BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1.
Uraian Umum
Bagian ini membahas mengenai metodologi penelitian Evaluasi Kekuatan Detailing Tulangan Balok Beton Bertulang Berdasarkan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) sesuai Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung (SNI 1726:2012) dan Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung (SNI 2847:2013). Struktur balok yang ada dipilih balok yang dipandang bisa mewakili balok-balok yang lain. Secara garis besar metode penelitian dapat dilihat pada flow chart pada Gambar 3.1 dibawah ini: Mulai
Pengumpulan Data & Studi Litelatur
Kriteria Pemilihan Struktur
Preliminary Design
Penentuan Permodelan Struktur
Beban Gravitasi
Beban Gempa
A
Gambar 3.1 Diagram Alir Penyelesaian Penelitian
62
63
A
Modelling Struktur dengan ETABS V.15
Output Gaya Dalam Akibat Beban Gravitasi dan Gempa
Hitung kapasitas lentur nominal
Redesign Lentur
Tidak
(Mu < ØMn )
Ya
Tampang lentur aman, tanpa perkuatan
Hitung kapasitas geser nominal
Redesign Geser
Tidak
Ya (Vu < ØVn)
Tampang geser aman, tanpa perkuatan
Detailling penulangan struktur sesuai SNI 2847 2013
Kesimpulan
Selesai
Lanjutan Gambar 3.1 Diagram Alir Penyelesaian Penelitian
3.2.
Penjelasan Diagram Alir Penelitian
Diagram alir di atas dapat dijelaskan metodologi yang dipakai dalam penyusunan penelitian ini adalah sebagai berikut:
64
3.2.1. Pengumpulan Data dan Studi Litelatur
a) Pengumpulan data-data primer yang sudah ada dari perusahaan yang berkaitan dengan pembangunan hotel yang berada di Pekalongan berupa: 1. Gambar-gambar pekerjaan proyek pembangunan hotel yang berada di Pekalongan diantaranya yaitu Gambar Arsitektur dan Gambar Struktur. 2. Rencana Kerja dan Syarat- Syarat (RKS) Hotel yang berada di Pekalongan 3. Hasil Penyelidikan Tanah b) Sudi Litelatur Kajian ini diambil dari publikasi hasil penelitian para pakar di dunia teknik sipil, peraturan peraturan yang berlaku, dan buku buku pelajaran terutama yang berhubungan dengan tema penelitian ini. Adapun litelatur yang digunakan dalam perancangan penelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726:2012) 2. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung (SNI 2847:2013) 3. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG 1983) 4. Perencanaan Lanjut Struktur Beton Bertulang (Iswandi Imran & fajar hendrik) 5. Building Code Requirements for Struktural Concrete (ACI 318-11)
3.2.2. Kriteria Pemilihan Struktur
Gedung akan dirancang kembali dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPMK). Dari beberapa struktur balok yang ada, dipilih balok yang dipandang bisa mewakili balok-balok yang lain. Kriteria pemilihan struktur balok yang akan dievaluasi, dengan memilih balok yang menerima momen maksimum, dimensi paling besar dan panjang, banyaknya tulangan yang terpasang pada balok yang dipilih, dan mutu baja atau beton yang paling tinggi. kemudian balok yang dipilih akan dievaluasi kekuatannya sesuai dengan SNI 1726:2012 dan SNI 2847:2013.
65
Data perancangan bangunan yang akan dievaluasi : a. Type bangunan
: Perhotelan
b. Lokasi Bangunan
: Semarang
c. Sistem Rangka Pemikul Momen : Khusus d. Tinggi bangunan
: 30,75 m
e. Jumlah lantai
: 10 lantai
f. Struktur bangunan
: Beton bertulang
g. Mutu beton (fc’) balok
: 25 MPa dan 30 MPa
h. Mutu beton (fc’) plat
: 25 MPa
i. Mutu beton (fc’) kolom dan plat : 30 MPa j. Mutu baja (fy)
: BJ TD 400 MPa : BJ TP 240 MPa
3.2.3. Preliminary Desain 1. Preliminary desain koefesien momen dan geser SNI 2847:2013 pasal 8.3.3 2. Preliminary desain dimensi balok sesuai dengan SNI 2847:2013 pasal 9.5.2.2 3. Preliminary desain kekuatan geser yang disediakan oleh tulangan geser SNI 2847:2013 pasal 11.4 4. Preliminary desain Penyaluran tulangan lentur SNI 2847:2013 pasal 12.10-12.12 5. Preliminary desain Persyaratan detailing SRPMK SNI 2847:2013 pasal 21.5
3.2.4. Penetuan Permodelan Struktur a) Beban Gravitasi Beban Mati 1. Berat sendiri beton bertulang
: 24
kN/m3
2. Dinding pas. ½ bata
: 2,5
kN/m3
3. Finishing lantai (tegel)
: 22
kN/m3
4. Langit-langit + penggantung
: 0.20 kN/m3
5. Mechanical, electrical
: 0.25 Kg/m3
66
Beban Hidup 1. Lantai Atap
: 1,0
kN/m3
2. Lantai Perhotelan
: 2,5
kN/m3
3. Balkon dan tangga
: 3,0
kN/m3
b) Beban Gempa Berdasarkan SNI 1726:2012, Karena sifat struktur gedung yang beraturan, maka perhitungan pengaruh gempa dapat dilakukan dengan menggunakan metode analisis beban gempa statik ekuivalen, dimana pengaruh dinamis gempa hanya ditentukan oleh respons sstruktur ragam pertama.Perhitungan pembebanan gempa dapat dilihat pada flow chart pada Gambar 3.2 dibawah ini: Mulai
Tentukan Kategori Resiko Bangunan Gedung
Tentukan Faktor Keutamaan Gempa Tentukan Parameter Dasar (Ss dan S1) Ss dan S1 diperoleh dari peta gempa Tentukan Kelas Lokasi (Klasifikasi Situs) Kelas situs tergantung pada kondisi tanah
Tentukan Parameter Respons Spectra Percepatan (SMS dan SM1)
Hitung Nilai Parameter Percepatan Spectral Desain
A
Gambar 3.2. Diagram Alir Pembebanan Gempa
67
A
Menggambar Respon Spectra Desain
Hitung Berat Struktur Per Lantai
Hitung Periode Natural (Waktu Getar Alami) Struktur
Hitung Koefisien Respon Seismik Hitung Gaya Geser Dasar Nominal (Statik Lateral ekuivalen)
Selesai
Lanjutan Gambar 3.2. Diagram alir pembebanan gempa
3.2.5. Modelling Stuktur Bangunan Menggunakan ETABS v15
Menghitung gaya dalam pafa struktur gedung yang dievaluasi, pada penelitian ini penulis menggunakan Software ETABS v15
yang dibuat oleh Computers and
Structures, Inc. University Avenue Berkeley, California 94704
3.2.6. Output Gaya Dalam Akibat Beban Gravitasi dan Gempa
Output gaya dalam pada struktur evaluasi detailing balok akibat beban gravitasi dan gempa adalah : a. Momen Lentur (Mu maksimum) b. Geser (Vu maksimum), pada tumpuan kiri, lapangan dan tumpuan kanan
68
3.2.7. Evaluasi dan Kontrol
Melakukan evaluasi dan kontrol hasil dari perancangan dan perhitungan struktur baik lentur maupun struktur geser. Apakah desain yang ada sudah cukup mampu memikul beban yang ada. Adapun prosedur evaluasi dapat dilihat pada flow chart Gambar 3.3 berikut ini : Mulai
Data : a. b. c. d.
Geometri : Denah lantai tingkat, Portal arah X dan Y. Dimensi tampang beton dan tulangan : kondisi eksisting. Mutu beton terpasang (eksisting) : fc’ Mutu baja terpasang (eksisting) : f y
e. Faktor reduksi kekuatan, φ lentur = 0,9 ; φgeser dan torsi = 0,75 Evaluasi Gaya nominal perlu : 1. Pembebanan 2. Beban berfaktor
: beban mati(D), hidup (L), gempa (E), atap (A),hujan(R) : U1 = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) : U2 = 1,2 D + 1,0 L ± E : U3 = 0,9 D ± E 3. Analisis Gaya dalam : menggunakan alat bantu ETABS v15 4. Hasil gaya dalam : Mu maks,Vu maks, pada tumpuan ki, lapangan, tumpuan ka. 5. Hitung Momen nominal perlu, Mn,perlu = Mu,mak/ φ lentur 6. Hitung gaya Geser nominal perlu, Vn,perlu = Vu,mak/ φgeser
Hitung kapasitas lentur nominal
Redesign Lentur
Tidak
(Mu < ØMn )
Ya
Tampang lentur aman, tanpa perkuatan
A
Gambar 3.3. Diagram Alir Desain Prosedur Evaluasi
69
A
Hitung kapasitas geser nominal Tidak Redesign Geser
Ya (Vu < ØVn)
Tampang geser aman, tanpa perkuatan
Detailling penulangan struktur sesuai SNI 2847 2013
Kesimpulan
Selesai
Lanjutan Gambar 3.4. Diagram Alir Desain Prosedur Evaluasi
3.2.8. Penggambaran detailing tulangan SRPMK Jika evaluasi dan kontrol sudah benar dan memenuhi, maka tahap selanjutnya adalah membuat gambar dari hasil perancangan dan perhitungan. Gambar pendetailan elemen struktur di cek apakah sudah memenuhi persyaratan atau belum.
