Permodelan Struktur Atas dan Spesifikasi Bahan Analisis dengan Program ETABS v 9.0.7

14

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan mulai Maret 2012 sampai Juli 2012 pengambilan data dilakukan di PT. Pembangunan Perumahan Persero.Tbk, pada proyek Apartemen Grand Emerald yang beralamat di Jalan Pegangsaan Dua KM 3,3, Kelapa Gading, Jakarta Utara. Analisis data dilakukan di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB, Bogor.

3.2. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a. Software ETABS v 9.0.7 b. Kalkulator c. Perangkat lunak Microsof Excel Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah data-data teknis mengenai struktur atas Apartemen Grand Emerald, antara lain : a. Layout denah setiap jenis pelat lantai lampiran 2 b. Shop drawing detail kolom, dan denah kolom c. Shop drawing denah penulangan balok d. Shop drawing denah pelat lantai, dan shop drawing potongan pelat.

3.3 Tahapan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan beberapa tahapan, yaitu: 1 melakukan permodelan struktur atas, dimana permodelan dilakukan berdasarkan gambar struktur gedung berupa elemen struktur balok, kolom, dan pelat lantai. 2 melakukan analisa pembebanan berdasarkan PBI tahun 1983, dan 3 melakukan analisis dengan program ETABS v 9.0.7. untuk mendapatkan gaya-gaya dalam pada elemen struktur atas, dan kontrol gaya-gaya dalam maksimum berdasarkan syarat perencanaan struktur. Bagan dari metode penelitian dapat dilihat pada lampiran 14.

3.3.1 Permodelan Struktur Atas dan Spesifikasi Bahan

Tahapan penelitian ini di awali dengan tahap perancangan atau permodelan yang terdiri dari pemilihan sistem struktur, pemilihan bahan material. Memodelkan sistem struktur dan menganalisanya untuk mendapatkan gaya-gaya dalam pada setiap elemen struktur akibat dari efek pembebanan yang diberikan pada masing-masing elemen struktur, baik kolom, balok dan pelat lantai. Untuk lebih jelasnya contoh permodelan struktur dapat dilihat pada lampiran 1. Spesifikasi Bahan yang digunakan pada bangunan Apartemen Grand Emerald, sebagai berikut : 1. Beton untuk kolom = f c’ 37,35 Mpa 2. Beton untuk balok, pelat = f c’ 29,05 Mpa 3. Beton untuk dinding geser = f c’ 37,35 Mpa 4. Beton untuk sloof dan pile cap = f c’ 29,05 Mpa 5. Beton untuk tiang pancang = f c’ 45 Mpa 6. Baja tulangan = f y 400 Mpa 15 7. Modulus elastisitas beton Ec = δ700 x √f c’ Pasal 10.5n SNI-03-2847-2002 8. Modulus elastisitas baja Es = 200000 Mpa Pasal 10.5.2 SNI-03-2847-2002 9. Modulus geser G = 80000 Mpa 10. Nisbah poisson µ = 0,3 Mpa

3.3.2 Analisa Pembebanan berdasarkan PBI tahun 1983

Sebagai dasar untuk menganalisis maka harus dimasukan beban luar yang bekerja pada elemen struktur, baik struktur balok, struktur kolom, dan struktur pelat lantai, sedangkan berat sendiri elemen struktur dianalisis secara otomatis oleh program ETABS v 9.0.7. Berat sendiri struktur dikalikan faktor pengali berat sendiri yang bernilai satu. Langkah selanjutnya memberikan beban pada struktur gedung yang akan dianalisis sesuai dengan fungsi, tipe, dan karakter gedung tersebut yaitu mencakup beban hidup, beban mati, beban mati tambahan karena fungsi beban dinding, beban plafond, screed dan keramik, dan beban mekanikal elektrikal, beban angin, dan beban gempa. Analisa Pembebanan yang digunakan pada Apartemen Grand Emerald, adalah : 1. Beton = 24 KNm 3 2. Beban dinding ½ bata = 2,5 KN m 2 3. Beban air roof tank = 20 KN m 2 4. Beban hidup LL a. Lantai hunian = 2,5 KNm 2 b. Lantai parkir = 8,0 KNm 2 c. Lantai daerah ME = 5,0 KNm 2 6. Beban Super Dead Load SDL = 1,6 KN m 2 Lantai tipikal a. plester tebal 5 cm = 0,05 m x 22 KNm 3 = 1,1 KNm 2 b. Finishing = 0,24 KN m 2 c. Mekanikal dan elektrikal = 0,26 KNm 2 = 1,6 KNm 2 Tangga tipikal a. plester tebal 5 cm = 0,05 m x 22 KNm 3 = 1,1 KNm 2 b. Finishing = 0,24 KN m 2 c. Mekanikal dan elektrikal = 0,26 KNm 2 = 1,6 KNm 2 7. Beban hidup atap = 1,5 KNm 8. Beban gempa zona III tanah lunak 9. Struktur rangka sistem ganda SRPMM R = 6,5 10. Faktor Keutamaan Struktur I = 1 11. Beban gempa a. Wilayah gempa = wilayah 3 DKI Jakarta b. Analisa = respon spectrum c. Koefisien gempa dasar C = 0,75 untuk T= 0,2-1,0 detik d. Damping rasio = 0,05 e. Tinjauan arah gempa = 0 dan 90 16

3.3.2.1 Beban Mati

Beban mati dihitung dari berat unsur struktur sendiri dan beban-beban tetap, seperti kelengkapan bangunan, gentengatap, barang-barangn tidak bergerak, lemari, langit-langit dan lain- lain. Beban mati dapat dikalikan dengan koefisien reduksi 0.9 apabila beban mati tersebut memberikan pengaruh yang menguntungkan terhadap pengerahan kekuatan suatu struktur atau unsur struktur suatu gedung.

3.3.2.2 Beban Hidup

Beban hidup terdiri dari dua arah, yaitu beban hidup arah vertikal arah vertikal dan beban hidup arah horizontal. Beban hidup arah vertikal yang paling sering digunakan, tetapi untuk beban hidup arah horizontal jarang dijumpai karena jarang sekali terjadi membebani suatu bangunan. Contoh beban hidup arah horizontal adalah beban hidup yang terjadi karena desakan gerakan sejumlah besar manusia pada suatu gedung.

3.3.2.3 Beban Angin

Beban angin bergantung pada kecepatan angin, bentuk bangunan, ketinggian dan lokasi bangunan, bidang permukaan dan kekakuan struktur. Dengan mengetahui kecepatan angin V, gaya yang bekerja pada bangunan dapat ditetapkan dari persamaan. p = 0,0000473C D V 2 dimana : p = tekanan proyeksi vertikal kNm 2 C D = koefisien bentuk V = kecepatan angin Kmjam

3.3.2.4 Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung tersebut atau bagian dari gedung tersebut yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat dari gempa tersebut. Beban gempa yang direncanakan berdasarkan kriteria bangunan dan jenis tanah dimana gedung tersebut di bangun. Desain beban gempa pada bangunan ini menggunakan analisa statik equivalen berdasarkan SNI 03-1726-2002. Efek perusak dari gempa pada bangunan sudah dikenal sejak dahulu kala. Indonesia termasuk daerah dengan tingkat risiko gempa yang cukup tinggi, sebab wilayah Indonesia berada di antara empat sistem tektonik aktif. Sering terjadi gempa dengan magnitude 7 atau lebih pada skala Richter. Pada gempa magnitude 7, terjadi kerusakan berat struktur bangunan. Bangunan lepas dari fondasinya, tanah merekah dan pecahnya pipa-pipa bawah tanah. Analisa pembebanan akibat beban gempa dilakukan analisa gempa statik ekivalen. Analisa gempa statik equivalen adalah gaya-gaya dalam momen dan geser elemen struktur akibat gravitasi dan gaya seismik statik ekivalen, yang kemudian di kaji kekakuan dan lendutannya. Dalam menghitung beban gempa statik equivalen digunakan berdasarkan persamaan 1 dan gaya geser yang akan didistribusikan kemasing-masing lantai dapat di tinjau berdasarkan persamaan 3. 17

3.3.2.5 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi beban untuk metode ultimit struktur, komponen-komponen struktur dan elemen- elemen fondasi harus dirancang sedemikian hingga kuat rencana sama atau melebihi pengaruh beban- beban terfaktor. Berdasarkan SNI 03-1726-2002, faktor-faktor dan kombinasi beban untuk beban mati nominal, beban hidup nominal, dan beban gempa nominal. Untuk input pembebanan ke dalam software ETABS v 9.0.6, kombinasi pembebanannya setelah dijabarkan, sebagai berikut : 1. 1,4 DL 2. 1,2 DL + 1,6 LL 3. 1,2 DL + 1 LL + 0,3 EQX + 1 EQY 4. 1,2 DL + 1 LL - 0,3 EQX - 1 EQY 5. 1,2 DL + 1 LL + 0,3 EQX - 1 EQY 6. 1,2 DL + 1 LL + 0,3 EQX + 1 EQY 7. 1,2 DL + 1 LL + 1 EQX + 0,3 EQY 8. 1,2 DL + 1 LL - 1 EQX - 0,3 EQY 9. 1,2 DL + 1 LL + 1 EQX - 0,3 EQY 10. 1,2 DL + 1 LL - 1 EQX + 0,3 EQY 11. 0,9 DL + 0,3 EQX + 1 EQY 12. 0,9 DL - 0,3 EQX - 1 EQY 13. 0,9 DL + 0,3 EQX - 1 EQY 14. 0,9 DL - 0,3 EQX + 1 EQY 15. 0,9 DL + 1 EQX + 0,3 EQY 16. 0,9 DL - 1 EQX - 0,3 EQY 17. 0,9 DL + 1 EQX - 0,3 EQY 18. 0,9 DL - 1 EQX + 0,3 EQY dimana : DL : Beban mati, termasuk super dead load LL : Beban hidup EQX : Beban gempa arah-x EQY : Beban gempa arah-y

3.3.3 Analisis dengan Program ETABS v 9.0.7

Untuk mendapatkan gaya-gaya dalam pada elemen struktur baik kolom, balok, dan pelat lantai dilakukan dengan menggunakan program ETABS v.9.0.6. Gaya-gaya dalam yang dihasilkan oleh elemen struktur kolom berupa beban aksial Pu, gaya geser Vu, momen torsi Tu, momen lentur Mu, sedangkan gaya-gaya dalam yang dihasilkan oleh elemen struktur balok berupa gaya geser Vu, momen torsi Tu, momen lentur Mu. Dari gaya-gaya dalam yang dihasilkan tersebut, dicari gaya-gaya dalam maksimum pada setiap elemen struktur kolom, dan elemen sturktur Balok. Langkah selanjutnya dilakukan perhitungan manual sesuai standar perencanaan untuk menentukan gaya-gaya dalam rencana seperti Pr,Vr,Tr, dan Mr, baik pada kolom maupun balok. 18

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Struktur Akibat Gaya Gempa

Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung tersebut atau bagian dari gedung tersebut yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat dari gempa tersebut. Beban gempa yang direncanakan berdasarkan kriteria bangunan dan jenis tanah dimana gedung tersebut di bangun. Desain beban gempa pada bangunan ini menggunakan analisa statik equivalen berdasarkan SNI 03-1726-2002. Hasil dari program ETABS v 9.0.7 untuk berat total bangunan Apartemen Grand Emerald sebesar 31020,3255 KN. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 4, dibawah ini. Tabel 4 Berat w i struktur lantai Apartemen Grand Emerald Group Berat w Group Berat w KN KN LANTAI 35 50,3514 LANTAI 15 850,6783 LANTAI 34 426,245 LANTAI 14 857,8129 LANTAI 33 426,778 LANTAI 13 860,2493 LANTAI 32 426,715 LANTAI 12 861,8676 LANTAI 31 440,3395 LANTAI 11 880,5257 LANTAI 30 784,7314 LANTAI 10 880,5257 LANTAI 29 788,7849 LANTAI 9 880,5257 LANTAI 28 789,7775 LANTAI 8 880,5257 LANTAI 27 789,7775 LANTAI 7 1413,9128 LANTAI 26 789,7775 LANTAI P6A 701,9157 LANTAI 25 789,7775 LANTAI P6 743,6628 LANTAI 24 789,7775 LANTAI P5A 701,7057 LANTAI 23 789,7775 LANTAI P5 743,6628 LANTAI 22 789,7775 LANTAI P4A 700,3071 LANTAI 21 789,7775 LANTAI P4 742,6445 LANTAI 20 789,7775 LANTAI P3A 701,3254 LANTAI 19 804,0605 LANTAI P3 733,0842 LANTAI 18 804,0605 LANTAI P2A 761,3508 LANTAI 17 804,0605 LANTAI P2 907,7196 LANTAI 16 803,4392 LANTAI DASAR 1539,1598 w t 31010,3255 Menurut Peraturan Gempa SNI 2002 waktu getar alami struktur dibatasi agar tidak terlalu fleksibel sehingga kenyamanan penghuni tidak terganggu khususnya untuk bangunan ini diharapkan bangunan cukup kaku. Pembatasan yang dilakukan berdasarkan persamaan 2. Tabel 5 Perbandingan periode pendekatan dan periode ETABS SNI 03-1726-2002 Periode Pendekatan Maksimum berdasatkan persamaan 2 detik Periode ETABS detik arah x Tx arah y Ty 6,12 3,1471 2,8773