BAB I PENDAHULUAN 1.1.LATAR BELAKANG Definisi struktur dalam konteks hubungannya dengan bangunan adalah sebagai sarana untuk menyalurkan beban dan akibat penggunaannya dan atau kehadiran bangunan ke dalam tanah (Schodek,1998). Bentuk struktur permukaan bidang yang merupakan struktur cangkang atau shell, di alam dapat ditemukan pada bentuk perisai dari tumbuh-tumbuthan maupun binatang, meskipun bentuknya tipis, tapi kuat dan kokoh. Perkembangan perencanaan konstruksi bangunan beberapa tahun belakangan ini cukup berkembang pesat, terutama dalam hal estetika. Hal ini membuktikan bahwa manusia sebagai pelaku utama tidak hanya berusaha mendapatkan konsep perencanaan lebih aman, nyaman, praktis, dan ekonomis melainkan juga dari segi artistik. Salah satu konstruksi bangunan yang cukup artistik adalah struktur shell. Selain itu struktur shell juga cukup fleksibel untuk dibentuk dan dapat digunakan pada bentang yang lebar. Pada dasarnya shell diambil dari beberapa bentuk yang ada di alam seperti kulit telur, tempurung buah kelapa, cangkang kepiting, cangkang keong, dan sebagainya. Menurut Schodek (1998), shell atau cangkang adalah bentuk struktural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. Salah satu bentuk struktur permukaan lengkung yang sering ditemukan adalah atap. Ada banyak alasan yang orang-orang untuk atap memilih melengkung. Alasan yang paling jelas adalah untuk estetika. Penggunaan atap lengkung
Universitas Sumatera Utara
memungkinkan untuk desain struktur yang ruangan dalam bangunan yang lebih luas dikarenakan tidak adanya kolom dan balok di bagian dalam bangunan. Struktur berpermukaan silindris banyak digunakan seperti pada bangunan pabrik, gudang-gudang, pembangkit listrik, garasi, stasiun kereta api, dan stadion.
Gambar 1.1. Lapangan Tennis Universitas Negeri Semarang
Gambar 1.2. Stasiun kereta Frankfurt, Jerman Selain itu juga ada Hersheypark Arena (awalnya Hershey Sports Arena) adalah arena indoor multi-guna, yang terletak di Hershey, Pennsylvania. Arena memiliki kapasitas tempat duduk, untuk hoki, dari 7.286 orang dan lebih dari 8.000, termasuk standing room. Dibangun pada tahun 1936, awalnya dikenal
Universitas Sumatera Utara
sebagai Arena Olahraga Hershey. Atapnya adalah shell beton terbesar di dunia pada saat itu. Pada sebagian besar akhir pekan selama musim gugur dan musim dingin, arena terbuka untuk umum untuk ice skating.
Gambar 1.3. Hershey Park Arena, Pennsylvania Struktur lengkung tersebut atau dapat juga disebut dengan struktur yang berpermukaan cylindrical surface harus terbuat dari material kaku seperti beton bertulang atau baja. Untuk struktur silindris yang terbuat dari struktur cangkang beton bertulang dimana ketebalan cangkang yang digunakan sangat tipis. Ketebalan cangkang tidak boleh kurang dari 50 mm untuk kelengkungan tunggal dan 40 mm untuk lengkung ganda. Ketebalan cangkang silindris lengkung tunggal biasanya antara 70 mm dan 80 mm. Sedangkan untuk struktur baja, biasanya disusun atas rangkarangka baja yang berbentuk lengkung. Salah satu program yang banyak digunakan dalam perhitungan dalam bidang teknik sipil terutam dalam bidang analisa struktur dan elemen hingga (finite element) adalah program SAP. Pembuat perangkat lunak SAP yaitu Csi (Computer and Sturcture Inc.) yang berasal dari Berkeley, California USA, telah
Universitas Sumatera Utara
mengembangkan program ini sejak 1970-an. Seri program SAP yang digunakan untuk komputer PC adalah SAP80, kemudian disusul dengan SAP90. Namun kedua program tersebut masih menggunakan operasi DOS dan untuk perancangan elemen strukurnya masih menggunakan program tersendiri sehingga dianggap cukup merepotkan pengguna. Seiring dengan kemajuan teknologi komputer yang begitu pesat, pembuat perangkat lunak SAP tersebut mengeluarkan seri program SAP2000 yang merupakan perangkat lunak untuk analisis dan desain struktur yang menggunakan operasi Windows. Analisis yang dapat dilakukan SAP2000 ini antara lain meliputi analisis statik dan analisis dinamik serta finite element. Analisis model struktur dapat dilakukan secara 2 dimensi dan 3 dimensi. Selain itu, untuk desain SAP2000 telah menyediakan beberapa menu desain untuk struktur baja maupun struktur beton dan tidak tertutup kemungkinan menggunakan material-material yang lain. Pada dasarnya SAP2000 menggunakan Metode Elemen Hingga (FEM) sebagai pendekatan dalam memprediksi perilaku struktural dan juga untuk menyelesaikan masalah struktural yang rumit. SAP2000 juga merupakan program yang dapat menghitung analisa struktur dari suatu cangkang, dalam hal ini cangkang yang berbentuk cylindrical surface. Dengan demikian hasil SAP yang diperoleh nantinya akan digunakan untuk perencanaan dimensi struktur. 1.2. PERUMUSAN MASALAH Bangunan yang berbentuk cylindrical surface dewassa ini semakin diperhatikan dalam hal estetika. Struktur berbentuk cylindrical surface
Universitas Sumatera Utara
tersebut dapat terbuat dari material beton maupun baja. Pada tugas akhir ini akan dibahas mengenai perbandingan desain struktur berbentuk cylindrical surface dengan menggunakan material beton dan baja dimana perhitungan gaya-gaya dalam dan tegangan yang terjadi dilakukan dengan bantuan program SAP2000. Struktur beton bertulang direncanakan sebagai struktur shell (cangkang) sedangkan untuk struktur baja direncanakan dengan menggunakan rangka batang. Kemudian kedua material tersebut akan dibandingkang terhadap biaya untuk pembuatan sebuah struktur yang menggunakan atap dengan bentuk cylindrical surface untuk menentukan penggunaan material yang lebih ekonomis. 1.3. MAKSUD DAN TUJUAN Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui perbandingan perhitungan dan perencanaan untuk struktur yang berpermukaan cylindrical surface dengan menggunakan material beton dan baja. Dan memperoleh material yang lebih ekonomis terhadap biaya di antara beton dan baja untuk pembuatan bangunan dengan atap yang berbentuk cylindrical surface. 1.4. PEMBATASAN MASALAH Adapun pembatasan masalah yang diambil untuk mempermudah penyelesaian adalah : a. Lokasi pembangunan di kota Medan. b. Struktur yang digunakan adalah struktur shell untuk material beton dan struktur rangka untuk material baja. c. Radian (f) yang digunakan adalah 5 m.
Universitas Sumatera Utara
d. Lebar bentang bangunan adalah 30 m dengan panjang 60 m. e. Jarak antara portal 6 m. f. Tinggi bangunan direncanakan 7 meter. g. Pondasi tidak dihitung.
1.5. MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam hal perencanaan struktur terutama strutktur yang membutuhkan daerah yang lebih luas di dalam bangunan, struktur dengan atap berpermukaan cylindrical surface dapat dipilih. 1.6. METODOLOGI PENELITIAN Rancangan Penelitian Merupakan
langkah-langkah
atau
teknik
yang
dilakukan
dalam
pengumpulan data perencanaan, yaitu: • Studi literatur Kegiatan ini adalah perencanaan data dengan mempelajari literatur atau referensi yang berhubungan dengan perencanaan struktur beton bertulang dan baja khususnya untuk struktur berbentuk cylindrical surface dari
Universitas Sumatera Utara
berbagai sumber seperti berupa literatur buku, jurnal, artikel, maupun data dari internet. • Prosedur penelitian Menghitung gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur beton maupun baja dengan menggunakan program SAP Merencanakan dimensi struktur beton maupun baja berdasarkan hasil perhitungan dengan program SAP Menghitung dan membandingkan rencana anggaran biaya terhadap struktur material beton dan baja.
Universitas Sumatera Utara
