bab 4 hasil dan pembahasan - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab4/2009-2-00430-sp bab...
TRANSCRIPT
75
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengumpulan Data
Gedung digunakan untuk hunian dengan lokasi di Menado dibangun
diatas tanah sedang (lihat Tabel 2.6). Data-data yang diperoleh selanjutnya akan
menjadi acuan dasar untuk melakukan perhitungan analisa struktur dengan
menggunakan sistem pracetak berdasarkan produk patent Platcon07.
4.1.1. Geometri Struktur
Berikut ini adalah gambar rencana gedung sistem konvensional hasil
pengumpulan data lapangan.
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K1 K1
K1
K1
K1 K1
K1
K1
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K2 K2 K2K2
K2
K1K1
K1 K1
K1K1
K2
K2
SW
SW
SW
SW
K1 K1
K1 K1
Gambar 4.1.a. Denah Struktur Kolom Gedung Lantai 1 Sistem Konvensional
76
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM
K1 K1
K1 K1
Gambar 4.1.b. Denah Struktur Kolom Gedung Lantai 2-4 Sistem Konvensional
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3 K3
K3 K3 K3
K3
K3
K3
K3K3
K3K3
K3K3
K3K3
K3
K3 K3
K3 K3
K3 K3
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP KP
H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM H KOLOM = 90 CM
H KOLOM = 90 CM
K3 K3
K3 K3
Gambar 4.1.c. Denah Struktur Kolom Gedung Lantai 5 Sistem Konvensional
77
Gambar 4.2.a. Denah Struktur Balok Gedung Lantai 2 Sistem Konvensional
Gambar 4.2.b. Denah Struktur Balok Gedung Lantai 3-5 Sistem Konvensional
78
T= 12CM T= 12CM
T= 12CM T= 12CM
Gambar 4.2.c. Denah Struktur Balok Gedung Lantai Atap Sistem Konvensional
Gambar 4.3. Denah Struktur Ring Balok Gedung Lantai Atap Sistem Konvensional
79
Gambar 4.4.a. Tampak Depan Gedung Rusunawa
Gambar 4.4.b. Tampak Samping Kiri dan Kanan Gedung Rusunawa
4.1.2. Material Properties
Material gedung menggunakan beton, terdiri dari 5 lantai struktur atas
dengan balok dan kolom serta struktur corewall sebagai struktur pengaku tahan
gempa. Kuat desak beton fc’: 29,05 Mpa untuk Balok, Kolom dan Corewall.
Untuk Grouting Joint menggunakan fc’ : 41,5 Mpa. Kuat leleh tulangan utama
80
fy: 400 Mpa, kuat leleh tulangan geser (sengkang) fys: 240 Mpa. Modulus elastik
beton Es: 25.332,08 Mpa, angka poisson untuk beton: 0,2.
4.1.3. Dimensi Elemen Kolom Sistem Konvensional
Desain Balok sistem konvensional berdasarkan data yang diterima dari
perencanaan awal Gedung Rusunawa.
Tabel 4.1. Desain Tulangan Kolom Sistem Konvensional
LANTAI 1
ELEVASITYPE KOLOM
SENGKANG
BAWAH
TENGAH
ATAS
TULANGAN UTAMA
DIMENSI
K-2K-1 K-3
LANTAI 3
ELEVASITYPE KOLOM
SENGKANG
BAWAH
TENGAH
ATAS
TULANGAN UTAMA
DIMENSI
K-2K-1 K-3 KP
LANTAI 4
ELEVASITYPE KOLOM
SENGKANG
BAWAH
TENGAH
ATAS
TULANGAN UTAMA
DIMENSI
K-2K-1 K-3 KP
LANTAI 5
KP
LANTAI 2
4.1.4. Dimensi Elemen Balok Sistem Konvensional
Desain Balok sistem konvensional berdasarkan data yang diterima dari
perencanaan awal Gedung Rusunawa.
81
Tabel 4.2. Desain Tulangan Balok Sistem Konvensional
TIPE
LANTAI
B425/45
TULANGAN ATAS
TULANGAN BAWAH
TUL. PINGGANG
SENGKANG
CG25/45
BC20/30
TIPE
LANTAI
BL10/40
TULANGAN ATAS
TULANGAN BAWAH
TUL. PINGGANG
SENGKANG
RB125/40
RB225/40
TIPE
LANTAI 2
LANTAI
B125/45
TULANGAN ATAS
TULANGAN BAWAH
TUL. PINGGANG
SENGKANG
B225/45
B325/45
RB315/25
4.1.5. Pembebanan Struktur
Spesifikasi Beban dan Bahan yang dipakai adalah:
a. Berat Jenis Beton = 24 kN/m3
b. Berat Dinding = 2,5 kN/m2
c. Beban Hidup Ruangan = 2,5 kN/m2
d. Beban Tambahan SDL = 1,2 kN/m2
e. Beban Hidup Dak Atap = 1 kN/m2
f. Beban Tanki Air = 10 kN/m2
g. Beban Gempa zona V (Gambar 2.14), tanah sedang
h. Faktor Reduksi Gempa struktur rangka terbuka = 8,5 (Tabel 2.12)
i. Faktor Keamanan Gedung = 1 (Tabel 2.8)
82
4.1.6. Kombinasi Pembebanan
Kuat Perlu (U) untuk menahan variasi pembebanan menurut SNI 03-
2847-2002 yang akan digunakan dalam perhitungan adalah sebagai berikut:
a. U : 1,4 DL
b. U : 1,2 DL + 1,6 LL + 0,5 LLAtap
c. U : 1,2 DL + 1,0 LLr + 1,0 E
d. U : 1,2 DL + 1,0 LLr – 1,0 E
Untuk beban hidup < 500 kg/m2, r direduksi menjadi 0,5. E dinamik
adalah Spec1 Spektra, maka:
a. U : 1,2 DL + 0,5 LL + 1,0 Spec1 Spektra
b. U : 1,2 DL + 0,5 LL – 1,0 Spec1 Spektra
c. U : 0,9 DL + 1,0 Spec1 Spektra
d. U : 0,9 DL – 1,0 Spec1 Spektra
83
4.2. Hasil Pengolahan Data
4.2.1. Permodelan Bangunan pada Program ETABS9.0
Berikut ini tampilan hasil akhir permodelan bangunan tiga dimensi
struktur rangka terbuka didalam program ETABS9.0 pada Gambar 4.5:
Gambar 4.5. Permodelan pada Program ETABS9.0
84
4.2.2. Analisa Pembebanan Gempa Statis Sistem Konvensional
Beban Gempa untuk Bangunan Rusunawa sistem konvensional ini adalah
Perencanaan Beban Struktur Beraturan Nominal Statik Ekiuvalen.
Tabel 4.3. Massa Lantai Sistem Konvensional Lantai Massa Atap 15555,1444
Story 5 46281,4881 Story 4 101313,4582 Story 3 100642,3822 Story 2 100642,3822 Story 1 105098,2209
Wt = 469533,076
Tabel 4.4. Waktu Getar Alami Fundamental Sistem Konvensional Mode Period
1 0,73163 2 0,636018 3 0,537033 4 0,246848 5 0,203857 6 0,174156 7 0,151543 8 0,113072 9 0,110711 10 0,097895 11 0,07333 12 0,065094
Dari hasil analisa pada table 4.4 diatas diketahui bahwa nilai Tx =
0,73163 dan nilai Ty = 0,636018, Waktu getar alami ini telah memenuhi
persyaratan batas fleksibel beton yang ditentukan dalam SNI Gempa 2002, yaitu:
T1 < ζ n (Rumus 2.11), T1 < (0,16).(5) = 0,8
Berdasarkan Gambar 2.25 dan Rumus 2.7, maka didapat nilai 73263,0
5,0=Cx =
0,683405547, dan nilai 636018,0
5,0=Cy = 0,786141273
Wt = 469533,076 kg/m3 dari Tabel 4.3
85
Faktor keutamaan = 1, dan Faktor Reduksi Gempa Rangka Terbuka = 8,5
Berdasarkan Rumus 2.9, maka didapat:
R
WICxVx t..
=
= 5,8
076,469533.1.683405547,0
= 370335,0115 kg/m3 Dan;
R
WICyVy t..
=
= 5,8
076,469533.1.786141273,0
= 426007,1326 kg/m3
Uraian gaya horisontal F yang terdistribusi pada tiap-tiap lantai disajikan
menurut Tabel 4.5 berikut ini berdasarkan perhitungan dari Rumus 2.12 yaitu:
VhiWi
hiWiFi n
i
..
.
1∑
=
=
Tabel 4.5. Gaya Horisontal Terdistribusi Akibat Gaya Gempa Sistem Konvensional Lantai Massa Tinggi W x H Fx Fy Atap 15555,1444 16,65 258993,1543 24369,93595 28033,44597
Story 5 46281,4881 14,6 675709,7263 63580,84174 73138,8911Story 4 101313,4582 11,6 1175236,115 110583,7293 127207,6794Story 3 100642,3822 8,8 885652,9634 83335,43045 95863,16894Story 2 100642,3822 6 603854,2932 56819,61167 65361,25155Story 1 105098,2209 3,2 336314,3069 31645,46238 36402,69558
Wt = 469533,076 ∑Wi x Hi = 3935760,559
86
4.2.3. Analisa Pembebanan Gempa Statis Sistem Pracetak
Beban Gempa untuk Bangunan Rusunawa sistem pracetak ini adalah
Perencanaan Beban Struktur Beraturan Nominal Statik Ekiuvalen.
Tabel 4.6. Massa Lantai Sistem Pracetak Lantai Massa Atap 15555,1444
Story 5 49249,6716 Story 4 105328,9327 Story 3 104657,8567 Story 2 104657,8567 Story 1 109158,3184
Wt = 488607,7805
Tabel 4.7. Waktu Getar Alami Fundamental Sistem Pracetak Mode Period
1 0,799336 2 0,713688 3 0,600338 4 0,268206 5 0,227548 6 0,19283 7 0,161318 8 0,121472 9 0,114422 10 0,104686 11 0,076029 12 0,067402
Dari hasil analisa pada tabel 4.7 diatas diketahui bahwa nilai Tx =
0,799336 dan nilai Ty = 0,713688, Waktu getar alami ini telah memenuhi
persyaratan batas fleksibel beton yang ditentukan dalam SNI Gempa 2002, yaitu:
T1 < ζ n, T1 < (0,16).(5) = 0,8
Berdasarkan Gambar 2.25 maka didapat nilai 799336,0
5,0=Cx = 0,625519181,
dan nilai 713688,0
5,0=Cy = 0,700586251
Wt = 488607,7805 kg/m3 dari Tabel 4.6
87
Faktor keutamaan = 1, dan Faktor Reduksi Gempa untuk Pracetak rangka
terbuka menurut hasil uji laboratorium PT Rang Pratama, diambil = 7,24
Hingga didapat:
R
WICxVx t..
=
= 24,7
7805,488607.1.625519181,0
= 414125,002 kg/m3 Dan;
R
WICyVy t..
=
= 24,7
7805,488607.1.700586251,0
= 463823,1588 kg/m3
Uraian gaya horisontal F yang terdistribusi pada tiap-tiap lantai disajikan
menurut Tabel 4.8 berikut ini berdasarkan perhitungan dari Rumus 2.12 yaitu:
VhiWi
hiWiFi n
i
..
.
1∑
=
=
Tabel 4.8. Gaya Horisontal Terdistribusi Akibat Gaya Gempa Sistem Pracetak Lantai Massa Tinggi W x H Fx Fy Atap 15555,1444 16,65 258993,1543 26172,03637 29312,88023
Story 5 49249,6716 14,6 719045,2054 72661,67834 81381,63359Story 4 105328,9327 11,6 1221815,619 123468,1392 138285,257Story 3 104657,8567 8,8 920989,139 93068,71956 104237,6753Story 2 104657,8567 6 627947,1402 63455,94515 71071,14226Story 1 109158,3184 3,2 349306,6189 35298,48331 39534,57037
Wt = 488607,7805 ∑Wi x Hi = 4098096,877
88
4.2.4. Desain Kolom Sistem Pracetak
Desain Kolom Sistem Pracetak harus melalui tinjauan-tinjauan sebagai berikut:
a. Tinjauan kekakuan struktur sistem pracetak dan kelenturan beton.
b. Tinjauan Analisa Gempa sistem pracetak menurut hasil uji laboratorium
perusahaan pemegang hak paten sistem pracetak yang dipakai.
c. Desain tulangan yang dibutuhkan akibat gaya tekan maupun gaya tarik.
Kolom sistem pracetak bila dibandingkan dengan sistem konvensional nilai
gaya gempa sistem pracetak lebih besar, sehingga jumlah tulangan kolom akan
lebih banyak pemakaiannya terhadap sistem konvensional.
Berikut ini adalah hasil perhitungan perencanaan desain kolom sistem
pracetak setelah melalui tinjauan-tinjauan tersebut diatas, tanpa adanya
perubahan denah sistem konvensional menjadi denah sistem pracetak:
Gambar 4.6. Perubahan Desain Kolom Tipe K1 Lantai 1&2 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
89
Gambar 4.7. Perubahan Desain Kolom Tipe K1 Lantai 3&4 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.8. Perubahan Desain Kolom Tipe K2 Lantai 1&2 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
90
Gambar 4.9. Perubahan Desain Kolom Tipe K2 Lantai 3&4 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.10. Perubahan Desain Kolom Tipe K3 Lantai 1&2 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
91
Gambar 4.11. Perubahan Desain Kolom Tipe K3 Lantai 3&4 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.12. Perubahan Desain Kolom Tipe K3 Lantai 5 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak
92
4.2.5. Desain Balok Sistem Pracetak
Desain Balok Sistem Pracetak harus melalui tinjauan-tinjauan sebagai berikut:
a. Tinjauan elevasi lantai gedung yang harus memenuhi standar kenyamanan
dalam penggunaan suatu ruangan antara lantai berpijak dengan langit-
langitnya.
b. Tinjauan perletakan pelat lantai pada balok yang sesuai dengan kebutuhan
tumpuan pada balok eksterior maupun balok interior.
c. Tinjauan kekakuan struktur sistem pracetak dan kelenturan beton.
d. Tinjauan Analisa Gempa sistem pracetak menurut hasil uji laboratorium
perusahaan pemegang hak paten sistem pracetak yang dipakai.
e. Desain tulangan yang dibutuhkan akibat gaya tekan maupun gaya tarik.
Balok sistem pracetak memerlukan kelebaran dimensi yang cukup sebagai
perletakan pelat lantai, bila dibandingkan dengan sistem konvensional nilai gaya
gempa sistem pracetak lebih besar, dimensi balok lebih besar dan jumlah
tulangan lebih banyak.
Berdasarkan denah gedung sistem konvensional yang telah direncanakan
penamaan baloknya, perubahan dimensi balok sistem pracetak tidak
mempengaruhi perencanaan tersebut sehingga denah sistem konvensional dapat
dipakai langsung tanpa adanya revisi. Berikut ini adalah hasil perhitungan
perencanaan desain balok sistem pracetak setelah melalui tinjauan-tinjauan yang
telah disebutkan:
93
Gambar 4.13. Perubahan Desain Balok Tipe B1 Konvensional menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.14. Perubahan Desain Balok Tipe B2 Konvensional menjadi Sistem Pracetak
94
Gambar 4.15. Perubahan Desain Balok Tipe B3 Konvensional menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.16. Perubahan Desain Balok Tipe B4 Konvensional menjadi Sistem Pracetak
95
Gambar 4.17. Perubahan Desain Balok Tipe CG Konvensional menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.18. Perubahan Desain Balok Tipe BC Konvensional menjadi Sistem Pracetak
96
Gambar 4.19. Perubahan Desain Balok Tipe RB1 Konvensional menjadi Sistem Pracetak
Gambar 4.20. Perubahan Desain Balok Tipe RB2 Konvensional menjadi Sistem Pracetak
97
4.2.6. Desain Pelat Lantai Sistem Pracetak
Pelat Lantai antara sistem konvensional dengan sistem pracetak tidak
memiliki perbedaan dimensi dan jumlah tulangan, namun pada sistem pracetak
antara elemen pelat lantai harus disambung dengan sistem joint.
4.3. Pembahasan Hasil ETABS9.0
Perbedaan perhitungan antara sistem konvensional dengan sistem pracetak
terletak pada hubungan pelat lantai dan balok, dimana sistem pracetak antara
balok dengan pelat lantai merupakan 2 elemen yang berbeda. Analisanya harus
melalui perhitungan yang sama dengan sistem konvensional, namun memiliki
tinjauan-tinjauan yang berbeda dari berbagai segi, diantaranya yaitu: perletakan
pelat lantai pada balok.
Perubahan dimensi sistem konvensional menjadi sistem pracetak dilakukan
mengingat sistem pengerjaan yang berbeda, dimana sistem konvensional antara
elemen pelat lantai dengan balok memiliki rakitan tulangan yang menyatu dan
pengecoran dilakukan secara bersamaan sehingga merupakan satu kesatuan
elemen seperti pada Gambar 4.21 berikut ini.
98
Gambar 4.21. Tampak Samping Hubungan Elemen Balok dan Pelat Lantai Sistem Konvensional
Sedangkan pada sistem pracetak antara elemen pelat lantai dan balok
merupakan elemen yang berbeda/ terpisah yang akan dihubungkan satu dengan
yang lainnya dengan rakitan tulangan atau sambungan sistem joint. Berikut ini
penjelasan tentang ikatan cor oleh P.T. Rang Pratama sistem Platcon 07.
Gambar 4.22. Joint antara 2 Elemen yang Berbeda (Pelat Lantai dan Balok) Sistem Pracetak
99
Gambar 4.23. Joint antara Elemen Pelat Lantai Sistem Pracetak
Gambar 4.24. Tampak Atas Joint antara Elemen Balok Exterior dan Kolom Sistem
Pracetak
100
Gambar 4.25. Tampak Atas Joint antara Elemen Balok Interior dan Kolom Sistem Pracetak
Gambar 4.26. Tampak Samping Joint antara Elemen Balok dan Kolom Sistem Pracetak
101
Gambar 4.27. Joint Antara Elemen Kolom Sistem Pracetak