modifikasi perencanaan menggunakan … · yang terbuat dari baja lebih ringan daripada struktur ......
TRANSCRIPT
TUGAS AKHIR
MODIFIKASI PERENCANAAN MENGGUNAKAN
SISTEM RANGKA BRESING KONSENTRIS KHUSUS
PADA GEDUNG APARTEMEN METROPOLIS
Oleh :
AAN FAUZI 3109 105 018
Dosen Pembimbing :
DATA IRANATA, ST. MT. PhD
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Gedung apartemen Metropolis direncanakan ulang dengan 25 lantai
Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki ancaman gempa bumi cukup tinggi pada zone gempa 6
Alternatif konstruksi gedung menggunakan struktur baja.
keunggulan baja sebagai bahan struktur :
• kekuatan baja jauh lebih tinggi daripada beton maupun kayu. Kekuatan yang tinggi ini terdistribusi secara merata. Kekuatan bajabervariasi dari 300 Mpa sampai 2000 Mpa (The Kozai Club 1983).
• Kekuatan yang tinggi ini mengakibatkan batang struktur dari bajamempunyai ukuran tampang yang lebih kecil daripada batangstruktur dengan bahan lain
• Struktur yang terbuat dari baja lebih ringan daripada strukturdengan bahan lain. Dengan demikian kebutuhan fondasi juga lebihkecil.
• Sifat mudah dibentuk. Struktur dari baja dapat dibongkar untukkemudian dipasang kembali.
LATAR BELAKANG
SNI 03-1729-2002 mengkIasifikasikan beberapa macam
sistem struktur untuk bangunan baja tahan gempa, yang
meliputi:
• Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)
• Sistem Rangka Pemikul Momen Terbatas (SRPMT)
• Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)
• Sistem Rangka Batang Pemikul Momen Khusus (SRBPMK)
• Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus (SRBKK)
• Sistem Rangka Bresing Konsentris Biasa (SRBKB)
• Sistem Rangka Bresing Eksentrik (SRBE)
sistem struktur untuk bangunan baja tahan gempa dipakai
Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus (SRBKK)
GAMBAR MODIFIKASI
GAMBAR MODIFIKASI
RUMUSAN MASALAHPermasalahan utama dalam penyusunan tugas akhir ini adalahBagaimana melakukan perancangan modifikasi gedung Apartemen Metropolis menggunakan struktur rangka bresing konsentris khusus (SRBKK),
Sedangkan detail permasalahan dari penyusunan tugas akhir ini adalah :
• Bagaimana menentukan Preliminary desain penampang struktur baja.
• Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat, balok anakdan tangga.
• Bagaimana memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakanprogram bantu ETABS 9.7.1.
• Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom.
• Bagaimana merencanakan Bresing konsentris pada struktur bangunan.
• Bagaimana merencanakan hubungan sambungan yang memenuhi kriteriaperancangan struktur, yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas(stability).
• Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentukgambar tenik.
TUJUANTujuan yang diharapkan dalam perencanaan struktur gedung ini
adalah sebagai berikut:
• Menentukan Preliminary desain penampang struktur baja.
• Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat, balok anak dan tangga.
• Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS 9.7.1.
• Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom.
• Merencanakan Bresing Konsentris pada struktur bangunan.
• Merencanakan hubungan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur, yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability).
• Menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar tenik.
BATASAN MASALAH
Perencanaan struktur gedung ditinjau dari segi teknis saja,
yaitu:
• Perencanaan tidak meninjau metode pelaksanaan dan biaya
konstruksi.
• Perencanaan ini tidak termasuk memperhitungkan sistem
utilitas bangunan, perencanaan pembuangan saluran air bersih
dan kotor, instalasi/ jaringan listrik, finishing, dsb.
TINJAUAN PUSTAKA
UMUM
Tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk
mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan
korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut:
Gempa ringan Bangunan tidak boleh rusak secara
struktural dan arsitektural (komponen arsitektural
diperbolehkan terjadi kerusakan seminimum mungkin)
Gempa sedang Komponen struktural (balok dan
kolom) tidak diperbolehkan rusak sama sekali tetapi
komponen arsiektural diperbolehkan terjadi kerusakan
(seperti : kaca)
Gempa Berat Boleh terjadi kerusakan pada
komponen struktural tetapi tidak menyebabkan
keruntuhan bangunan.
UMUM
KONSEP DESAIN :
Pada struktur gedung tinggi, kekakuan merupakan syarat
penting untuk diperhatikan, karena kekakuan dapat menahan
gaya beban lateral.
Adanya aksi gaya beban lateral pada portal (frame) dapat
menimbulkan momen lentur, momen puntir, gaya geser dan
gaya aksial pada semua elemen struktur. Sehingga gaya-gaya
tersebut menyebabkan perlemahan pada struktur tersebut.
Dan untuk mengatasinya adalah dengan menggunakan
rangka pengaku Bresing.
UMUM
Gambar Kekakuan struktur setelah dipasang bresing.
UMUM
Gambar macam-macam bresing.
eccentric bracing
cocentric bracing
UMUM
gambar pemakain bresing pada
struktur gedung baja.
SRBKK
(Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus)
Sistem Rangka Bresing Konsentrik
merupakan pengembangan dari sistem
portal tidak berpengaku atau lebih dikenal
dengan Moment Resisting Frames (MRF)
Sistem Rangka Bresing Konsentrik
dikembangkan sebagai sistem penahan gaya
lateral dan memiliki tingkat kekakuan yang
cukup baik.
Kekakuan sistem ini terjadi akibat adanya elemen pengaku yang berfungsi sebagai penahan gaya lateral yang terjadi pada struktur. Sistem ini penyerapan energinya dilakukan melalui pelelehan yang dirancang terjadi pada pelat buhul.
SRBKK
(Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus)
SRBKK
(Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus)Pengembangan daktilitas dilakukan melalui aksi yang terjadi pada bresing dengan cara:
◦ Bresing leleh pada bagian yang tertarik
◦ Bresing mengalami tekuk pada bagian yang tertekan
Konsep batang bresing dalam menerima gaya gempa
SRBKK
(Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus)
Mekanisme keruntuhan direncanakan terjadi pada elemen bressing
dan pelat buhul sambungan bresing ke balok dan kolom. Pada saat
terjadi gempa besar, diharapkan terjadi tekuk pada batang bresing
(akibat beban aksial yang diterimanya) sehingga terjadi putaran
sudut pada ujung bresing yang kemudian menyebabkan pelat buhul
pada sambungan ujung bresing leleh (terjadi sendi plastis).
SRBKK
(Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus)
• Persyaratan Umum Rangka Bresing
SNI 02-1729-2002 butir 15.1
Kelangsingan
Jika batang elemen bressing mempunyai profil
yang langsing maka akan mengurangi kekakuan
bressing. Sehingga diupayakan agar elemen yang
digunakan tidak menggunakan profil langsing.
Analisis Tekuk
Berdasarkan jenis elemen bressing yang mengalami
gaya aksial, maka elemen bressing harus dicek terhadap
tekuk.
2625c
y
k L
r f
METODOLOGI
METODOLOGIMulai
Preliminary Desain
Pembebanan
Struktur sekunder
Permodelan dan Analisa Struktur menggunakan SAP2000
Kontrol Desain
Penggambaran Hasil perencanaan
Selesai
Tidak
PerhitunganStruktur pondasi
Pengumpulan data dan Studi literatur
OK
DATA PERENCANAAN
Data modifikasi gedung : Nama gedung : Apartemen Metropolis Tower A & B
Fungsi gedung : Apartemen
Zone gempa : 6 (Peta zone gempa SNI 1726-2002)
Tinggi gedung : 80.00 m (25 lantai + Atap)
Material struktur: Baja Profil solid dan Kolom komposit
Mutu baja : BJ 37
Mutu beton : f ’c 30
Sistem struktur : Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus
ANALISA STRUKTUR
PEMODELAN STRUKTUR
•Penempatan Bresing
PEMODELAN STRUKTURMenggunakan program bantu ETABS 9.7.1
SNI 03-1726-2002 Pasal 4.2.1
Pengaruh Gempa Rencana akan ditinjau sebagaipengaruh gempa dinamik, sehingga analisisnyadilakukan berdasarkan analisis respon dinamik
SNI 03-1726-2002 ps 5.8.2
•Gempa Respon Spektrum X :100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y•Gempa Respon Spektrum Y :100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X
PEMBEBANAN GEMPA
SNI 03-1726-2002
Kontrol Partisipasi Massa (SNI 1726 ps 7.2.1) Kontrol Nilai Akhir Respon Spektrum (SNI 1726 ps
7.1.3) Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental (SNI 03–
1726–2002 Ps.5.6) Kontrol Kinerja Struktur Gedung ( SNI 1726 ps 8)
KONTROL DESAIN
ANALISA DESAIN•BRESING
Lantai
RSP X RSPY
Bresing X (%) Ket. Bresing Y (%) Ket.
Atap 66.03 OK 64.81 OK
25 33.86 OK 31.24 OK
24 30.36 OK 33.55 OK
23 31.03 OK 36.65 OK
22 30.88 OK 38.58 OK
21 32.02 OK 39.80 OK
20 34.28 OK 42.01 OK
19 30.05 OK 36.74 OK
18 31.70 OK 38.40 OK
17 32.69 OK 39.16 OK
16 33.67 OK 39.86 OK
15 34.74 OK 40.63 OK
14 35.97 OK 41.59 OK
13 38.19 OK 43.59 OK
12 35.96OK
40.60OK
11 37.95OK
42.43OK
10 39.22OK
43.20OK
9 42.41OK
48.62OK
8 43.81OK
49.73OK
7 45.56OK
51.70OK
6 47.39OK
53.95OK
5 45.23OK
51.67OK
4 48.71OK
58.02OK
3 46.04OK
54.19OK
2 44.35OK
53.16OK
1 32.66OK
34.38OK
Persentase gaya batang tarikbresing(30,05%-66,03%).
SNI 03-1729-2002 Ps. 15.11.2.3.
Masing-masing arah gaya lateralyang sejajar dengan bidangbresing, minimal 30% tapi tidaklebih dari 70% gaya horizontaltotal harus dipikul oleh batangbresing tarik.
ANALISA DESAIN
d 300 mm Ix 16127 cm4
bf 100 mm Iy 2527.4 cm4
tw 10 mm ix 11.71 cm3
tf 16 mm iy 4.64 cm3
Ag 117,6 cm2
Sx 1075.12 cm3
r 16 mm Sy 240.7 cm3
tp 10 mm Zx 1267.92 cm3
h 230,8 mm Zy 405.6 cm3
][ 300 x 100 x 10 x 16
• BRESING
Persyaratan kelangsingan batang bresing untuk SRBKK sesuai SNI 03-1729-2002 Butir 15.11.2.1 yaitu :
Rasio beban aksial
115547,590,96 1..... OK
120299,41
u
c n
N
N
262555,64 169,44....c
y
k LOK
r f
•Data profil
ANALISA DESAIN• BALOK BRESING
Persyaratan balok bresing untuk SRBKK sesuaiSNI 03-1729-2002 Butir 15.11.2.2
•Data profil
d 500 mm Ix 47800 cm4
bf 200 mm Iy 2140 cm4
tw 10 mm ix 20.46 cm3
tf 16 mm iy 4.33 cm3
Ag 114.2 cm2
Sx 1910.0 cm3
r 20 mm Sy 214.0 cm3
h 428 mm Zx 2096.0 cm3
Zy 332.0 cm3
WF 500 x 200 x 10 x 16
rasio kapasitas
394420,87 1 (memenuhi)
. 0,9 50304
u
n
M
M
•Interaksi lentur dan geser
0,625 1,375. .
0,87 0,625 0,42 1,1325 1,375 (memenuhi)
u u
n n
M V
M V
ANALISA DESAIN• KOLOM
Persyaratan balok bresing untuk SRBKK sesuaiSNI 03-1729-2002 Butir 15.11.2.2
•Data profil
Beton 80 x 80 cmf y 240 Mpa Ix 127020 cm
4
d 588 mm Iy 132585 cm4
bf 300 mm ix 18.16 cm3
tw 12 mm iy 18.56 cm3
tf 20 mm Sx 4320,4 cm3
Ag 385 cm2
Sy 4419,5 cm3
r 28 mm Zx 5228.64 cm3
h 492 mm Zy 5340.53 cm3
King Cross 588x300x12x20
Rasio kuat rencana
1124361,860,65 1 (memenuhi)
0,85 2044388,5
u
n
N
N
0,2
81,0
9
0.95 1,0.....OK
u
n
uyu ux
n nx ny
N
N
MN M
N M M
0,65 0,4u
n
N
N
1811030,071,0 (memenuhi)
0,85 2044388,5
u
n
N
N
Persyaratan kekuatan kolom SNI 03-1729-2002 Ps. 15.6.1
Maka, Gaya aksial terfaktor kolom tanpa adanya pengaruh momen-momen yang bekerja ditetapkan berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2 D + γL L + Ω0 Eh
ANALISA DESAIN
*
*1
pcx
pbx
M
M
(1
(1,1 )
c yc uc g
y p y
Z f N A
R M M
2,08 1......OK
Hubungan balok ke kolom
Perbandingan momen kolom terhadap momen balok.
ANALISA DESAIN
GAMBAR RENCANA
GAMBAR RENCANA
Terima Kasih