BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Konsep Desain Desain struktur harus memenuhi beberapa kriteria, diantaranya Kekuatan (strength), kemampuan layan (serviceability), ekonomis (economy) dan Kemudahan pelaksanaan (buildable). Kriteria-kriteria ini harus dipenuhi dalam desain struktur untuk mencapai desain yang optimal, penjelasan kriteria-kriteria tersebut adalah sebagai berikut; Kekuatan (strength) berhubungan dengan keutuhan dan keamanan struktur dalam kondisi beban yang ekstrim. Sebuah struktur diharapkan tahan terhadap kelebihan beban tanpa kerusakan yang parah dan berbahaya selama masa layannya. Kemampuan layan (Serviceability) mengacu pada fungsi, bentuk, kondisi dan kestabilan struktur terhadap kondisi beban layan. Beberapa dasar ketentuan desain kemapuan layan meliputi defleksi, getaran, deformasi pemanen, retakan dan korosi. Ekonomis (economy) meliputi keseluruhan biaya material, konstruksi dan pekerja yang dibutuhkan desain, proses fabrikasi, konstruksi, dan pemeliharaan struktur. Kemudahan pelaksanaan (buildable) dalam arti bahwa semua usaha atau teknologi yang dikuasai perencana dapat diterapkan sedemikian rupa sehigga desain bisa dibangun atau dilaksanakan tanpa ditemukan kesulitan yang berarti untuk merealisasikan hasil rancangan tersebut. Untuk memenuhi kriteria yang dijelaskan diatas diperlukan suatu proses yang dinamakan desain, proses desain sangat penting dilakukan agar perencanaan suatu struktur dapat terlaksana secara efektif dan efisien sesuai peraturan yang ada dan bermanfaat sesuai -1-

2 2. Perencanaan Konfigurasi Struktur 3. Penentuan Beban-Beban yang Bekerja 4. Penentuan Dimensi dan Jenis Profil Elemen Struktur 5. Analisis Struktur 6. Evaluasi Hasil Analisis Struktur 7. Design Kembali (Redesign) 8. Keputusan Akhir (Final Decision) Semua tahapan desain diatas bukan merupakan tahapan baku, tapi secara garis besar saja. Pada laporan ini dilakukan redesaign terhadap desain yang telah ada, proses redesign ini dimulai dari penentuan beban-beban yang bekerja, yaitu adanya penambahan beban gempa, penentuan dimensi dan jenis profil elemen struktur yang disesuaikan dengan gaya dalam yang bekerja pada elemen penyusun struktur, analisis struktur, evaluasi hasil analisis struktur dan didapatkan dimensi dan jenis profil elemen struktur yang dianggap telah optimal Informasi Struktur Pada laporan ini desain struktur atap menggunakan material baja konvesional yang f y = 240 MPa f 370 MPa memiliki tegangan leleh minimum kuat tarik minimum u = (dikenal dengan nama pasaran baja BJ37), sambungan berupa baut dan las. Pada laporan ini dimodelkan sebanyak 8 lengkungan atap, dan setiap lengkungan atap terdiri dari 3 buah kuda-kuda yang ditopang oleh 2 buah kolom untuk setiap kuda-kudanya dan diantara kuda-kuda tersebut dihubungkan dengan 5 buah bresing. Struktur atap memilki konfigurasi lay-out struktur yang tidak biasa, yaitu kuda-kuda dengan bentuk busur ruang seperti buah semangka terbelah dan memiliki bentang antar kolom yang panjang (panjang maksimal 40 meter dalam arah melintang, dan 30 meter dalam arah memanjang). Sistem struktur yang dipilih adalah gabungan dari sistem struktur moment frame dan rangka batang, lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.1 dan gambar 1.2 yang memperlihatkan proses pemasangan kuda-kuda atap dan gambar satu bentang atap pada halaman berikut. ARIEF BUDIMAN I-3

3 Gambar 1. 1 Proses Pemasangan Kuda-kuda atap (TR1) Gambar 1. 2 Satu Bentang Struktur Utama berupa Kolom, ARIEF BUDIMAN I-4

4 Kuda-Kuda (TR2, TR3) dan Balok (TR4) Sistem struktur moment frame adalah sistem struktur yang didesain untuk memikul gaya dalam berupa momen dan geser yang timbul akibat beban-beban yang bekerja. Pada sistem ini, beban luar bekerja langsung pada penampang sehingga mengakibatkan terjadinya gaya dalam berupa gaya geser dan momen akibat adanya serat yang tertarik dan tertekan. Sistem ini digunakan pada struktur utama atap kolom-balok serta kuda-kuda atap. Sistem struktur rangka batang adalah sistem struktur yang didesain untuk menahan gaya aksial berupa tarik atau tekan yang timbul akibat beban-beban yang bekerja. Pada sistem ini, beban yang bekerja diasumsikan bekerja pada joint-joint, karena sistem ini tidak dapat memikul momen. Sehingga pada pemodelan yang dilakukan pada software analisis struktur ujung-ujung batang (member) di release dari momen mayor (moment 3-3) dan momen minor (moment 2-2) agar memenuhi karakteristik rangka batang. Sistem rangka batang pada struktur atap yang didesain dalam laporan ini digunakan sebagai bresing pada gording atap. 1.2 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan tugas akhir ini diantaranya adalah : Mempelajari dan memahami proses perencanaan desain struktur baja berupa struktur atap baja. Melakukan permodelan struktur atap baja sesuai lay-out konfigursai struktur dan pembebanan beban kerja dari desain struktur yang ditinjau Melakukan checking design terhadap gaya-gaya dalam serta deformasi dari permodelan dan desain struktur atap yang telah ada. Melakukan redesign terhadap struktur yang telah ada serta menambahkan beban kerja berupa beban gempa yang dianalisis secara dinamik respon spektra. Membandingkan hasil desain yang telah ada dengan hasil desain ulang untuk mengetahui besar pengaruh penambahan beban gempa pada struktur ARIEF BUDIMAN I-5

5 1.3 Ruang Lingkup Pembahasan Batasan permasalahan yang ditetapkan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan permodelan struktur atap baja dalam bentuk 3 dimensi 2. Memberikan kombinasi pembebanan pada struktur sesuai dengan peraturan beban yang telah ditetapkan dalam SNI, yaitu Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung (1987) termasuk beban gempa. 3. Menampilkan hasil analisis gaya-gaya dalam dan deformasi elemen struktur 4. Melakukan proses desain dalam perencanaan penentuan elemen batang penyusun struktur rangka atap baja, ketentuan desain sesuai dengan ketentuan yang tercantum dalam SNI tentang tata cara perencanaan struktur baja bangunan gedung. 1.4 Metodologi Metodologi yang diterapkan dalam laporan tugas akhir ini adalah : 1. Memahami konsep desain menurut Load Resistance Factor Desain (LRFD) yang akan menjadi dasar dalam proses perencanaan 2. Melakukan permodelan struktur sesuai dengan lay-out konfigurasi struktur yang telah ada dan lay-out pembebanan beban kerja pada struktur yang ada. 3. Melakukan assign beban yang direncanakan bekerja pada struktur dengan keterangan sebagai berikut : a. Beban gempa ditinjau dalam 2 arah dengan perbandingan 100% pada satu arah dan 30% pada arah lainnya b. Beban angin ditinjau dalam 2 arah dengan perbandingan koefisien 0,9 pada angin tiup dan 0,4 pada angin hisap c. Beban mati, beban hidup, dan beban hujan dianalisis dengan asumsi beban tersebut searah dengan gravitasi d. Seluruh beban dianalisis secara static-linear, kecuali beban gempa yang dianalisis secara dinamik dengan bantuan fungsi response spectra ARIEF BUDIMAN I-6

6 4. Melakukan analisis gaya-gaya dalam dan deformasi struktur serta melihat perilaku struktur dalam memikul berbagai kombinasi pembebanan yang diterimanya 5. Melakukan perencanaan penampang elemen batang penyusun rangka atap dengan menghitung kapasitas penampang yang dibandingkan dengan gaya-gaya dalam ultimate terfaktor yang akan diterima elemen tersebut termasuk pengecekan deformasi struktur 6. Melakukan kajian perbandingan secara kuantitatif dan kualitatif terhadap hasil desain awal dengan hasil redesign. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari 6 (enam) bab berupa pendahuluan, dasar teori, metodologi, permodelan dan analisis struktur, perencanaan elemen struktur serta kesimpulan dan saran, yang dijabarkan sbb: BAB I PENDAHULUAN Bab ini menyajikan penjelasan mengenai latar belakang masalah, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, metodologi, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir. BAB II DASAR TEORI Bab ini menyajikan penjelasan mengenai konsep dasar perencanaan struktur, pengetahuan tentang struktur baja, analisis penampang dan konsep pembebanan berdasarkan SNI tentang tata cara perencanaan struktur baja bangunan gedung. BAB III METODOLOGI Bab ini merupakan penjabaran secara rinci metodologi yang dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir ini secara terstruktur dan sistematis. BAB IV PERMODELAN DAN ANALISIS STRUKTUR Bab ini menyajikan penjelasan mengenai model struktur yang digunakan dalam tugas akhir ini serta proses assign beban-beban yang direncanakan bekerja pada struktur. Selain itu, bab ini membahas mengenai analisis gaya-gaya dalam pada model struktur rangka ARIEF BUDIMAN I-7

7 atap dengan menggunakan bantuan software analisis struktur berdasarkan ruang lingkup pembahasan. BAB V PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR Bab ini menyajikan penjelasan mengenai proses perencanaan elemen batang pada struktur rangka atap baja sehingga memenuhi persyaratan dalam peraturan dan desain yang optimal. Sebagai penutup bab ini menyajikan perbandingan antara hasil desain awal dengan desain akhir. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menyajikan penjelasan mengenai kesimpulan yang dapat diambil dari hasil analisis dan studi kasus yang dilakukan serta saran untuk pengembangan lebih lanjut. ARIEF BUDIMAN I-8