BAB I PENDAHULUAN - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28885/5/Chapter...
Transcript of BAB I PENDAHULUAN - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28885/5/Chapter...
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 03-1726-2002) 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 03-1726-2002), 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
− 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 bangunan-
bangunan 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
Universitas Sumatera Utara
dan perancangan infrastruktur tahan gempa termasuk pengganti peta gempa yang ada
di Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Indonesia (SNI-03-1726-2002).
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.
375 cm
375 cm
375 cm
375 cm
375 cm
375 cm
375 cm
375 cm
375 cm
425 cm
600 cm 600 cm 600 cm 600 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
Universitas Sumatera Utara
a) Beban gempa dihitung dengan menggunakan analisa beban gempa
statik ekuivalen (SNI 03-1726-2002).
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.9.5.
3. 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.
Universitas Sumatera Utara
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:
Universitas Sumatera Utara
Secara garis besar bisa diperhatiukan pada bagan/diagram alir di bawah ini:
Bagan/diagram alir metode penulisan tugas akhir:
Jika NOT OK
Mulai
Pemilihan Kriteria Design
Pengumpulan dan pencarian data
Preliminary design
Beban gempa Statis
Analisa Struktur dengan ETABS ( 3 Dimensi )
Output gaya dalam akibat beban gravitasi dan gempa statis
Selesai
Beban gravitasi
Syarat-syarat OK
Menganalisis dan mendesain SRPMK berdasarkan peraturan SNI 03-1729-2002
Universitas Sumatera Utara
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 2010.
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
Universitas Sumatera Utara
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.
Universitas Sumatera Utara