BAB I PENDAHULUAN. tidak dapat diramalkan kapan terjadi dan berapa besarnya, serta akan menimbulkan

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang dan Perumusan Masalah Gempa bumi merupakan suatu fenomena alam yang tidak dapat dihindari, tidak dapat diramalkan kapan terjadi dan berapa besarnya, serta akan menimbulkan kerugian baik harta maupun jiwa bagi daerah yang ditimpanya dalam waktu relatif singkat. Letak Indonesia yang merupakan pertemuan tiga lempeng yaitu lempeng Indo-Australia, lempeng Pasifik dan lempeng Eurasia, menyebabkan hampir semua wilayah Indonesia mempunyai resiko gempa tektonik tinggi. Karena letaknya yang demikian, Indonesia seakan-akan berada di dalam lingkaran api yang terus membara. Melihat perkembangan konstruksi gedung di Indonesia, perlu dicari suatu solusi yang mampu mengatasi resiko gempa yang besar di Indonesia, diantaranya penggunaan baja sebagai salah satu alternatif material bangunan yang dipilih di Indonesia. Disamping itu, juga perlu adanya perbaikan terhadap peraturan gempa Indonesia (SNI ) termasuk pengkajian ulang terahadap Peta Zona Gempa yang digunakan untuk keperluan perancangan infrastruktur tahan gempa selama ini karena banyak sudah gempa terjadi dalam satu dekade terakhir sejak dikeluarkannya peraturan gempa Indonesia (SNI ), seperti gempa Aceh, nias, yogya, padang dan yang terakhir gempa mentawai. Umumnya bangunan tahan gempa direncanakan berdasarkan analisa struktur elastis yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi ultimite (batas). Namun, pada kenyataannya perilaku runtuh bangunan saat gempa adalah inelastis. Baja menjadi material yang dipilih dikarenakan karakteristik keruntuhan yang

2 bersifat daktail, dimana daktail adalah suatu sifat yang mempengaruhi mekanisme keruntuhan pada material baja ketika struktur baja telah berada pada kondisi inelastis (plastisnya). Ketika mekanisme ini terjadi, baja akan mengalami leleh sebelum runtuh yang akan memberikan waktu bagi para pengguna gedung untuk menyelamatkan diri, tidak seperti beton tanpa tulangan baja yang bersifat getas yang akan runtuh seketika pada saat gaya yang bekerja telah melampaui kemampuan ultimit beton. Gambar 1.1. Hubungan tegangan-regangan pada beton dan baja (beban sentris) Pada tugas akhir ini direncanakan bangunan menggunakan penampang komposit baja-beton, dimana penampang komposit merupakan penampang yang terdiri dari profil baja dan beton yang digabung bersama untuk memikul beban tekan dan lentur. Dan diharapkan dengan menggunakan penampang komposit ini baik dari segi kualitas dan efisiensi waktu pekerjaan akan lebih menguntungkan. Keistimewaan yang nyata dari sitem komposit (Charles G.Salmon, 1991) adalah : Penghematan berat baja

3 Penampang balok baja yang digunakan lebih kecil Kekakuan lantai meningkat Kapasitas menahan beban lebih besar Panjang bentang untuk batnag tertentu dapat lebih besar Penampang komposit mempunyai kekakuan yang lebih besar dibandingkan dengan penampang lempeng beton dan gelagar baja yang bekerja sendiri-sendiri dan dengan demikian dapat menahan beban yang lebih besar atau beban yang sama dengan lenturan yang lebih kecil pada bentang yang lebih panjang. Apabila untuk mendapatkan aksi komposit bagian atas gelagar dibungkus dengan lempeng beton, maka akan didapat pengurangan pada tebal seluruh lantai, dan untuk bangunanbangunan pencakar langit, keadaan ini memberikan penghematan yang cukup besar dalam volume, pekerjaan pemasangan kabel-kabel, pekerjaan saluran pendingin ruangan, dinding-dinding, pekerjaan saluran air, dan lain-lainnya. (Amon, Knobloch & Mazumder,1999). Gambar1.2. Peta Gempa Indonesia 2010 Peta Gempa Indonesia 2010 ini digunakan sebagai acuan dasar perencanaan

4 dan perancangan infrastruktur tahan gempa termasuk pengganti peta gempa yang ada di Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Indonesia (SNI ). Dalam tugas akhir ini juga akan dibuat contoh perhitungan untuk bangunan 10 lantai dengan ketinggian setiap lantai 3,75 meter. dengan bantuan software ETABS v.9.5 secara 3 dimensi, dan selanjutnya gaya/beban gempa yang bekerja dihitung dengan metode statis ekivalen. 600 cm 600 cm 600 cm 600 cm 425 cm 600 cm 600 cm 600 cm 600 cm 600 cm 600 cm 600 cm 600 cm Gambar 1.3 Denah dan Potongan Bangunan I.2. Pembatasan Masalah Secara garis besar batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah : 1. Perencanaan ini tidak meninjau analisa biaya, manajemen konstuksi, maupun segi arsitektural; 2. Balok ditahan secara lateral oleh pelat lantai sehingga pengaruh lateral torsional buckling (LTB) balok tidak diperhitungkan. 3. Analisa Struktur

5 a) Beban gempa dihitung dengan menggunakan analisa beban gempa statik ekuivalen (SNI ). b) Perhitungan mekanika struktur (kecuali struktur pelat lantai) untuk mendapatkan gaya-gaya dalam (bidang M, D dan N) menggunakan bantuan program ETABS v.9.5. c) Permodelan struktur dilakukan secara 3 Dimensi (analisa gempa ditinjau pada dua arah). d) Model desain yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusu (SRPMK) e) Simpangan antar tingkat (inter story drift) untuk keadaan layan batas (servicesability limit state), I.3. Maksud Dan Tujuan Tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah : 1. Menentukan dimensi sruktur utama gedung (preliminari desain), baik penampang struktur primer maupun sekunder.. 2. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v Bisa merencanakan sambungan pada balok-kolom maupun kolom-kolom yang memenuhi kriteria perancangan struktur. Manfaat dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah : 1. Mendapatkan suatu desain bangunan gedung komposit yang mampu menahan gempa dan memenui persyaratn keamanan struktur.

6 2. Diharapkan gedung yang direncanakan dengan metode SRPMK ini mampu menahan beban gempa yang dimungkinkan akan terjadi, dan memberikan rasa aman dan nyaman kepada penghuninya. I.4. Metodologi Pembahasan Adapun metodologi pembahasan dilakukan dengan metode study literatur yaitu dengan mengumpulkan data-data dan keterangan dari buku-buku, perpustakaan serta masukan dari dosen pembimbing. Analisa struktur dilakukan dengan bantuan program komputer untuk mempercepat perhitungan. Dalam hal ini program yang akan digunakan adalah ETABS v.9.5. Untuk perencanaan hitungan gempa digunakan analisis beban statik ekivalen, dan sebelum perhitungan beban, ada beberapa tahap yang harus dilakukan yaitu elemen-elemen pada struktur dipilih dengan cara coba-coba (trial and error), dengan mempertimbangkan kekuatan elemen dan simpangan antar tingkat yang terjadi kemudian dilakukan perhitungan berat bangunan pada setiap lantainya. Untuk perencanaan/desain penampang digunakan metode LRFD (Load Resistance Factor Desain), dan dilakukan dalam beberapa tahap berikut ini: 1) Setelah dilakukan analisa struktur dengan menggunakan program ETABS v.9.5, maka didapat nilai momen dan gaya geser ultimit yang terjadi, dimana momen dan gaya geser ultimit tersebut diambil dari kombinasi yang paling menentukan. 2) Dengan hasil analisa ETABS, selanjutnya profil yang didesain diawal dilakukan pengecekan kembali dengan tahapan sebagai berikut:

7 Secara garis besar bisa diperhatiukan pada bagan/diagram alir di bawah ini: Bagan/diagram alir metode penulisan tugas akhir: Mulai Pengumpulan dan pencarian data Pemilihan Kriteria Design Preliminary design Beban gravitasi Beban gempa Statis Analisa Struktur dengan ETABS ( 3 Dimensi ) Output gaya dalam akibat beban gravitasi dan gempa statis Menganalisis dan mendesain SRPMK berdasarkan peraturan SNI Jika NOT OK Syarat-syarat OK Selesai

8 I.5. Sistematika Pembahasan Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang akan dibahas pada tugas akhir ini. Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi mengenai latar belakang dan perumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, dan sistematika pembahasan. Secara umum bab ini memberikan gambaran secara umum mengenai penyusunan tugas akhir ini. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi penjelasan dan gambaran umum dari material baja dan beton sebagai struktur komposit, konsep Sistem Struktur Pemikul Momen Khusus, konsep mekanisme keruntuhan dan plastisitas struktur portal gedung, serta konsep perencanaan sesuai peta gempa BAB III PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR Bab ini berisi asumsi-asumsi, aturan-aturan yang dijadikan patokan serta tahapan/proses perhitungan dalam mendesain struktur komposit tahan gempa ini. Disamping itu bab ini juga berisi perhitungan beban-beban pada struktur termasuk beban mati, hidup dan gempa yang kemudian dilakukan pemodelan struktur bangunan dengan menggunakan bantuan program ETABS v.9.5, disamping itu juga

9 BAB IV APLIKASI DAN DESAIN STRUKTUR Bab ini berisi tentang proses mendesain struktur utama termasuk balok komposit, kolom komposit dan rencana sambungan antar balok dan balok serta antara kolom dan kolom. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir ini dengan menitikberatkan pada kinerja dan perilaku kedua sistem struktur bangunan tersebut.