TUGAS AKHIR RC09 1380 PERENCANAAN DAN EVALUASI KINERJA GEDUNG A RUSUNAWA GUNUNGSARI MENGGUNAKAN KONSTRUKSI BAJA BERBASIS KONSEP KINERJA DENGAN METODE PUSHOVER ANALYSIS Oleh : RANGGA PRADIKA 3107.100.032 Dosen Pembimbing : 1. BUDI SUSWANTO, ST., MT., Ph.D 2. Ir. R. SOEWARDOYO, M.Sc
PENDAHULUAN
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
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.9.7.1 Bagaimana menuangkan hasil perancangan ke dalam gambar teknik
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
PENDAHULUAN BATASAN MASALAH Desain dan evaluasi struktur mengacu pada AISC-LRFD Pembebanan dihitung berdasarkan PPIUG 1983 Beban gempa dihitung berdasarkan RSNI 03-1726-2010 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.9.7.1 Struktur pondasinya menggunakan tiang pancang Wika Pile Tidak memperhitungkan aspek biaya pada pelaksanaan dan perhitungan struktur
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
TINJAUAN PUSTAKA
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.
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
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
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.
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.
METODOLOGI
METODOLOGI BAGAN ALIR TUGAS AKHIR
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
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
JEMBATAN PENGHUBUNG 20.00 6.00 METODOLOGI BRAWIJAYA JL. GUNUNG SARI RAYA K O R I D O R K O R I D O R H A L L 2.901.10 1.102.90 4.00 4.00 8.00 K O R I D O R 8.00 8.00 8.00 8.00 40.00 0.50 8.00 3.00 8.00 0.50 20.00 K O R I D O R H A L L K O R I D O R 2.90 2.90 4.00 4.00 4.00 4.00 6.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 50.00 U 0.50 8.00 3.00 8.00 0.50 6.00 20.00 RUSUNAWA GEDUNG - C RUSUNAWA GEDUNG - B RUSUNAWA GEDUNG - A OBYEK TUGAS AKHIR SITE PLAN RUSUNAWA - GUNUNGSARI - Surabaya
METODOLOGI B2 7 B1 A3 A2 A1 8.00 8.00 2.00 3.00 3.00 KANTOR PENGELOLA PUSKESMAS 1.50 1.00 3.00 2.50 MUSHOLLAH S E LA S A R 1.50 6.50 3.00 P A R K I R (Sepeda Motor / dll) K O R I D O R 2.90 1.10 1.10 2.90 4.00 4.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 E F G H I J 0.50 8.00 0.50 8.00 3.00 20.00 3A 2B 2A 1A 4.00 4.00 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 8.00 4.00 4.00 4.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 4.00 6 5 4 3 2 1 50.00 A3 A2 A1 40.00 3.00 5.00 0 19.00 6.47 6.50 19.00 8.00 3.00 8.00 8.00 3.00 8.00 A B C D K L M N B1 DENAH Lt - 1 (dasar) RUSUNAWA - GUNUNGSARI - Surabaya B2
METODOLOGI B2 20.00 20.00 8.00 1.50 7.00 3.00 8.00 7.00 1.50 8.00 3.00 1.50 7.00 8.00 7.00 1.50 B1 7 A3 A2 A1 6.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 1.10 1.10 2.90 2.90 VOID K O R I D O R KWH METER UTILITY H A L L UTILITY K O R I D O R 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 JEMBATAN PENGHUBUNG 4.00 4.00 2.90 1.10 1.10 2.90 20.00 8.50 8.50 8.00 8.00 40.00 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 K O R I D O R 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 40.00 E F G H I J 8.00 8.00 8.50 8.50 3.00 0.50 20.00 1.10 1.10 2.90 2.90 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 3A 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 2.90 2.90 1.10 1.10 4.00 4.00 4.00 4.00 6.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 6 5 4 3 2 1 50.00 A3 A2 A1 0 SAMPAH SAMPAH 1.50 7.00 8.00 3.00 7.00 8.00 1.50 1.50 7.00 8.00 3.00 7.00 8.00 1.50 0.50 20.00 6.00 6.00 20.00 A B C D K L M N 92.00 B1 DENAH Lt - 2 s/d 5 RUSUNAWA - GUNUNGSARI - Surabaya B2 B2 B1 7
METODOLOGI
METODOLOGI
METODOLOGI
METODOLOGI U A 5000 7 400 6 800 400 400 5 800 400 400 4 800 400 400 3 600 2 800 400 400 1 800 400 400 300 300 0 A 150 KAMAR MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI KAMAR KAMAR MANDI MANDI 150 1200 650 VOID 650 800 TANGGA B B 1900 800 450 150 650 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 150 650 800 300 1900 C D 400 400 400 400 400 400 400 A 400 400 300 100100 300 DENAH Lt - 2 s/d 15 RUSUNAWA - GUNUNGSARI - SURABAYA SKALA 1:400
METODOLOGI POTONGAN A ~ A RUSUNAWA - GUNUNGSARI - SURABAYA SKALA 1:400
METODOLOGI
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
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
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
METODOLOGI A Balok utama tangga Balok tumpuan tangga Bordes 150 + 3.80 VOID 250 200 200 200 A 800 + 1.90 Balok induk Balok induk 250 150 ± 0.00 600
PERENCANAAN BALOK LIFT (BF) balok induk METODOLOGI 800 balok induk balok anak balok induk balok penggantung lift (BF1) balok penumpu lift (BF2) 230 230 balok anak balok penggantung lift (BF1) balok penumpu lift (BF2) 212.5 LIFT LIFT 300 balok penumpu lift (BF2) 300 300 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
PERENCANAAN BALOK ANAK (BA) METODOLOGI 5000 7 400 6 800 400 400 5 800 400 400 4 800 400 400 3 600 2 800 400 400 1 800 400 400 0 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 BF2 300 300 BA1 BA1 BA1 BA1 267 267 267 800 300 1900 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
PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER
ANALISA STRUKTUR PRIMER Pemodelan struktur dengan ETABS v.9.7.1 METODOLOGI
METODOLOGI PERIODE FUNDAMENTAL STRUKTUR Periode fundamental struktur diperoleh dari ETABS v.9.7.1
METODOLOGI BATASAN SIMPANGAN ANTAR LANTAI Besarnya batasan simpangan sebagaimana ditetapkan pada tabel 16 RSNI 03-1726-2010 yaitu sebesar 2% Arah X Arah Y
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
EVALUASI KINERJA DENGAN ANALISA PUSHOVER
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. 1,5. 1. 1,1. 1. 0,133. 9,81. δ X = 0,397 m
METODOLOGI Hasil perhitungan ETABS v.9.7.1 untuk arah X :
Hasil kinerja struktur arah X : METODOLOGI
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. 1,5. 1. 1,1. 1. 0,141. 9,81. δ X = 0,4140 m
METODOLOGI Hasil perhitungan ETABS v.9.7.1 untuk arah Y :
Hasil kinerja struktur arah Y : METODOLOGI
PERENCANAAN SAMBUNGAN
METODOLOGI Perencanaan Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Perencanaan Sambungan Balok Tangga dengan Balok Induk
METODOLOGI Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang dengan Kolom Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang dengan Kolom
Perencanaan Sambungan Antar Kolom METODOLOGI
PERENCANAAN PONDASI
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
PENUTUP
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
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.
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.