Perkembangan pembangunan dewasa ini memberikan pengaruh yang sangat ...
tengah pada semua sisi luar bangunan setinggi lantai sehingga jika konstruksi ...
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Perkembangan pembangunan dewasa ini memberikan pengaruh yang sangat besar terhadap dunia perkonstruksian. Banyak gedung bertingkat didirikan terutama di daerah perkotaan, baik itu gedung boton bertulang maupun gedung struktur baja.dan yang menjadi pokok pembahasan pada Tugas Akhir ini adalah dikhususkan pada bangunan baja. Secara umum, dalam penelitian ini akan direncanakan sebuah bangunan gedung typical dengan dimensi bangunan 30 18 m (jarak bentang 6 m) dan 10 lantai dengan tinggi bangunan 40 m (tinggi antar lantai 4 m). Gedung yang didesain terletak di daerah rawan gempa dengan mengambil Zona Gempa 6 berdasarkan SNI-03-1726-2002. Secara keseluruhan, perencanan struktur gedung ini akan dibuat dari struktur baja. Untuk analisa struktur secara umum akan menggunakan program bantu SAP 2000 versi 14, untuk analisa penampang elemen struktur menggunakan software XTRACT. Fokus penelitian pada Tugas Akhir ini adalah untuk mempelajari perilaku struktur baja dengan menggunakan pengaku anti tekuk buckling inhibited braces (BIB) yang akan digunakan tiga jenis penampang yang kemudian diteliti perilaku dari masingmasing penampang tersebut dan dibandingkan dengan struktur baja tanpa pengaku dan dengan menggunakan pengaku biasa Concentrically Braced Frames (CBF) tipe silang (Cross). Pengaku atau bracing yang diterapkan pada suatu konstruksi baja ini bertujuan untuk memberi kekakuan struktur sehingga dapat meminimalisir deformasi (goyangan) pada struktur. Pengaku yang digunakan,diterapkan pada frame bagian tengah pada semua sisi luar bangunan setinggi lantai sehingga jika konstruksi baja yang diterapkan pada bangunan yang lebih tinggi, penggunaan Pengaku ini dapat
dikatakan kurang praktis karena harus menggunakan banyak pengaku. Pengaku yang dipasang pada umumnya berbentuk cross (silang) dengan menggunakan baja lunak karena dengan gaya-gaya yang bekerja pada pengaku ini hanya di fungsikan sebagai penahan gaya tarik saja. Sehingga bila dalam suatu frame terjadi goyangan (deformasi) horisontal maka salah satu dari pengaku tersebut akan menahan gaya tarik yang terjadi dan batang satunya tidak bekerja namun dapat melendut (buckling). Demikian sebaliknya untuk arah gaya yang berlawanan (Schodek,1999). Dari beberapa penjelasan mengenai bracing cross di atas, sudah cukup memberikan keterangan bahwa untuk konstruksi tinggi dengan pengaku yang dipasang setinggi konstruksi itu,memberikan perhatian khusus pada pelaksanaan untuk pemasangan pengaku dimana akan lebih banyak pengaku yang akan dipasang dan akan cukup merepotkan sehingga dapat dikatakan kurang efektif. Oleh karena itu dengan adanya sistem Buckling Inhibited Braces (BIB) diharapkan dapat bersaing dengan bracing CBF karena BIB ini lebih menerapkan pada kedua gaya yang diterima yaitu gaya tekan dan tarik. Sehingga jika dilihat pada suatu frame, pemasangan dengan system BIB ini hanya di pasang pada satu sisi diagonal saja dengan diasumsi BIB ini dapat menahan tekan dan tarik dari pergoyangan (deformasi) yang ada pada struktur itu (Chan and Lu, 1990).
1.2 Rumusan Masalah Secara umum berdasarkan latar belakang di atas, maka beberapa permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini, antara lain: 1. Bagaimana dengan karakteristik struktur pada bangunan baja tanpa pengaku (bracing )? 1
2. Bagaimana dengan karakteristik struktur pada bangunan baja dengan Pengaku tipe silang (xbraced CBF) ? 3. Bagaimana dengan karakteristik struktur pada bangunan baja dengan Buckling Inhibited Braces (BIB) pada tiga jenis penampang yang digunakan? 4. Bagaimana dengan sistem pembebanan pada struktur bangunan baja tanpa pengaku, dengan Pengaku tipe silang (xbraced CBF) dan BIB ? 5. Bagaimana pengaruh gaya-gaya pada struktur bangunan baja tanpa pengaku, dengan Pengaku tipe silang (x-braced CBF) dan BIB ? 6. Apa perbedaan perilaku struktur tanpa bracing,dengan elemen struktur Pengaku tipe silang (xbraced CBF) dan BIB terhadap beban gempa ?
1.3 Tujuan Penelitian Dari permasalahan yang ada di atas, adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah : 1. Mengetahui karakteristik struktur pada struktur bangunan baja tanpa pengaku, dengan Pengaku tipe silang (xbraced CBF) dan BIB. 2. Mengetahui sistem pembebanan pada struktur bangunan baja tanpa pengaku, dengan Pengaku tipe silang (xbraced CBF) dan BIB. 3. Mengetahui pengaruh gayagaya pada struktur bangunan baja tanpa bracing, dengan Bracing tipe Cross dan BIB. 4. Dapat menjelaskan bagaimana perilaku elemen struktur (xbraced CBF) dan BIB terhadap beban gempa.
1.4 Batasan Masalah Lingkup pembahasan yang akan dianalisa mencakup : 1. Mempelajari karakteristik struktur pada bangunan baja tanpa pengaku, dengan Pengaku tipe silang (x-braced CBF) dan BIB 2. Mempelajari pengaruh pembebanan dan pengaruh gaya gempa pada bangunan baja tanpa pengaku, dengan Pengaku tipe silang (x-braced CBF) dan BIB 3. Mempelajari perbedaan yang berpengaruh pada x-braced CBF dan BIB, dan manfaat yang menjadi keunggulan dari kedua jenis ini. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diberikan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Sebagai bahan masukan bagi dunia perkonstruksian khususnya pada bangunan baja yang menggunakan pengaku pada strukturnya. 2. Sebagai bahan pertimbangan jenis pengaku yang akan digunakan dalam mendesain konstruksi bangunan baja. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Struktur bangunan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah struktur yang hanya menyangkut pada pengaku bangunan baja. Bentuk profil yang akan digunakan nantinya adalah profil WF pada Pengaku silang (x-braced CBF) dan kombinasi profil bulat,plat, dan box untuk Buckling Inhibited Braces (BIB). Dimana struktur bangunan ini nantinya akan terbebani oleh beban 2
hidup, beban mati, serta beban gempa yang kemudian di studi prilaku pada kedua jenis bracing ini. 2.2 Gambaran Pemakain pengaku (Buckling Inhibited Braces) Jika dilihat Pada Concentrically Braced Frames (CBF) yang merupakan penelitian sebelum BIB ini, memiliki kekuatan lateral relatif tinggi dan kuat yang pada umumnya digunakan membangun sestem struktur untuk melawan kekuatan lateral. Namun tekuk dan lelehnya lebih awal dari suatu struktur pengaku pada daktilitas rendah dan pemborosan kemampuan pada CBF (Roede,r 1989; Yamanouchi et al, 1989; Fukuta et al, 1989) Yang mengurangi efektivitas CBF dalam melawan kekuatan gempa. Dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.1 Concentrically Braced Frames (CBF), (Roeder, 1989; Yamanouchi et al. 1989; Fukuta et al, 1989) Tingkah laku CBF dalam menahan gaya gempa dapat ditingkatkan jika tekuk dan leleh yang lebih awal dari suatu struktur pengaku dapat dihindari. Sehingga Buckling Inhibited Brace (Chan and Lu, 1990) adalah salah satu solusi untuk tujuan ini. Dimana selain BIB ada juga jenis lain yang mempunyai cara kerja sama yaitu Unbonded
Brace (Clark er al,2000) dan Bracing Damper (SF damper) (Kamura dkk,2000) hanya saja perbedaan dari ketiga jenis ini adalah pada tube anti tekuk dan inti baja lelehnya.yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.2 Anti tekuk Unbonded Brace (Clark er al,2000)
Gambar 2.3 Bracing damper (SF damper) produksi NKK Corporation (Kamura dkk,2000)
Gambar 2.4 Anti tekuk Buckling Inhibited Braces (Chan and Lu, 1990))
3
Namun pada penelitian kali ini yang akan menjadi studi perbandingan adalah pada struktur bangunan baja tanpa pengaku,dengan pengaku CBF (X-braced) menggunakan profil tipe WF dengan jenis pengaku silang dan Buckling Inhibited Brace (BIB) yang merupakan lanjutan penelitian dari Concentrically Braced Frames (CBF). Pada pengaku Silang kinerjanya adalah dengan menggunakan batang-batang kaku (bracing). Kabel dapat digunakan sebagai pengganti dari batang kaku, bila gaya yang dipikul adalah gaya tarik saja. Tinjauan stabilitas sejauh ini beranggapan bahwa semua elemen rangka batang dapat memikul gaya tarik dan tekan dengan sama baiknya. Elemen bracing ini tidak dapat memenuhi asumsi ini, karena akan melengkung bila dibebani gaya tekan. Ketika pembebanan datang dari suatu arah, maka gaya tekan atau gaya tarik mungkin timbul pada diagonal, sesuai dengan arah diagonal tersebut. Suatu struktur dengan satu kabel diagonal mungkin tidak stabil. Namun bila Bracing digunakan dengan sistem silang, dimana satu batang pengaku memikul seluruh gaya horisiontal dan batang lainnya menekuk tanpa menimbulkan bahaya terhadap struktur, maka kestabilan dapat tercapai. (Schodek, 1999)
Gambar 2.5 Penggunan batang kaku (bracing) diagonal (Schodek, 1999)
Gambar 2.6a pengaku CBF tipe Cross (Schodek,1999).
Gambar 2.6b pengaku BIB (Chen dan Lu, 1990)
2.3 Kriteria Perencanaan 2.3.1 Pemilihan Kriteria Struktur (UBC97) Prosedur dan batasan untuk perancangan struktur : Untuk sistem struktur bangunan baja ada 5 jenis, yaitu: Ordinary Moment Frame (OMF), Special MomentResisting Frame (SMRF), Concentrically Braced Frame (CBF), Eccentrically Braced Frame (EBF), Special Concentrically Braced Frame (SCBF) Struktur yang dipilih adalah Concentrically Braced Frame (CBF) dan Buckling Inhibited Braces (BIB). 2.3.2 Pemilihan Konfigurasi Rangka Pengaku Rangka pengaku yang digunakan adalah rangka pengaku tipe X untuk pengaku CBF dan rangka pengaku tipe diagonal tunggal (single diagonal) untuk BIB. 4
Balok induk Balok anak
BIB
2.3.3 Pembebanan Struktur Asumsi pembebanan untuk beban mati dan hidup menggunakan PPIUG 1983, sedangkan untuk pembebanan gempa menggunakan SNI-03-17262002.
6.0 m
18.0
BIB BIB
6.0 m
6.0 m
Permodelan Penampang Bracing
Struktur
dan
Ada pun permodelan struktur yang akan dipakai dapat digambarkan sebagai berikut :
BIB
6.0 m
6.0 m
6.0 m 30.0 m
6.0 m
6.0 m
Gambar 2.8 Denah Bangunan dan Letak Bracing
Balok induk Balok anak
+ 40.00 4.0 m
6.0 m
+ 36.00 4.0 m 18.0 m
6.0 m
+32.00 4.0 m
+ 28.00 4.0 m 6.0 m
+ 24.00 4.0 m
6.0 m
6.0 m
6.0 m 30.0 m
6.0 m
Gambar 2.7 Denah Bangunan
6.0 m
+ 20.00
40.0 m 4.0 m
+ 16.00 4.0 m
+ 12.00 4.0 m
+ 8.00 4.0 m
+ 4.00 4.0 m
± 0.00
6.0 m
6.0 m
6.0 m 30.0 m
6.0 m
6.0 m
Gambar 2.9 Permodelan Struktur Tanpa Pengaku Tampak Depan
5
+ 40.00
+ 40.00 4.0 m
4.0 m
+ 36.00
+ 36.00
4.0 m
4.0 m
+32.00
+32.00
4.0 m
4.0 m
+ 28.00
+ 28.00
4.0 m
4.0 m
+ 24.00
4.0 m
+ 20.00
+ 24.00
4.0 m
+ 20.00
40.0 m 4.0 m
40.0 m
+ 16.00
4.0 m
4.0 m
+ 16.00
+ 12.00
4.0 m
4.0 m
+ 12.00
+ 8.00
4.0 m
4.0 m
+ 8.00
+ 4.00 4.0 m
4.0 m
+ 4.00
± 0.00 4.0 m
± 0.00
6.0 m
6.0 m 18.0 m
6.0 m
Gambar 2.10 Permodelan Struktur Tanpa Pengaku Tampak Samping
6.0 m
6.0 m 18.0 m
6.0 m
Gambar 2.12 Permodelan struktur dengan Pengaku (x-braced CBF) Tampak samping
+ 40.00 4.0 m
+ 36.00 4.0 m
+ 40.00 4.0 m
+32.00
4.0 m
+ 28.00
4.0 m
+ 36.00 +32.00
4.0 m
4.0 m
+ 24.00
+ 28.00
4.0 m
4.0 m
+ 20.00
+ 24.00
40.0 m 4.0 m
4.0 m
+ 20.00
40.0m
+ 16.00
4.0m
+ 16.00 4.0m
+ 12.00
4.0 m
+ 12.00 4.0 m
4.0m
+ 8.00
4.0m
+ 4.00
4.0 m
+ 8.00 + 4.00 4.0m
± 0.00
6.0 m
6.0 m
6.0 m 30.0 m
6.0 m
6.0 m
Gambar 2.11 Permodelan struktur dengan Pengaku (x-braced CBF)Tampak Depan
4.0 m
± 0.00
6.0 m
6.0 m
6.0 m 30.0 m
6.0 m
6.0 m
Gambar 2.13 Permodelan struktur dengan Pengaku (single diagonal BIB) Tampak Depan
6
+ 40.00 4.0 m
+ 36.00 4.0 m
Gambar 2.16 Potongan memanjang penampang BIB (Chen and Lu, 1990)
+32.00 4.0 m
+ 28.00 4.0 m
+ 24.00 4.0 m
+ 20.00
40.0 m
Untuk permodelan Pengaku CBF hanya menggunakan profil tipe WF. Contoh penampang :
4.0 m
+ 16.00 4.0 m
+ 12.00 4.0 m
tf
+ 8.00 4.0 m
+ 4.00 4.0 m
± 0.00
6.0 m
6.0 m 18.0 m
6.0 m
h
tw
Gambar 2.14 Permodelan struktur dengan Pengaku (single diagonal BIB) Tampak Samping
b
Untuk permodelan penampang, yang lebih bervariasi bentuk penampang diterapkan pada BIB yang terdiri atas tiga bentuk penampang. Jika dilihat berdasarkan potongan melintang dan memanjang penampang,sebagai berikut :
concrete
Steel tube
Steel plate
Gambar 2.17 Potongan melintang Profil tipe WF
concrete
BAB III METODOLOGI
Steel tube Load carrying element
3.1 Gambar 2.15 Potongan melintang penampang BIB (Chen and Lu, 1990)
Beban pada Struktur 3.1.1
Beban Mati (PPIUG 1983 Bab 2 ) Beban mati terdiri atas : 1. Berat sendiri dari bahan - bahan bangunan penting dan dari beberapa komponen gedung
7
yang harus ditinjau di dalam menentukan beban mati dari suatu gedung, harus diambil menurut Tabel 2.1 2. Berat sendiri dari bahan bangunan dan dari komponen gedung yang tidak tercantum dalamTabel 2.1 harus ditentukan tersendiri. 3.1.2
Beban Hidup (PPIUG 1983 Bab 3) Beban hidup terdiri dari beban yang diakibatkan oleh pemakaian gedung dan tidak termasuk beban mati, beban konstruksi dan beban akibat lingkungan (alam) seperti beban angin, beban salju, beban hujan, beban gempa atau beban banjir.
COMBO 2 COMBO 3 COMBO 4 COMBO 5
di mana : D = Beban mati L = Beban hidup W = Beban angin E = Beban gempa 3.2
Peraturan Peraturan yang digunakan dalam perencanaan adalah : a. SNI 03 – 1729 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung b. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. c. SNI 03 – 1726 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. d. Untuk check / kontrol dimensi digunakan SNI
3.3
Preliminary Design Pada tahap ini dilakukan hal-hal berikut : a. Memperkirakan dimensi awal dari elemen struktur. b. Penentuan mutu bahan yang digunakan dalam perencanaan. c. Merencanakan bentuk profil yang akan digunakan
3.1.3
Beban Angin (PPIUG 1983 - Bab 4) Bangunan terletak ditepi laut sehingga tekanan tiup diambil minimum 40 kg/m2. Koefisien angin untuk gedung tertutup pada bidang-bidang luar, koefisien angin (+ berarti tekanan dan – berarti isapan), adalah sebagai berikut : Dinding vertikal : di pihak angin = + 0,9 ;di belakang angin = - 0,4 3.1.4
Beban Gempa ( SNI 031726-2002 ) Beban gempa yang digunakan adalah statik eqivalen yang sudah disesuaikan dengan SNI 2002. 3.1.5
Kombinasi Pembebanan Peraturan pembebanan menggunakan SNI 03-1729-2002 dengan combinasi pembebanan sebagai berikut : COMBO 1 : 1,4 D
: 1,2 D + 1,6 L : 1,2 D + 0,5 L + 1,3 W : 1,2 D + 1 L + 1 E : 0,9 D + 1 E
Data Umum Bangunan - Fungsi bangunan :Perkantoran -
Lokasi
:Wilayah gempa 6 (SNI 2002). Lebar bangunan :18 m Panjang bangunan :30 m. Tinggi bangunan :40 m (10 lantai). Sistem struktur :Struktur bangunan Baja Open Frame dengan menggunakan Bracing tipe Cross dan Buckling Inhibited Braces (BIB).
8
Data Bahan Mutu Baja yang akan digunakan sebagai berikut :
Kolom (King Cross Mutu BJ 41): Fy = 250 Mpa; Fu = 410 Mpa Balok (WF Mutu BJ 41): Fy = 250 Mpa; Fu = 410 Mpa Mutu Beton fc’ = 30 Mpa
3.13 Flowchart Metode Studi
Mulai Pembebanan (PPIUG 1983, SNI 2002) dan Pendimensian
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER Perencanaan struktur sekunder meliputi struktur pelat atap, pelat lantai,dan balok anak.
4.1 PELAT ATAP Lantai menggunakan pelat bondek sehinga pembebanan balok anak menerima setengah dari luasan lantai.
Analisa Struktur ( SAP2000 v14 )
BALOK
Kontrol Drift dan Dimensi (SNI 2002)
WF 300x200x8x12
Gambar 4.1 - Penulangan Bondek Atap Sambungan
Analisa Penampang BIB (XTRACT)
Perbandingan struktur tanpa pengaku,dengan pengaku x-braced CBF dan Single Diagonal BIB
Visualisasi Hasil ( Gambar )
Gambar 4.2 Denah Pembebanan Balok Anak
Selesai
Gambar 3.6 Flowchart Metode Studi 9
BAB V
Tingkat lantai 10 lantai 9 lantai 8 lantai 7 lantai 6 lantai 5 lantai 4 lantai 3 lantai 2 lantai 1
PERENCANAAN GEMPA DAN STRUKTUR UTAMA 5.1
Perencanaan struktur gempa 5.3 Tabel 5.1 Berat Struktur Per Lantai lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Tinggi (m) Berat Lantai (kg) 40 345702 36 392682 32 392682 28 401322 24 401322 20 401322 16 413926.8 12 413926.8 8 413926.8 4 317926.8
Berat total bangunan = 3,894,739.20 kg 5.2
hi(m) 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
Pembebanan Beban mati bangunan dihitung per
m2 sesuai dengan data beban mati
yang
berupa data berat material struktural dan non struktural yang berlaku sebagai beban. Tabel 5.2 Daftar Beban Mati Deskripsi 1. aspal 2. rangka + plafond 3. ducting AC finishing 4. beton
Beban Mati 28 (kg/m2) 18 (kg/m2) 40 (kg/m2) 2400 (kg/m3)
Tabel 5.3 Daftar Beban Hidup Deskripsi 1.Lantai Perkantoran 2.Atap
Beban hidup 250 kg/m2 100 kg/m2
Tabel 5.4 Distribusi gaya geser dasar horizontal total akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung dalam arah x dan y untuk tiap portal:
Wi(t) 345.7 392.7 392.7 401.3 401.3 401.3 413.9 413.9 413.9 317.9 Σ Wi . Hi =
Wi . Hi ( tm ) 13828.1 14136.6 12565.8 11237.0 9631.7 8026.4 6622.8 4967.1 3311.4 1271.7 85598.712
100%Fi x,y (t) 60.5 61.8 55.0 49.1 42.1 35.1 29.0 21.7 14.5 5.6
30%Fi x,y (t) 18.1 18.5 16.5 14.7 12.6 10.5 8.7 6.5 4.3 1.7
Kontrol Analisa T Rayleigh akibat gempa arah sumbu X dan Y
Tabel 5.5 Analisa T rayleigh akibat gempa arah sumbu X Tingkat lantai 10 lantai 9 lantai 8 lantai 7 lantai 6 lantai 5 lantai 4 lantai 3 lantai 2 lantai 1
zi(m)
40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
Fi(t) 60.5 61.8 55.0 49.1 42.1 35.1 29.0 21.7 14.5 5.6
di ( mm ) Wi di^2(tm2) 110.83 4.25 106.34 4.44 98.45 3.81 87.2 3.05 74.46 2.23 59.64 1.43 44.57 0.82 31.14 0.40 17.85 0.13 6.13 0.01 636.61 20.56
Fi di (tm ) 6.70 6.57 5.41 4.29 3.14 2.09 1.29 0.68 0.26 0.03 30.46
Tabel 5.6 Analisa T rayleigh akibat gempa arah sumbu Y Tingkat lantai 10 lantai 9 lantai 8 lantai 7 lantai 6 lantai 5 lantai 4 lantai 3 lantai 2 lantai 1
zi(m)
40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
Fi(t) 60.5 61.8 55.0 49.1 42.1 35.1 29.0 21.7 14.5 5.6
di ( mm ) Wi di^2(tm2) 118.65 4.87 113.59 5.07 105 4.33 92.9 3.46 79.2 2.52 63.56 1.62 47.27 0.92 32.86 0.45 18.72 0.15 6.38 0.01 678.13 23.39
Fi di (tm ) 7.18 7.02 5.77 4.57 3.34 2.23 1.37 0.71 0.27 0.04 32.49
Tabel 5.7 Gaya gempa tiap lantai menggunakan T = 1.36 Tingkat lantai 10 lantai 9 lantai 8 lantai 7 lantai 6 lantai 5 lantai 4 lantai 3 lantai 2 lantai 1
hi(m) 40.00 36.00 32.00 28.00 24.00 20.00 16.00 12.00 8.00 4.00 Total
Wi(t) 345.70 392.68 392.68 401.32 401.32 401.32 413.93 413.93 413.93 317.93 3894.74
Wi . Hi ( tm ) 13828.08 14136.55 12565.82 11237.02 9631.73 8026.44 6622.83 4967.12 3311.41 1271.71 85598.712
100%Fi x,y (t) 51.40 52.55 46.71 41.77 35.80 29.84 24.62 18.46 12.31 4.73
30%Fi x,y (t) 15.42 15.77 14.01 12.53 10.74 8.95 7.39 5.54 3.69 1.42
Kontrol Drift Tabel 5.8 Kontrol kinerja batas layan dan kinerja batas ultimate sumbu x Tingkat
∆s(mm)
lantai 10 lantai 9 lantai 8 lantai 7 lantai 6 lantai 5 lantai 4 lantai 3 lantai 2 lantai 1
94.2 90.38 83.68 74.12 63.29 50.87 37.88 26.47 15.18 5.21
Drift ∆s antara tingkat (mm) 3.82 6.7 9.56 10.83 12.42 12.99 11.41 11.29 9.97 5.21
syarat Drift ∆s (mm) 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12
ket.
∆m(mm)
Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok
560.49 537.76 497.90 441.01 376.58 302.68 225.39 157.50 90.32 31.00
Drift ∆m antara tingkat (mm) 22.73 39.86 56.88 64.44 73.90 77.29 67.89 67.18 59.32 31.00
syarat Drift ∆m (mm) 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80
10
ket. Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok
Tabel 5.9 Kontrol kinerja batas layan dan kinerja batas ultimate sumbu y Tingkat lantai 10 lantai 9 lantai 8 lantai 7 lantai 6 lantai 5 lantai 4 lantai 3 lantai 2 lantai 1
Drift ∆s ∆s(mm) antara tingkat (mm) 100.85 4.3 96.55 7.3 89.25 10.28 78.97 11.65 67.32 13.3 54.02 12.82 41.2 13.27 27.93 12.02 15.91 10.51 5.4 5.4
syarat Drift ∆s (mm) 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12 14.12
ket.
∆m(mm)
Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok
600.06 574.47 531.04 469.87 400.55 321.42 245.14 166.18 94.66 32.13
Drift ∆m syarat antara tingkat Drift ∆m (mm) (mm) 25.59 80 43.43 80 61.17 80 69.32 80 79.13 80 76.28 80 78.96 80 71.52 80 62.53 80 32.13 80
Sambungan pada BIB
Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok
5.4 Perencanaan Struktur Utama (Open Frame) Tabel 5.10 Daftar Profil Baja Terpakai Noasi Balok WF 300x200x8x12 WF 450x300x10x15 WF 450x300x11x18 WF 500x300x11x15 WF 500x300x11x18 Kolom K 800x300 K 588x300 K 600x200
Pu
ket.
H (mm)
B (mm)
tw (mm)
tf (mm)
Berat (kg/m)
294 434 440 482 488
200 299 300 300 300
8 10 11 11 11
12 15 18 15 18
56.8 106 124 114 128
800 588 600
300 300 200
14 12 11
26 20 17
419.8 302 212
Pu
8n
Pu
1 2 Pu 1 2 Pu
1 2 Pu
BAB VII ANALISA PENAMPANG 7.1 Analisa CBF Pada analisa CBF menggunakan profil
WF250x250x9x14
dimana
penampang ini akan diasumsi menerima beban tarik dan tekan sebagaimana pada prilakunya sebagai pengaku tipe X (xbraced CBF) pada permodelan di SAP.
BAB VI PERENCANAAN PENGAKU Profil
untuk
x-braced
CBF
Hasil analisa dari Xtract adalah sebagai barikut:
adalah
WF250x250x9x14 Tekan Kekuatan Rencana: 94,335.3Kg 69,175.35 Kg
Tarik Kontrol Leleh: Pu f y Ag
48,361.29 Kg 207,405.0kg Kontrol Putus: Pu f u Ae
48,361.29 Kg 212,590.125kg
Gambar 7.1
grafik akibat beban aksial
11
Kemampuan penampang terhadap beban aksial yang mampu di pikul dari grafik dapat dilihat bahwa kondisi leleh terjadi saat 2,250,000.0 N dan akan mengalami putus saat 3,689,000.0 N.
7.2 Analisa Kolom 7.2.1 Momen Curvature
Gambar 7.3 grafik PM 7.3 Analisa BIB Penampang BIB
Gambar 7.2 grafik Mxx Dari grafik dapat dilihat kemampuan struktur saat menerima momen. Sampai pada kondisi leleh penampang king kross dapat mampu menerima momen sebesar kurang lebih 2,000,000.0 Nm.
Gambar 7.4 Penampang BIB (Rectangular)
7.2.2 Interaksi PM Pengaku anti tekuk (Buckling Inhibited Braces) mempunyai kemampuan tekan yang besar karena pada saat menerima
12
tekan, beton yang menyelimuti profil baja akan membantu menahan local buckling yang
terjadi pada penampang. Namun
Beton tidak difungsikan untuk menahan beban tarik.
BAB VIII PENUTUP 8.1. Kesimpulan Dimensi Profil ; Dari hasil perhitungan dan analisis yang telah dilakukan pada struktur gedung, didapatkan hasil sebagai berikut : Bracing : CBF WF250x250x9x14 BIB Plat inti 350x350x25 Balok anak WF 300x200x8x12 Balok Induk Eksterior : a. Untuk lantai 1 s/d 4 WF 500x300x11x15 b. Untuk lantai 5 s/d 10 WF 450x300x11x15
Gambar 7.5 Penampang BIB (Circular)
Balok Induk Interior : a. Untuk lantai 1 s/d 4 WF 500x300x11x18 b. Untuk lantai 5 s/d 10 WF 450x300x11x18 Kolom : a. Lantai 1 s/d 4 : K 800x300x14x26 b. Lantai 5 s/d 7 : K 588x300x12x20 c. Lantai 8 s/d 10 : K 600x200x12x17 Balok lantai 1-4 1. Open Frame Mu max = 4,796,210.00 Kgcm Vu (-) = 19,421.32Kg 2. Pengaku CBF Mu max = 3,121,229.80 Kgcm Vu (-) = 14,398.80Kg
Gambar 7.6 Penampang BIB (4tube)
Balok lantai 5-10 1. Open Frame Mu max = 4,200,607.00Kgcm Vu (-) = 17,374.89Kg 2. Pengaku CBF Mu max = 2,818,465.40 Kgcm 13
Vu (-) = 13,288.20 Kg Tabel 8.1 Gaya dalam yang terjadi pada struktur saat Open Frame, setelah berpengaku CBF dan berpengaku BIB Open Frame
Balok seg. bawah Mu max( kgcm ) Vu max (kg) Balok seg. Atas Mu max( kgcm ) Vu max (kg)
Struktur berpengaku (CBF)
Struktur berpengaku (BIB)
4,796,210 19,421.32
3,121,229.80 14,398.80
2,824,594.00 13,652.30
4,200,607.00 17,374.89
2,818,465.40 13,288.20
2,543,794.00
memen yang diterima oleh kolom dan balok akan mengecil pula. 8.2. Saran
Perlu dilakukan studi terhadap strukur gedung yang lebih tinggi (diatas 10 lantai) terhadap perilaku pengaku khususnya dengan pengaku Buckling Inhibited Braces (BIB) dan pengaku-pengaku jenis lainnya.
12,673.20
Dari data Mu max dan Vu yang ada di atas, saat Struktur berpengaku CBF, momen yang ada berkurang ±1,5 kali terhadap struktur saat Open frame dan berkurang ±1,7 kali ketika diberi pengaku BIB. Hal ini memberikan gambaran bahwa suatu struktur yang deberi pengaku, lebih bermaanfaat pada struktur berlantai 10. Sehingga dari momen yang mengalami pengurangan tersebut,dimensi Balok dapat dikurangi lagi hingga kondisi se optimum mungkin. Namun jika dibandingan dengan pengaku BIB, akan lebih efektif lagi karena disamping momen yang terjadi lebih kecil,juga pengaku yang digunakan hanya pada satu sisi diagonal dengan system pelaksanaan yang tidak jauh beda dengan memakai CBF.
Pengaruh gaya gempa yang terjadi terhadap struktur Open Frame,x-braced CBF dan BIB dapat dilihat pada grafik dibawah ini: Kinerja Batas Layan ∆S arah X 12
Jumlah Lantai
10 8
Open Frame
6
CBF BIB
4 2 0 0
20
40
60
80
100
∆S(m m )
Gambar 8.1 Kinerja Batas Layan (∆s)
Dari grafik terlihat Drift yang sangat besar terjadi saat Open Frame (∆s=94.2mm),setelah diberi pengaku BIB menjadi ∆s=51.67mm dan setelah diberi pengaku CBF menjadi ∆s=50.95mm. Pengecilan drift ±1.8kali ini menunjukkan
14
