Kemampuan Layanan Service ability Efisiensi Beban Mati

BAB IV ANALISA DAN PEMODELAN STRUKTUR

IV.1. Kriteria Desain dan Analisis

Untuk melakukan analisis maupun mendisain dari sutau struktur perlu ditetapkan kriteria yang dapat digunakan sebagai dasar untuk menentukan pendimensianpemodelan struktur tersebut. Kriteria – kriteria tersebut adalah sebagai berikut :

A. Kemampuan Layanan Service ability

Struktur harus mampu memikul beban rancang secara aman, tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai batas deformasi yang masih dalam daerah yang diizinkan. Kemampuan suatu struktur untuk memikul beban tanpa mengalami kelebihan tegangan diperoleh dengan menggunakan faktor keamanan dalam mendesain elemen struktu. Dengan memilih ukuran serta bentuk dari struktur dan tentu saja materialnya, taraf tegangan pada struktur dapat ditentukan pada taraf yang masih dapat diterima secara aman, sehingga kelebihan tegangan pada material tidak terjadi. Pada dasarnya kriteria kekuatan merupakan hal yang sangat penting. Aspek lain mengenai kemampuan layanan suatu struktur adalah mengenai deformasi yang diakibatkan oleh beban, deformasi yang ditimbulkan haruslah masih dalam batas yang telah ditetapkan. Deformasi yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya kelebihan tegangan pada suatu bagian struktur. Defleksi atau deformasi yang besar dapat diasosiasikan dengan struktur yang tidak aman, apabila deformasi yang didesain besar, maka deformasi tersebut haruslah didontrol dengan memvariasikan kekakuan struktur. Universitas Sumatera Utara

B. Efisiensi

Kriteria ini mencakup juga tujuan untuk mendisain struktur yang relatif lebih ekonomis. Ukuran yang sering digunakan adalah banyaknya material yang diperlukan untuk memikul beban yang diberikan pada ruang dalam kondisi dan kendala yang ditentukan. Respons struktur di setiap bentangnya tentu saja berbeda – beda, untuk itu perencanaan dapat saja dibuat dengan mengambil momen maksimum yang terjadi, atau merencanakan dimensi sesuai dengan diagram momen yang terbentuk.

C. Konstruksi

Tinjauan konstruksi sering juga mempengaruhi pilihan struktural. Sangat mungkin terjadi bahwa perakitan elemen – elemen struktural akan efesien bila materialnya mudah dirakit. Faktor umum yang mempengaruhi kemudahan pelaksanaan pada suatu struktur adalah tingkat kerumitan struktur tersebut, yang dinyatakan dalam banyaknya bagian – bagian elemen yang terlibat dan derajat relatif usaha yang diperlukan dalam merakit bagian – bagian elemen tersebut sehingga menjadi suatu struktur secara utuh.

IV.2. Hubungan antar Panjang Bentang dan Jenis Struktural

Panjang bentang selalu merupakan salah satu faktor penentu dalam memilih respons struktur untuk suatu situasi tertentu. Ada sistem struktural yang yang cocok untuk selang bentang tertentu dan tidak cocok untuk lainnya.Untuk memberikan gambaran bagaimana setiap sistem dan materialnya dapat mempunyai bentang maksimum, Gambar IV.1.mengilustrasikan interval bentang yang umum untuk setiap sistem struktur dan materialnya. Universitas Sumatera Utara Kegunaan bentang struktural akan jelas apabila kita mengingat bahwa momen desain untuk suatu beban terdistribusikan merata sebanding dengan panjang bentang. Mengali panjang bengan dua misalnya, akan memperbesar momen menjadi empat kalinya. Tentu saja ukuran elemen struktural yang ada sangat bergantung pada momen desain yang ada. Pendekatan untuk suatu pilihan sistem struktural juga bergantung pada faktor ini. Karena alasan itulah diperlukan sistem struktural yang dapat memberikan pilihan yang efisien untuk mengimbangi momen eksternal yang ada. Untuk suatu momen yang diberikan, besar gaya atau tegangan internal yang timbul di daerah tarik maupun tekan bergantung langsung pada momen yang timbul. Semakin tinggi struktur tersebut semakin besar lengan momennya, dan semakin kecil tegangan atau gaya tarik maupun tekan yang timbul. Grafik IV.1. Selang bentang untuk berbagai jenis sistem struktur [Lambert, F.W, STRUCTURAL STEEL WORK] Universitas Sumatera Utara Proses desain yang cocok untuk suatu interval bentang, menggunakan prinsip – prinsip yang telah disebutkan diatas. Kepekaan momen desain terhadap bentang adalah hal kritis. Untuk bentang kecil, semua pilihan struktur pada Gambar IV.2.1 memungkinkan untuk digunakan. Akan tetapi apabila bentangnya semakin besar, momen desainnya akan membesar, beberapa bentang tersebut akan menjadi kurang layak. Elemen struktur bertinggi konstan, seperti balok misalnya, pada umumnya berukuran relatif dangkal sehingga penambahan panjang bentang akan diikuti dengan bertambahnya besar tegangan dan gaya tarik serta tekan yang membentuk kopel. Karena tinggi elemen struktur itu terbatas, maka penambahan ukuran bentang tidak selalu dapat diimbangi dengan menambah lengan momen maupun dengan cara lain misalnya dengan cara memperlebar flens. Dengan demikian elemen struktur tersebut tidak cocok dengan bentang yang sangat besar. Kontrol defleksi juga mungkin merupakan tinjauan yang menentukan. Tentu saja, apabila tinggi struktural selalu diperbesar mengikuti momen desain yang diakibatkan oleh bentang yang semakin besar, gaya internalnya dapat dibuat tetap konstan. Hal inilah yang terjadi dalam pembentukan rangka batang, kabel, maupun pelengkung dan portal. Struktur tersebut relatif tinggi sehingga memberikan lengan momen internal yang sangat besar. Dengan demikian gaya – gaya yang membentuk kopel tahanan dapat relatif kecil, dan strukturnya akan masih dapat memberikan momen tahanan sangat besar. Jadi sstruktur tersebut dapat digunakan pada bentang yang besar.

IV.3. Pemodelan Elemen Struktur Pembebanan Pada Struktur

Beban yang bekerja pada struktur ini terdiri dari beban mati, beban hidup dan beban gempa.

A. Beban Mati

Universitas Sumatera Utara Beban mati ialah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu. Beban mati pada struktur terdiri dari berat sendiri struktur dead load, area loads, dan super imposed dead loads. Pada pemodelan ini beban mati berat sendiri akan dikalkulasikan secara otomatis oleh program SAP 2000 Area Loads untuk pelat lantai 2-5 adalah : • penutup lantai keramik + spesi = 24 kgm 2 • mechanical dan electrical = 25 kgm 2 49 kgm 2 Super Imposes Dead Loads adalah : • dinding bata 12 bata = 250 kgm 2 Area Loads untuk pelat atap adalah : • mechanical dan electrical = 25 kgm 2 Selanjutnya mekanisme transfer beban akan disalurkan berturut-turut pada balok, kemudian kolom dan yang terakhir pada pondasi.

B. Beban Hidup