BAB III METODOLOGI. Mulai. Pengumpulan Data. Preliminary Desain Struktur Model-1. Input Beban Yang Bekerja Pada Struktur

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI 3.1 Pendekatan Untuk mengetahui pengaruh pemasangan partisi bata terhadap karakteristik struktur pada studi ini melalui beberapa tahapan. Adapun tahapan yang dilakukan untuk penyelesaian studi ini dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut : Mulai Pengumpulan Data Preliminary Desain Struktur Model-1 Input Beban Yang Bekerja Pada Struktur Analisis Struktur Stabil, Kuat & Kaku? Ya Tidak AnalisisPushover Model-1 Buat Model-2 : Model 1 + Dinding Partisi AnalisisPushover Model-2 Bandingkan Hasil Analisis Pushover Model-1 & Model-2 Selesai Gambar 3.1 Diagram alir penyelesaian studi pengaruh pemasangan partisi bata terhadap karakteristik struktur bangunan III-1

2 Tahapan pertama yaitu membuat geometri struktur bangunan, kemudian dilakukan tahapan awal desain (preliminary design), tahap kedua dilakukan input pembebanan, baik beban hidup, beban mati dan beban gempa, dengan partisi bata dianggap sebagai beban garis/beban merata, kemudian dilakukan analisis kapasitas penampang hingga diperoleh kesimpulan bahwa struktur tersebut stabil, kuat dan kaku atau memenusi persyaratan dalam SNI 2847:2013. Setelah diperoleh properti penampang dengan asumsi awal yang menganggap bahwa dinding partisi sebagai beban garis, kemudian dilakukan modeling ulang dengan tidak memasukkan beban partisi bata sebagai beban garis, namun dimodelkan langsung pada saat analisis dan di input sebagai membrane. Kemudian dilakukan analisis kembali sehingga diperoleh rasio kapasitas dan kekakuan struktur dengan asumsi kedua. Setelah kedua model diefaluasi kemudian dibandingkan sehingga diperoleh kesimpulan seberapa besar pengaruh pemasangan partisi bata tersebut terhadap kekuatan dan kekakuan struktur. 3.2 Asumsi Desain Geometri Struktur Studi ini menitik beratkan pada pengaruh akibat pemasangan dinding partisi pada struktur bangunan, sehingga geometri struktur sederhana seperti terlihat pada Gambar 3.2 berikut : Gambar 3.2 Denah Lantai III-2

3 Gambar 3.2a Tampak dan potongan bangunan yang ditinjau Properti Bangunan Jenis struktur : Struktur Beton Bertulang Fungsi bangunan : Gedung Pertokoan Lokasi Bangunan : Samarinda Jumlah lantai : 5 Lantai (tanpa basement) Luas Per-lantai : 551 m² Tinggi per-lantai : 4,5m Dinding Partisi : Bata Ringan Dinding Façade : Kaca t=10 mm Properti Material Struktur Kuat Tekan Beton (f ) = 35 MPa c Tegangan Leleh Baja (f y ) = 400 MPa Regangan Beton (ε c ) = 0,003 III-3

4 Modulus Elastisitas Baja (E s ) = N/mm² Properti Material Partisi Bata Berat Jenis Bata Ringan = 600 kg m 3 Kuat Tekan Bata Ringan = 4 MPa Tegangan Gesek = 15 MPa Konduktifitas Thermal = 0,16 W/mK Modulus Elastisitas = 1750 MPa Sumber : Preliminary Desain Preliminary Design (Perencanaan Awal) dilakukan untuk mendapatkan dimensi awal yang digunakan untuk perancangan struktur sesuai dengan SNI 2874:2013 dan untuk persyaratan kekuatan dan kekakuan struktur juga mengacu pada SNI 2847:2013 seperti disebutkan pada sub bab Pembebanan Beban kerja yang dipertimbangkan bekerja pada struktur bangunan seperti dijelaskan pada sub bab dan mengacu pada Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung dengan kombinasi beban dan bebab gempa mengacu pada SNI 1726:2012 seperti dijelaskan pada sub bab Permodelan Struktur Permodelan struktur yang dilakukan pada studi ini dibantu dengan bantuan softwere SAP 2000 v.14. untuk mendapatkan hasil pengaruh dari pemasangan partisi bata terhadap karakteristik struktur bangunan, maka dibuat dua model struktur yang sama namun perlakuan terhadap partisi bata yang berbeda. Adapun perlakuan partisi bata pada kedua model tersebut adalah sebagai berikut: Permodelan Struktur Model-1 Pada permodelan struktur Model-1 analisis struktur dilakukan dengan menganggap dinding partisi bata tidak berinteraksi dengan rangka struktur III-4

5 utama, sehingga pada Model-1 partisi bata hanya dianggap sebagai beban garis dan tidak berkontribusi terhadap kekuatan dan kekakuan struktur. Permodelan Struktur Model-2 Pada permodelan struktur Model-2 analisis struktur dilakukan dengan menganggap dinding partisi bata berinteraksi dengan rangka struktur utama, sehingga pada Model-2 partisi bata dianggap sebagai elemen membrane karena permodelan membrane dalam studi ini dianggap cukup baik untuk mewakili perilaku partisi dinding partisi bata. 3.5 Analisis Kapasitas Penampang Struktur Analisis kapasitas penampang struktur meliputi rasio kapasitas struktur pada model-1 dan mengikuti ketentuan pada SNI 2847:2013 seperti dijelaskan pada sub bab 2.3.2, karena secara prinsip beban gravitasi yang bekerja akibat dinding partisi yang dianggap sebagai beban garis maupun dimodelkan langsung sebagai membrane memiliki berat yang sama. 3.6 Analisis Karakteristik Struktur Terhadap Beban Lateral (Pushover Analisis) Analisis karakteristik struktur terhadap beban lateral pada studi ini menggunakan pushover analisis untuk mengetahui batas beban lateral yang mampu dipikul oleh kedua model struktur tersebut. Adapun perhitungan menggunakan metode pushover analisis seperti dijelaskan pada sub bab dan analisis dibantu menggunakan softwere SAP 2000 v.14 dengan tahapan sebagai berikut : III-5

6 Mulai Permodelan struktur Klasifikasikan Element Struktur (Primary or Secondary) Tentukan Letak Sendi Plastis Define Static Pushover Gravity Pushover (Force Controlled) Lateral Pushover (Displacement Controlled) Define Load Case (Lateral Load at Centre of mass) Run Analyze Tentukan Performance point Base Shear Vs Roof Displacement Selesai Define Load Case (Lateral Load at Centre of mass) Gambar 3.3 Prosedur Analysis Pushover dan Capacity Curve (ATC-40) Sebelum masuk pad a prosedur analisis pushover menggunakan softwhere SAP2000 pertama tama model harus sudah melalui proses analisis (Run Analysis) kemudian unlock dan dilanjutkan tahapan-tahapan sebagai berikut: Klasifikasi Element Struktur Mengklasifikasikan element struktur antara primary or secondary (Kolom utama, Balok Utama, Kolom Praktis, Balok Anak). Hal tersebut diperlukan untuk kemudahan penentuan letak sndi plastis ahar tidak terjadi kesalahan dalam permodelan struktur. lokasi sendi plastis hanya terjadi pada struktur utama (Balok Utama dan Kolom Utama). Letak Sendi Plastis Setelah mengklasifikasikan element struktur dilakukan, langkah selanjutnya adalah menentukan lokasi sendi plastis. Lokasi sendi plastis umumnya terjadi pada muka balok (daerah tumpuan) dan kaki kolom. Adapun cara menentukan sendi plastis pada SAP2000 adalah sebagai berikut: Select seluruh balok utama dalam model. Assign > Frame > Hinge. III-6

7 Gambar 3.4 Pendefinisian Letak Sendi Plastis Balok Sendi plastis ditentukan pada kedua ujung, yang berarti jarak relative 0 dan 1 dengan derajat kebebasan pada balok pada M3. Sedangkan untuk kolom lakukan langkah yang sama dan derajat kebeban pada P-M2-M3 karena dipertimbangkan sendi plastis terjadi sejak interaksi antara beban aksial dan lentur. Adapun penentuan sendi plastis untuk kolom dapat dilihat pada Gambar 3.5 berikut. Gambar 3.5 Pendefinisian Letak Sendi Plastis Kolom Dalam SAP2000 non-linear penentuan sifat dan lokasi sendi plastis mengacu pada FEMA356 sehingga dapat menggunakan format auto. III-7

8 Define Static Pushover Dalam studi ini analisis pushover dipertimbangkan terhadap beban mati struktur. analisis pushover dalam studi ini menggunakan capacity spectrum method yang didasarkan pada capacity spectrum dengan input beban gempa respons spectrum. Gravity Pushover Dalam studi ini beban grafitasi yang dipertimbangkan hanya beban mati struktur dengan asumsi bahwa bebab yang terus menerus bekerja pada struktur adalah beban mati. Adapun langkah input pada SAP2000 untuk gravity pushover adalah sebagai berikut: Gambar 3.6 Pendefinisian Gravity Pushover Define Load Case Define load case untuk pushover dalam studi ini di definisikan sebagai beban Accel (percepatan) terhadap beban mati struktur dengan input seperti terlihat pada Gambar 3.7 berikut: III-8

9 Gambar 3.7 Pendefinisian Pushover Load Case Lateral Load pendefinisian beban lateral yang bekerja dalam satu permodelan analisis pushover dalam studi ini hanya dilakukan terhadap 1 arah yaitu sumbu lemah struktur. dalam pendefinisian beban lateral, meliputi jumlah step analisis dan titik control displacement dengan langkah pada SAP2000 adalah sebagai berikut: Gambar 3.8 Pendefinisian Pushover Lateral Load III-9

10 Menentukan Performance Point Setelah seluruh pendefinisian selesai kemudian dilakukan analisis seperti terlihat pada Gambar 3.9 berikut: Gambar 3.9 Pra Analisis Pushover Setelah hasil analisis selesai, kemudian masuk ke Display > Static pushover curve dan akan muncul seperti Gambar 3.10berikut. Gambar 3.10 Performance Point curve (ATC-40) III-10

11 Gambar 3.11 Tabel Performance Point (ATC-40) Dari grafik performance point dapat dilihat nilai performance point kemudian show table dan dapat dilihat pada step berapa hal itu terjadi. Sebagai coontoh dapat dilihat pada Gambar xxx diatas dan untuk visual pada model masuk Show Deformed Shape (F6) > Case Combo > Step > Ok. Kemudian untuk melihat Target Displacement seperti terlihat pada Gambar 3.12 berikut: III-11

12 Gambar 3.12 Target Displacement (Fema 356) 3.7 Analisis Pengaruh Pemasangan Partisi Bata Terhadap Struktur Setelah seluruh tahapan analisis selesai maka dapat ditarik kesimpulan besarnya pengaruh pemasangan partisi bata terhadap karakteristik struktur dengan cara membandingkan final rasio kapasitas element struktur dan batas layan terhadap kombinasi beban yang bekerja dan perbandingan hasil analisis terhadap beban lateral (Pushover Analysis). III-12