KAJIAN KEANDALAN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA YANG MENGGUNAKAN BALOK PRATEGANG
H er ri M angar angar a Pangaribuan Pangaribuan
Email :
[email protected] Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung ABSTRAK : Perencanaan struktur gedung tahan gempa di Indonesia sangat penting mengingat sebagian besar wilayahnya berada dalam area cincin api, yang memiliki intensitas gempa moderat hingga tinggi. Salah satu syarat penting struktur tahan gempa adalah daktilitas yang memadai. Sebuah struktur memiliki daktilitas yang baik bila elemenelemen struktur penyusunnya memiliki daktilitas yang baik pula.Untuk gedung yang menggunakan balok prategang, terdapat sebuah kendala dimana balok prategang biasanya memiliki sifat yang getas. Oleh karena itu diperlukan sebuah perencanaan khusus dalam mendesain balok prategang agar mencapai daktilitas yang memadai serta andal dalam menahan beban gempa.Acuan yang digunakan dalam desain adalah ACI 318-08 dan sebuah jurnal yang berjudul “ Analysis of Ductility i n Partially Prestressed Concrete Flexural Beam. Cara untuk memenuhi syarat daktilitas itu adalah dengan menggunakan balok prategang parsial. Kata Kunci : Balok prategang parsial, daktilitas, keandalan. ABSTRACT : Structural design of earthquake resistant buildings in Indonesia is very important because a large part is in the ring of fire area, which has a moderate to high intensity earthquake. One of the important requirements of earthquake resistant structures are adequate ductility. A structure has good ductility when the constituent elements of the structure has good ductility.For building that using prestressed beams, there is a problem where prestressed beam typically has a brittle nature . Therefore we need a specialized plan in designing prestressed beams in order to achieve adequate ductility and reliably in earthquake load.The design code that used is ACI 318-08 and a journal entitled "Analysis of Ductility in Partially prestressed Concrete Flexural Beam. A way to fulfill the ductility requirements is by using partial prestressed beams. Keyword : Partial prestressed beam, ductility, realibility. Pendahuluan
Ilmu teknik sipil merupakan salah satu ilmu yang perkembangannya cukup dinamis. Hal ini dikarenakan semakin tingginya inovasi bentuk infrastruktur yang dirancang oleh arsitek,sehingga
teknik sipil diharapkan mampu merealisasikan struktur-struktur rancangan tersebut. Dalam hal desain gedung, pada umumnya arsitek tidak menyukai kolom karena dianggap mengganggu estetika rancangannya . Hal ini secara tidak
langsung meminta perencana struktur untuk mengurangi jumlah kolom dalam gedung . . Dampak dari pengurangan jumlah kolom adalah panjang bentang balok juga akan bertambah. Untuk beton bertulang biasa, bentang maksimum balok yang masih efisien adalah 15 meter, hal ini karena bila lebih dari itu maka dimensi balok yang digunakan sangat besar yang mengakibatkan struktur menjadi tidak efisien dalam biaya dan berat. Untuk mengatasi hal ini telah ditemukan suatu metode perencanaan balok bentang panjang yang disebut dengan balok prategang. Dalam studi ini, akan dibuat sebuah struktur dengan sistem ganda (SRPMK dan SDS) bertingkat 10 dengan menggunakan balok prategang pada arah Barat-Timur. Metode desain balok prategang akan mengikuti peraturan ACI 318-08 dan jurnal penelitian dari Amerika. Ruang Lingkup
1. Sistem struktur merupakan sistem ganda dengan proporsi penahan gaya lateral 75% untuk SDS dan 25% untuk SRPMK. 2. Stuktur berada pada kota Jakarta dengan kondisi tanah lunak. 3. Pembebanan gempa mengikuti SNI 1726-2012 4. Analisis dilakukan secara 3D 5. Metode perhitungan keandalan struktur menggunakan First Order Second Moment 6. Software bantu yang digunakan : ETABS 2013 untuk pemodelan dan desain struktur, dan Response2000 untuk membuat kurva momen-kurvatur balok prategang..
Tujuan Penulisan :
1. Mampu melakukan analisis gempa dengan metode Time History berdasarkan SNI 1726-2012. 2. Mampu melakukan perencanaan balok prategang tahan gempa pada struktur gedung. 3. Mampu menghitung nilai keandalan suatu bangunan berdasarkan metode first order second moment method. Pemodelan, Analisis, dan Desain. Dalam perancanagan struktur bangunan gedung, dilakukan analisis 3D untuk mengetahui karakteristik dinamik gedung dan mendapatkan jumlah tulangan yang digunakan. Pemodelan, analisis, dan desain akan menggunakan ETABS 2013. Untuk gaya gempa desainnya akan digunakan respon dinamik yang besarnya tidak kurang dari 85% nilai respon ragam pertama. Faktor partisipasi massa: translasi sumbux, sumbu-y, dan rotasi sumbu-z harus memenuhi syarat partisipasi massa raga efektif minimum 90%. Kombinasi pembebanan yang digunakan untuk desain ada 18 macam, yang mana didapat dari persamaan berikut : 1. 1,4 DL 2. 1,2 DL + 1,6 LL 3. 1,2 DL + 1 LL ± 0,3 (ρQ E + 0,2 SDS DL) ± 1 (ρQE + 0,2 SDS DL)
4. 1,2 DL + 1 LL ± 1 (ρQ E + 0,2 SDS DL) ± 0,3 (ρQE + 0,2 SDS DL)
5. 0,9 DL ± 0,3 (ρQ E - 0,2 SDS DL) ± 1 (ρQ E - 0,2 SDS DL)
6. 0,9 DL ± 1 (ρQ E - 0,2 SDS DL) ± 0,3 (ρQ E - 0,2 SDS DL).
Nilai ρ diambil sebesar 1,3 dan nilai Sds yang diambil sebesar 0,6.
Hasil Desain Balok Prategang
Berdasarkan pembebanan yang telah dilakukan, terdapat gaya dalam momen envelope pada baok prategang sebesar : 7684 kNm.Melalui proses trial-error didesailah balok prategang dengan spesifikasi teknis :
Performa Point Struktur adalah Life Safety.
Kesimpulan
1. Berdasarkan FEMA 356 balok prategang hasil desain memiliki daktilitas yang hampir sama dengan balok bertulang biasa. Dengan kata lain daktilitas yang dihasilkan sudah baik. 2. Struktur yang dihasilkan memiliki daktilitas yang memadai. 3. Struktur memenuhi syarat keandalan. Arah
P[Collapse]
X
4,5x10
-9
Y
2,1x10
-4
4. Balok prategang memenuhi syarat keandalan.
Tulangan Ulir: 3 lapis @8 tulangan (M+ dan M-)
( )
Tendon :35 strand (M+ dan M-)
Mn :8770 kNm.
Md :7893 kNm. ( > 7684 kNm, OK)
ACI-08 2008 Post Tension Design.
PPR :36,4% (< 40%, OK)
ω
Fpe :0,16 Fpu (< 0.4 Fpu, OK)
Naaman, Antoine; Harajli, Muhamed; and Wight, James.1986. Analysis of Ductility in Partially Prestressed Concrete Flexural Members.PCI
Daftar Pustaka
:0,19(< 0.25, OK)
Push-over Dari hasil push over, diketahui bahwa :
Budiono,Bambang. 2012.Slide Mata Kuliah Beton Prategang .
600000
) N k ( V
500000
Boediono,Bambang.,danSupriatna,Lucky.2
400000
011.Studi Komparasi Desain Bangunan
300000
Tahan Gempa.Bandung :Penerbit ITB.
200000 100000 0 0
100
200
300
400
Imran, I. dan Hendrik,F. 2010. Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Bandung : ITB.
Displacement (mm)
R aktual struktur adalah 5,8 dimana nilai ini mendekati nilai R desain yakni 6.
Ang, Alfredo H-s dan Tang, Wilson H. 1992. Konsep-konsep Probabilitas dalam Perencanaan dan Perancangan Rekayasa Jilid 1.Jakarta: Erlangga.
