JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
1
PERANCANGAN MODIFIKASI STRUKTUR GEDUNG APARTEMEN PANDAN WANGI DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM GANDA UNTUK DIBANGUN DI BENGKULU Hanggoro Budiman*, Data Iranata, **, Ananta Sigit S** Jurusan Teknik Sipil,Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected]
Abstrak - Dalam tugas akhir ini direncanakan modifikasi struktur gedung apartemen Pandan Wangi menggunakan sistem ganda (dual system) yang akan di bangun di Muaraaman, Bengkulu. Modifikasi yang dilakukan pada gedung tersebut adalah jumlah lantai yang semulai 8 lantai menjadi 11 lantai dan direncanakan pada zona gempa 6. Perancangan gedung ini dihitung berdasarkan ”Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002)” dan ”Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002)”. Untuk analisa struktur gedung ini akan ditinjau dengan pengaruh beban dinamik terhadap struktur gedung tersebut. Dengan ketinggian gedung 39 meter yang berjumlah 11 lantai , sehingga struktur tersebut dapat dikatakan cukup tinggi dan tidak memenuhi salah satu syarat konfigurasi bangunan gedung sebagai gedung tidak beraturan sesuai SNI 03-17262002 Pasal 4.2.1. Dari analisa dan perhitungan yang telah dikerjakan maka diperoleh hasil, yaitu struktur atas terdiri dari tebal plat lantai12cm dan plat atap 11 cm; dimensi dinding geser 30 cm; dimensi kolom 80x80; dimensi balok induk untuk lantai 1 sampai lantai 10 adalah 35x50 dan untuk lantai 11 adalah 30x40; dimensi balok anak untuk lantai 1 sampai lantai 10 adalah 30x40 dan untuk lantai 11 adalah 25x35; tangga dengan tinggi tanjakan 17,5cm dan lebar injakan 30 cm; sedangkan pada struktur bawah didapatkan dimensi tiang pancang Ø 45cm Kata Kunci – modifikasi, gedung apartemen, sistem ganda.
I. PENDAHULUAN Letak Indonesia yang berada pada ring fire menyebabkan indonesia termasuk salah satu negara yang sering mengalami gempa, dengan perkembangan industri konstruksi di Indonesia saat ini mengalami kemajuan yang sangat pesat, banyak metode yang digunakan dalam mendesain bangunan tahan gempa antara lain metode sistem ganda, metode ini dirasa paling efisien karena sistem rangka dan dinding geser bekerja bersama yang akan memperkecil dimensi dari dua komponen utama tersebut. Sistem Ganda (dual system) adalah salah satu sistem struktur tahan gempa untuk daerah resiko gempa kuat yang memiliki 3 ciri dasar. Yaitu pertama, rangka ruang lengkap berupa SRPM yang penting berfugsi memikul beban gravitasi. Kedua, pemikul beban lateral dilakukan oleh dinding struktural dan SRPM. Ketiga, dinding struktural dan SRPM direncanakan untuk menahan V (beban dasar geser nominal)
secara proporsional berdasarkan kekakuan relatifnya (R. Purwono,2006). Pada tugas akhir ini perencanaan pembangunan apartemen yang bertempat di kawasan kota Muaraaman, Bengkulu yang semula bertingkat 8 lantai akan di modifikasi menjadi 11 lantai dengan menggunakan Sistem Ganda (dual system). Modifikasi perencanaan struktur ini dilakukan agar gedung ini dapat dibangun dan sanggup memikul beban-beban yang terjadi baik gravitasi maupun lateral (gempa) di wilayah resiko gempa tinggi. Pedoman perhitungan perencanaan gedung tahan gempa di Indonesia adalah SNI 03-2847-2002 dan SNI 03-1726-2002 yang membahas tentang perencanaan struktur beton bertulang dan bangunan tahan gempa. Adapun tujuan utama dari SNI 032847-2002 dan SNI 03-1726-2002 adalah membuat struktur tidak runtuh namun boleh mengalami kerusakan non struktural bila menerima gaya lateral yang besar akibat gempa. II. TINJAUAN PUSTAKA A.Landasan Teori Perencanaan bangunan tahan gempa ialah bangunan yang tahan digoncang gempa meski mungkin sebagian bangunan rusak saat gempa besar tapi bangunan tetap berdiri. Perencanaan dari suatu struktur gedung pada daerah gempa haruslah memenuhi falsafah perencanaan gedung tahan gempa, yaitu: bangunan dapat menahan gempa bumi kecil atau ringan tanpa mengalami kerusakan bangunan dapat menahan gempa bumi sedang tanpa kerusakan yang berarti pada struktur utama walaupun ada kerusakan pada struktur sekunder bangunan dapat menahan gempa bumi kuat tanpa mengalami keruntuhan total bangunan, walaupun bagian struktur utama sudah mengalami kerusakan. (Murty 2002) Dalam mendesain struktur tahan gempa diperlukan metode untuk mengkaji ulang sifat struktur nonlinier (daktilitas, R, verifikasi beban gempa Vb). Saat ini metode yang berkembang adalah metode Performance Based Design (PBD). Metoda ini menganggap pengaruh Gempa Rencana terhadap struktur gedung dianggap sebagai beban-beban statik yang bekerja pada pusat massa masing-masing lantai, dimana nilainya ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan yang menyebabkan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur gedung,
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk elastoplastis yang besar sampai mencapai kondisi di ambang keruntuhan. (Budiono dan Yurike 2009) Desain struktur harus memenuhi syarat “Strong ColumnWeak Beam”, yang artinya ketika menerima pengaruh gempa hanya boleh terjadi sendi plastis di ujung-ujung balok, kaki kolom dan pada kaki dinding geser saja. (Tavio dan Kusuma 2009). B.Sistem Ganda ( Dual System ) Dalam Standar Perencanaan Gempa untuk Struktur Gedung SNI 03-1726-2002, gabungan sistem antara Portal dan Dinding Geser disebut sebagai sistem ganda. Sistem ganda akan memberikan bangunan kemampuan menahan beban yang lebih baik, terutama terhadap beban gempa. Dengan sistem ganda, maka tinggi bangunan dapat mencapai sampai 50 tingkat untuk struktur beton, sedangkan bila digunakan struktur baja dapat mencapai sampai 40 tingkat. Kemampuan yang tinggi dalam memikul gaya geser pada system gabungan antara portal dengan dinding geser disebabkan adanya interaksi antara keduanya. Interakasi tersebut terjadi karena kedua system tersebut mempunyai perilaku defleksi yang berbeda (lihat gambar 2.1). Akibat beban lateral, dinding geser akan berperilaku flexural/bending mode, sedangkan frame akan berdeformasi dalam shear mode, dengan demikian, gaya geser dipikul oleh frame pada bagian atas dan dinding geser memikul gaya geser pada bagian bawah. Menurut Standar Perencanaan Gempa untuk Struktur Gedung SNI 03-1726-2002, rangka pemikul momen harus sesuai dengan ketentuan dalam Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung RSNI 03-2847-2002 dan harus mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari keseluruhan beban lateral. Pemeriksaan terhadap rangka pemikul momen harus dilakukan apabila system rangka pemikul momen menerima beban geser akibat gempa lebih dari 10%. Bila beban lateral akibat gempa yang dipikul oleh system rangka pemikul momen kurang dari 10%, maka pemeriksaan terhadap kemampuan untuk memikul 25% beban lateral dapat diabaikan.
Gambar 2.1 Struktur Gabungan Frame dengan Dinding Geser Dalam tugas akhir ini, sistem tersebut digunakan sistem gabungan antara dinding geser dengan rangka pemikul momen dari beton. Menurut Standar Perencanaan Gempa untuk Struktur Gedung SNI 03-1726-2002, rangka pemikul momen tersebut terbagi dalam dua jenis, yaitu: a. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) SRPMK diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis yang besar apabila dibebani oleh gaya-gaya yang berasal dari gempa rencana. SRPMK memiliki : µm = 5,2 ; Rm = 8,5 dan f = 2,8
2 b. Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) SRPMM diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis secara moderat akibat gaya gempa rencana. SRPMM memiliki : µm = 4,0 ; Rm = 6,5 dan f = 2,8 (keterangan : µm = daktilitas struktur maksimum ; Rm = faktor reduksi gempa maksimum dan f = faktor kuat lebih total yang terkandung di dalam struktur gedung) III. METODOLOGI A.Diagram alur perencanaan
B.Penjelasan Diagram Alur Perencanaan) Dari Diagram alir di atas dapat dijelaskan metodologi yang dipakai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Pengumpulan Data dan Studi Literatur a. Pengumpulan data untuk perencanaan gedung, meliputi: b. Studi Literatur 2. Pemilihan kriteria design a. Dari data struktur Gedung Apartemen Pandanwangi akan dirancang dengan metode Sistem Ganda, dengan wilayah gempa 6 b. Beberapa hal yang perlu diketahui:
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 -
Type bangunan : Apartemen Letak bangunan : Dekat pantai Zone gempa : Zone 6 Tinggi bangunan : 39 m Jumlah lantai : 11 lantai Struktr bangunan : Beton bertulang Struktur pondasi : Pondasi Tiang Pancang Mutu beton (f’c) : 35 Mpa Mutu baja (fy) : BJ TD 400 Mpa BJ TP 240 Mpa
3 4.3 Perancangan Tangga Detail Penulangan Tangga
IV. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 4.1 Perancangan Struktur Pelat Peraturan yang digunakan sebagai acuan dalam menentukan besar beban yang bekerja pada struktur pelat adalah Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIUG 1983). Perletakan pada pelat diasumsikan sebagai perletakan jepit penuh. Pelat lantai : - Tebal plat : 120 mm - Tulangan arah x : Ø 10 – 200 - Tulangan arah y : Ø 10 – 200 - Tul susut&suhu: Ø 8 – 200
V. ANALISA STRUKTUR UTAMA Permodelan Struktur Gedung
Gambar penulangan plat lantai 4.2 Perancangan Balok Lift Tipe Lift = Duplex Merk = LG Kapasitas = 15 orang (1000 kg) Kecepatan = 60 m/menit Lebar pintu = 900 mm Detail Penulangan Balok Lift
Kontrol Hasil Analisa Strukur -Kontrol Frame Building System Tabel Cek Prosentasi base shear SRPMM dan shearwall Presentase Dalam Menahan Gempa % No
Kombinasi
1
1,2 D + 1,0 L + 1,0 Ex
2
1,2 D + 1,0 L - 1,0 Ex
3
1,2 D + 1,0 L + 1,0 Ey
4
1,2 D + 1,0 L - 1,0 Ey
5
0,9 D + 1,0 Ex
6
0,9 D - 1,0 Ex
7
0,9 D + 1,0 Ey
8
0,9 D - 1,0 Ey
FX
FY
SRPM
Shearwall
SRPM
Shearwall
23,47 23,25 25,93 25,04 26,35 26,20 25,76 25,22
76,53 76,75 74,07 74,96 73,65 73,80 74,24 74,78
22,99 21,77 24,52 23,22 27,36 26,93 27,36 26,93
77,01 78,23 75,48 76,78 72,64 73,07 72,64 73,07
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 Detail penulangan balok induk
-Kontrol Partisipasi Massa Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Period 5,144369 4,200156 2,450512 1,302236 1,021548 0,621288 0,595026 0,50027 0,382003 0,339855 0,289149
UX 77,7837 0,0214 0,0195 13,6747 0,0012 4,5662 0,003 0,0004 1,761 0,0008 0,0008
UY 0,0144 73,1417 2,057 0,001 16,9 0,0002 0,3564 4,109 0,0004 1,3312 0,0794
4
UZ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
SumUX 77,7837 77,8052 77,8247 91,4994 91,5006 96,0668 96,0698 96,0702 97,8312 97,832 97,8328
SumUY 0,0144 73,1561 75,2131 75,214 92,1141 92,1143 92,4707 96,5797 96,5801 97,9113 97,9907
Sehingga dari tabel di atas menunjukkan bahwa dengan 5 mode sudah mampu memenuhi syarat partisipasi massa sesuai SNI 03-1726-02 ps 7.2.1. 5.1 Perancangan Balok Induk Data-data yang digunakan untuk penulangan balok : o o o o o o o
= 35 MPa = 400 Mpa (tul. utama) = 320 Mpa (tul. sengkang) Dia. tul. utama = D 22 mm (As = 380,13 mm2) Dia. tul. sengkang= 12 mm (As = 113,09 mm2) Decking = 40 mm d = 500–40–12–22/2 = 437 mm (1baris) d” = 40+12+22/2 = 63 mm fc fy
Gambar Denah Pembalokan kN-m
kN-m
400 350
400 350
8
300
300
250
250
200
200
150
6
100
1
50 3
100 9
200 300
50 100
150 250
50
2
4
50
150 100
5
150 200
10 7
250 300
350
350
400
400
Gambar momen envelope balok induk
5.2 Perancangan Kolom dan Hubungan Balok Kolom Dalam perancangan ini kolom direncanakan dengan sistem cor di tempat, adapun data-data perancangannya sebagai berikut : o Dimensi Kolom = 800 x 800 mm2 o Mutu Beton, f’c = 35 Mpa = 400 Mpa o Mutu Baja, fy o Selimut Beton = 40 mm o Ø Tul. Utama = D 25 mm o Ø Tul. Sengkang = Ø 12 mm o d = 800-40-12-(25/2) = 735,5 mm Dimensi Balok = 350 x 500 mm2 o Selimut Beton = 40 mm o Ø Tul. Utama = D 22 mm o Ø Tul. Sengkang = Ø 12 mm o Asatas(5 D22) = 1901 mm2 o Asbawah(2 D22) = 760 mm2 o Tebal Plat Lantai = 120 mm o Tul. Plat Lantai = 10-100 mm Gambar Detail penulangan sendi plastis dan di luar sendi plastis
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 5.3 Hubungan balok kolom
5 6.2 Perancangan Pondasi Shearwall Data-data dalam perencanaan pondasi adalah : Dimensi poer ( B x L ) = 4500 x 8850 mm Tebal poer ( t ) = 1000 mm Diameter tulangan utama = D 25 mm Tebal selimut beton = 70 mm Tinggi efektif balok poer Arah x ( dx ) = 1000 – 70 – ½ .25 = 917,5 mm Arah y ( dy ) = 1000 – 70 – 25 – ½.25 = 892,5 mm
5.4 Perancangan Dinding Geser Detail tulangan panel 1 dan panel 2 dapat diliat pada gambar di bawah ini:
Potongan melintang boundary zone panel 1 dan panel 2 shearwall Lkiri bawah VI. PERENCANAAN PONDASI 6.1 Perancangan Pondasi Kolom Data-data dalam perencanaan pondasi adalah : Dimensi poer ( B x L ) = 3800 x 2600 mm Tebal poer ( t ) = 750 mm Diameter tulangan utama = D 22 mm Tebal selimut beton = 70 mm Tinggi efektif balok poer Arah x ( dx ) = 750 – 70 – ½ .22 = 669 mm Arah y ( dy ) = 750 – 70 – 22 – ½.22 = 647 mm
Gambar penulangan pondasi shearwall 6.3
Gambar Penulangan Pondasi Kolom
Perencanaan Balok Pengikat (Tie Beam) Pondasi Dalam perancangan sloof ini diambil contoh perhitungan pada sloof As D 10-11 : = 375399,18 kg Gaya aksial kolom Pu = 10% × 375399,18 kg = 37539,918kg = 375399,18 N Dimensi sloof = 400 × 600 mm2 Mutu beton (fc) = 35 MPa Mutu baja (fy) = 400 MPa Tulangan utama = D22 Tulangan sengkang = Ø12 Selimut beton = 50 mm
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 d = 600 – 50 – 12 – (1/2 × 22)
=
6
527 mm 4. 5.
pembimbing kedua yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Ir. Fifi Sofia, selaku dosen wali penulis. Semua teman-teman yang tidak mungkin saya sebut satu persatu dari PDAM sampai Mahasiswa LJ ITS terutama teman saya yang bernama “Fajar bin Kimpar” atas segala bantuannya baik secara langsung maupun tidak langsung. DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
Gambar Penampang Tie Biem daerah tumpuan dan lapangan [3]
VII. KESIMPULAN/RINGKASAN Sesuai dengan tujuan penulisan tugas akhir ini, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Perancangan pre-elimenari desain dinding geser sesuai SNI 2847 ps 16.5.3.1, didapatkan tebal dinding geser untuk masing-masing type adalah 30 cm. 2. Dari hasil perancangan struktur gedung Apartemen dengan menggunakan Sistem Ganda didapatkan data-data perancangan sebagai berikut : Mutu Beton : 35 Mpa Mutu Baja : 400 Mpa : 11 cm Tebal Pelat Atap Tebal Pelat Lantai : 12 cm Jumlah Lantai : 11 Lantai Ketinggian Tiap Lantai : 3,5 meter Tinggi Total Gedung : 39 meter Dimensi Balok Anak Lantai : 30 x 40 cm (tulangan utama D16 mm dan sengkang Ø 8 mm) Dimensi Balok Anak Atap : 25 x 35 cm (tulangan utama D14 mm dan sengkang Ø 8 mm) Dimensi Balok Induk Lantai: 35 x 50 cm (tulangan utama D22 mm dan sengkang Ø 12 mm) Dimensi Balok Induk Atap : 30 x 40 cm (tulangan utama D22 mm dan sengkang Ø 12 mm) Dimensi Kolom : 80 x 80 cm (tulangan utama D25 mm dan sengkang Ø 12 mm) 3. Struktur bawah bangunan terdiri dari 2 jenis pilecap, yaitu pilecap pondasi kolom dan pilecap pondasi shearwall. Keduanya menggunakan tiang pancang pracetak dengan diameter 45cm. UCAPAN TERIMA KASIH Dalam tersusunnya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan yang diberikan oleh berbagai pihak. Untuk itu kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan proyek akhir ini. 2. Kedua orang tua saya, yang telah membantu baik secara moral maupun materi. 3. Data Iranata, ST. MT. PhD, selaku dosen pembimbing pertama dan Ir. Ananta Sigit S,MSc. PhD, selaku
[4]
[5] [6]
Badan Standarisasi Nasional,2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847,2002. Jakarta : Standar Nasional Indonesia. Badan Standarisasi Nasional,2002. Tata Cara perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002. Jakarta : Standar Nasional Indonesia. Cormac, Jack C. Mc, 2003. Desain Beton Bertulang Jilid 2. Jakarta : Erlangga, Edisi kelima. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983. Bandung : Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Purwono R, 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press. Tavio, Benny Kusuma,2009. Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press.
