dipertimbangkan bekerja pada struktur. Beban kerja tersebut terdiri dari beban mati, beban hidup, dan beban gempa. 4) Penentuan perencanaan beban gempa berdasarkan peraturan SNI tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. III-1

2 5) Permodelan struktur mengunakan software ETABS. 6) Analisis gempa struktur untuk mengetahui bangunan stabil, kuat dan kaku. Untuk mengetahui struktur sesuai syarat tersebut struktur diperiksa agar desain struktur tidak melebihi batas kinerja struktur berdasarkan SNI Apabila belum memenuhi persyaratan tersebut maka akan dilakukan desain ulang pada tahapan preliminary design. Namum apabila sesuai dengan persyaratan maka langsung ke tahap berikutnya yaitu mendesain tulangan. 7) Analisis yang digunakan adalah analisis statis nonlinier (pushover). Analisis ini dilakukan pada kedua desain struktur. 8) Dilakukan evaluasi kinerja struktur pada kedua jenis bangunan. Evaluasi kinerja struktur ini yaitu dengan mengamati distribusi sendi plastis kemudian menghitung pengaruh tingkat redundansi pada struktur. 9) Perencanaan sendi plastis pada kedua jenis struktur bangunan. Perencanaan sendi plastis dianjurkan terjadi pada balok. 10) Analisis pushover kembali struktur yang menggunakan perencanaan sendi plastis. 11) Dilakukan evaluasi kinerja struktur kembali pada struktur pada kedua jenis bangunan. Evaluasi kinerja struktur ini yaitu dengan mengamati distribusi sendi plastis kemudian menghitung redundansi. 12) Analisa pengaruh tingkat redundansi pada kedua jenis struktur bangunan tersebut yang tidak menggunakan perencanaan dan yang menggunakan perencanaan sendi plastis. Analisa ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tingkat redundansi yang optimal. III-2

3 3.2. Diagram Alir Prosedur Penelitian BAB III METODOLOGI PENELITIAN START Perancangan Struktur Bangunan (SNI ) Preliminary Desain Struktur 1. Bangunan Baraturan 2. Bangunan Ketidakberaturan Geometri Vertikal Perencanaan Beban Gempa (SNI ) Analisis Gempa Struktur Stabil, Kuat & Kaku? NO Desain Tulangan Analisis Pushover Bangunan Beraturan YES Analisis Pushover Bangunan Ketidakberaturan Geometri Vertikal Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Perencanaan Urutan Sendi Plastis Perencanaan Urutan Sendi Plastis Analisis Pushover Kembali Analisis Pushover Kembali Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan NO Analisa Tingkat Redundansi Optimal Analisa Tingkat Redundansi Optimal NO YES Hasil dan Pembahasan Simpulan dan Saran FINISH Gambar 3.1. Flowchart Penelitian III-3

4 3.3. Desain Struktur BAB III METODOLOGI PENELITIAN Desain Perencanaan Struktur A B C D E F G Gambar 3.2. Denah Struktur Beraturan III-4

5 Gambar 3.3. Tampak Struktur Gedung Beraturan A B C D E F G Gambar 3.4. Denah Struktur Ketidakberaturan Geometri Vertikal Lantai 1-3 III-5

6 A B C D E F G Gambar 3.5. Denah Struktur Ketidakberaturan Geometri Vertikal Lantai Gambar 3.6. Struktur Gedung Ketidakberaturan Geometri Vertikal dengan syarat bangunan X > 130% Y III-6

7 Material Struktur BAB III METODOLOGI PENELITIAN Material struktur pada penelitian ini yaitu sebagai berikut : Tabel 3.1. Material Struktur yang Digunakan Kuat tekan beton (Fc ) Tegangan leleh baja utama (Fy) Tegangan leleh baja sengkang (Fys) Modulus elastisitas baja 30 Mpa 410 Mpa 240 Mpa 4700 fc = 29725,41 Mpa Geometri Struktur Permodelan struktur dibuat 2 jenis struktur bangunan dengan denah struktur berbentuk persegi panjang, yaitu bangunan beraturan dan bangunan tidak beraturan geometri vertikal. Secara umum geometri struktur bangunan sebagai berikut : Tabel 3.2. Geometri Struktur yang Ditentukan Jenis struktur Jenis bangunan Lokasi bangunan Jumlah lantai Tinggi lantai dasar (Base) Tinggi lantai (Typical) Spacing pinggir Jarak antar spacing memanjang Jarak antar spacing melintang Panjang bentang memanjang (beraturan) Panjang bentang memanjang (tidak beraturan) Panjang bentang melintang Tinggi struktur banguan Jenis pondasi Struktur beton bertulang Apartemen Jakarta barat 10 lantai 4 m 4 m 5 m 7,2 m 6 m 74,8 m 48,2 m 36 m 40 m terjepit, kaku di tanah III-7

8 3.4. Preliminary Desain BAB III METODOLOGI PENELITIAN Preliminary Design (perencanaan awal) dilakukan untuk mendapatkan dimensi awal yang digunakan untuk perancangan struktur sesuai dengan SNI dan untuk persyaratan kekuatan dan kekakuan struktur juga mengacu pada SNI Preliminary design dilakukan berdasarkan sub bab pada perencanaan awal struktur Pembebanan Asumsi dan Perancangan Pembebanan struktur pada penelitian berdasarkan SNI tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. Beban kerja yang dipertimbangkan bekerja pada struktur gedung adalah sesuai SNI pasal 10.2 dalam merencanakan struktur terhadap beban lentur atau aksial atau kombinasi dari beban lentur dan aksial Analisis Beban Beban yang bekerja pada struktur utama berupa beban mati, beban hidup, dan beban gempa. 1) Beban Mati Beban mati merupakan beban yang tetap bekerja selama bangunan ada dan besarnya tidak berubah. Beban-beban ini langsung bekerja pada struktur dan diletakkan pada pelat lantai. Beban mati pada pelat lantai terdiri dari : a. Berat sendiri material yang digunakan. III-8

9 b. Beban mati yang ditahan oleh penampang, seperti dinding bata, adukan keramik, utilitas, plafond dan penggantung. 2) Beban Hidup Beban hidup merupakan beban yang dapat berpindah atau dipindahkan dan bekerja pada struktur, besarnya sesuai dengan fungsi dari ruang. Seperti halnya beban mati, beban hidup bekerja di atas lantai. Beban hidup yang digunakan pada struktur gedung untuk bangunan apartemen berdasarkan SNI yaitu : a) Hunian rumah tinggal lainnya yaitu ruang pribadi dan koridor yang melayani mereka : 1,92 kn. b) Hunian rumah tinggal lainnya yaitu ruang publik dan koridor yang melayani mereka : 4,79 kn. 3) Beban Gempa Pembebanan struktur beban gempa berdasarkan peraturan SNI Tahapan pembebanan struktur ini sesuai pada perencanaan beban gempa pada sub bab 2.2. Metode untuk perencanaan beban gempa pada penelitian ini adalah metode analisis spektrum respons ragam berdasarkan kategori desain seismik dan karakteristik pada struktur dengan ketidakberaturan geometri vertikal Kombinasi Beban Gempa Beban kerja yang dipertimbangkan bekerja pada struktur bangunan mengacu pada Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung dengan kombinasi beban gempa mengacu pada SNI Pada struktur ini, beban angin diabaikan sehingga kombinasi yang melibatkan beban angin tidak digunakan. Kombunasi beban gempa tersebut sesuai dengan penjelasan sub bab yaitu : III-9

10 1) 1,4 D... (3.1) 2) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (L r atau R)... (3.2) 3) 1,2 D + 1,6 (L r atau R) + (L atau 0,5 W)... (3.3) 4) (1,2 + 0,2 S DS ) D + ρq Ex + L... (3.4) 5) (1,2 + 0,2 S DS ) D + ρq Ey + L... (3.5) 6) (0,9 0,2 S DS ) D + ρq Ex + 1,6H... (3.6) 7) (0,9 0,2 S DS ) D + ρq Ey + 1,6H... (3.7) Keterangan : a) D = Beban mati b) L = Beban hidup c) L r = Beban hidup atap tereduksi d) R = Beban hujan e) W = Beban angin (diabaikan) f) S DS = Parameter percepatan spektral desain untuk perioda pendek g) ρ = Faktor redundansi berdasarkan kategori desain seismik h) Q Ex = Pengaruh gaya gempa horizontal arah x i) Q Ey = Pengaruh gaya gempa horizontal arah y j) H = Pengaruh tebal lapisan tanah Lokasi Parameter Percepatan Gempa Dalam penentuan parameter percepatan gempa dibutuhkan data perioda pendek (S S ) dan perioda 1 detik (S 1 ). Nilai parameter tersebut didapat dari peta parameter perioda pendek (S S ) dan perioda 1 detik (S 1 ). Selain dengan peta parameter tersebut, parameter III-10

11 bisa didapatkan dengan respon spektrum gempa wilayah yang didapatkan dari hasil plot pada web Gambar 3.7. Penentuan Desain Spektra Suatu Wilayah Sumber : Pada penelitian ini ditentukan lokasi struktur pada daerah Jakarta Barat. Parameter desain spektrum langsung didapatkan setelah dimasukkan nama kota atau koordinat yang kita tentukan. Kemudian data yang didapat dijadikan acuan untuk perencanaan dengan metode respon spektrum pada ETABS v Permodelan Struktur Permodelan struktur yang dilakukan pada penelitian ini dibantu dengan bantuan softwere ETABS v9.6. Permodelan dibuat 2 model struktur gedung yang berbeda agar dapat diketahui pengaruh tingkat redundansi dengan perencanaan sendi plastis. Berikut adalah 2 permodelan struktur adalah sebagai berikut : III-11

12 Permodelan Struktur Beraturan BAB III METODOLOGI PENELITIAN Permodelan struktur beraturan dibuat berdasarkan data desain struktur yang sudah ditentukan dengan acuan SNI Permodelan dibuat dengan data pelat, balok, dan kolom sesuai perhitungan preliminary design dan data beban yang bekerja pada struktur Permodelan Struktur Ketidakberaturan Geometri Vertikal Permodelan struktur untuk ketidakberaturan ini dibuat berdasarkan data desain struktur yang sudah ditentukan dengan acuan SNI Permodelan ini dibuat desain struktur dengan tipe ketidakberaturan geometri vertikal pada penelitian Sudarman (2014), untuk tipe podium II. Permodelan ini dibuat data pelat, balok, dan kolom sesuai preliminary design dan data beban yang bekerja pada struktur Evaluasi Kinerja Struktur Evaluasi kinerja pada struktur dilakukan agar struktur tidak melebihi kinerja batas pada SNI pada pasal Kinerja batas struktur pada SNI dilakukan agar simpangan antar lantai setelah dianalisa tidak melebihi simpangan ijin yang ditentukan. Parameter untuk menghitung kinerja batas struktur ini terdapat pada penjelasan sub bab Analisis Pushover dengan ETABS Analisis yang digunakan pada penelitian ini menggunakan analisis pushover untuk mengetahui batas beban lateral yang mampu dipikul pada kedua model tersebut. III-12

13 Analisis ini dilakukan dengan 4 kali tahapan analisis dengan 2 model struktur gedung sebelum dan sesudah perencanaan sendi plastis. Analisis ini dibantu oleh program ETABS v9.6 pada sub bab Perencanaan Sendi Plastis Perencanaan sendi plastis pada penelitian ini dilakukan dengan 2 tahapan secara berturut-turut, yaitu sendi plastis default lalu dilanjutkan perencanaan sendi plastis dengan perencanaan tulangan sesuai dengan pembahasan sub bab 2.6 pada tinjauan khusus Pengaruh Tingkat Redundansi Pengaruh tingkat redundansi pada kedua jenis struktur yang tidak direncanakan dan yang sudah direncanakan sendi plastisnya bisa dibandingkan pola redundansinya sesuai dengan pembahasan pada sub bab pada tinjauan pustaka. Tingkat redundansi diharapkan dapat ditingkatkan pada jenis perencanaan sendi plastis. III-13