Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Oleh : Prof. DR. Ir. WIRATMAN WANGSADINATA Direktur Utama PT Wiratman Guru Besar Emeritus Universitas Tarumanagara Konferensi Nasional Teknik Sipil ke-7.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Oleh : Prof. DR. Ir. WIRATMAN WANGSADINATA Direktur Utama PT Wiratman Guru Besar Emeritus Universitas Tarumanagara Konferensi Nasional Teknik Sipil ke-7."— Transcript presentasi:

1 Oleh : Prof. DR. Ir. WIRATMAN WANGSADINATA Direktur Utama PT Wiratman Guru Besar Emeritus Universitas Tarumanagara Konferensi Nasional Teknik Sipil ke-7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret Solo (UNS-Solo) 24 Oktober 2013

2

3 LokasiJalan Kebonsirih No.17-19, Jakarta Besaran Gedung Struktur Atas 56 tingkat, tinggi 252 m. Besmen 5 lapis, dalam 22 m - 27 tingkat pertama untuk kantor Pusat MNC (MNC Media Tower) - Di atas lantai 27 untuk hotel & fasilitasnya yang akan dioperasikan oleh Grand Hyatt - Besmen 5 lapis untuk ruang parkir. Peraturan yang dipakai  SNI : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung  SNI : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung

4 Pemilik ProyekPT. MNC LAND, Tbk. ArsitekAEDAS Pte. Ltd, Singapore & PT. TETRA DESAIN INDONESIA Konsultan Struktur dan GeoteknikPT WIRATMAN Konsultan Mekanikal dan ElektrikalARUP Singapore Pte. Ltd. & PT. SKEMANUSA Penyelidik GeoteknikPT. TESTANA INDOTEKNIKA Konsultan Uji Terowongan AnginBMT FLUID MECHANICS Ltd, United Kingdom Quantity SurveyorWT Partnership

5 1.00 mfill materials : concrete, sand & qravel 2.50 mclayey silt, trace of sand, soft to medium msilty clay, trace of sand, medium msilty clay, very soft to soft mclayey silt, trace of sand, medium mclayey silt, trace of sand, very stiff msand, silty sand, very dense mclayey silt, trace of sand, very stiff msilty sand, very dense msilty clay, trace of organic materials, medium msilty clay, clayey silt, stiff mclayey silt, very stiff mcemented sand, cemented silt, very hard> mclayey silt, trace of sand, very stiff mgravelly sand, silty sand, cemented silty sand.> mclayey silt, sandy silt, trace of sand, hard msand, sandy silt, dense-very dense mcemented sand,cemented silt, sandy silt, very hard> mclayey silt, sandy silt, trace of sand, hard mclayey silt, very stiff25155 DEPTH DESCRIPTION N SPT Su (kPa) Nilai rata-rata berbobot parameter tanah sampai kedalaman 30 m : N = 10 S u = 40 kPa V s = 223 m/det Kategory Tanah : Tanah Lunak

6 Karena Jakarta terletak di Wilayah 3 pada peta wilayah gempa Indonesia, untuk kondisi Tanah Lunak, spektrum respons gempa rencana dengan perioda ulang 500 tahunan adalah sebagai berikut : Faktor Keutamaan struktur gedung ini ditetapkan I = 1, C T (det) 0.75 C = T

7

8  Bagian bawah (tingkat 1 s/d 27) : Core wall dengan sistem Outrigger  Bagian atas (tingkat 28 s/d 56) : Mega frame dengan mega beam dan mega bracing, tanpa core wall. Sistem ini adalah solusi yang paling sesuai untuk memenuhi tuntutan desain arsitektur dan sepengetahuan kami belum pernah diterapkan sebelumnya di tempat lain. Berhubung desain arsitektur tidak menghendaki adanya core wall di atas lantai 27, karena untuk bagian atas dipakai sistem lift transparan (panoramik), maka dipilih sistem struktur sebagai berikut :

9 Mengingat perannya yang vital dalam menyangga struktur bagian atas (bertingkat 29), maka struktur bagian bawah (bertingkat 27) yang berupa core wall dengan sistem outrigger, didesain untuk tetap berperilaku elastik terhadap gempa kuat. Hal ini adalah untuk mencegah agar struktur bagian bawah tidak gagal lebih awal dibandingkan dengan struktur bagian atas. Untuk sistem struktur secara keseluruhan, telah ditetapkan Faktor Reduksi Gempa R = 4,50, yang diverifikasi dengan hasil Analisis Dorong Statik Non-linier (Static Non-linear Push-over Analysis). Untuk analisis, struktur atas dimodelkan terjepit pada taraf lantai dasar.

10 Bila V e adalah gaya geser dasar respons dinamik elastik, gaya geser dasar pada pelelehan pertama adalah : V y = V e / μ di mana μ adalah faktor daktilitas. Beban gempa rencana (nominal) adalah : V d = V y / f 1 di mana f 1 = 1,6 adalah faktor kuat lebih beban dan bahan. Beban gempa rencana (nominal) dapat juga dinyatakan sebagai : V d = V e / R di mana R adalah faktor reduksi gempa, sehingga : R = μ. f 1 = 1,6 μ

11 Beban gempa kuat adalah : V m = V y. f 2 = V d. f 1. F 2 = V d. f di mana f adalah faktor kuat lebih total dan f 2 adalah faktor kuat lebih struktur, menurut rumus : f 2 = 0,83 + 0,17 μ = 0,83 + 0,17 R/f 1 Gaya geser dasar nominal statik ekuivalen untuk gedung beraturan adalah : V 1 = C 1 I W t / R di mana W t adalah berat total gedung, berikut sebagian beban hidup. Besaran 0,8 V 1 adalah batas minimum gaya geser dasar untuk desain

12 Hasil analisis vibrasi bebas : translasi - x translasi - y rotasi - z T 1 = 5,467 detT 2 = 4,249 detT 3 = 2,700 det

13 Persyaratan menurut Peraturan : - Waktu getar alami pertama tidak boleh melampaui : 0,18 n = 0,18 x 56 = 10,08 det > 5,467 det (o.k.) - Ragam vibrasi pertama dan kedua harus dominan dalam translasi (o.k.). Rangkuman :

14 Gaya geser tingkat (kN) tingkat 0.8V 1 = kN V dx = kNV ex = kN R = 4,5 (design) R = 1 (elastic) Gaya geser tingkat respons dinamik dalam arah-x Gaya geser tingkat respons dinamik dalam arah-y R = 4,5 (design) R = 1 (elastic) 0.8V 1 = kN V dx = kN V ex = kN Gaya geser tingkat (kN) tingkat Karena untuk arah-x maupun arah-y V d > 0,8 V 1, beban gempa rencana didasarkan pada V d, tidak perlu penyesuaian terhadap 0,8 V 1.

15 Beban gempa rencana statik ekuivalen dalam arah-y tingkat Beban Statik (kN) Beban gempa rencana statik ekuivalen dalam arah-x tingkat Beban Statik(kN) Beban gempa rencana statik ekuivalen pada masing-masing taraf lantai, adalah selisih gaya geser tingkat dari dua tingkat berturut-turut. Lonjakan beban gempa pada taraf lantai 53 disebabkan oleh massa air kolam renang, sedangkan pada taraf lantai 26 dan 3, disebabkan oleh massa ruang mekanikal dan tangki air, sehingga menimbulkan gaya inersia setempat yang besar.

16 Ada 2 kriteria kinerja struktur yang harus dipenuhi : 1. Kinerja batas layan, yaitu simpangan antar-tingkat akibat beban gempa rencana, tidak boleh melampaui 0,03/R atau 30 mm. Hal ini adalah untuk mencegah terjadinya kerusakan non-struktur dan ke-tidak- nyamanan penghuni akibat gempa sedang. 2. Kinerja batas ultimit, yaitu simpangan antar-tingkat akibat beban gempa ultimit sebesar 0,7 R kali beban gempa rencana, tidak boleh melampaui 0,02 h (h = tinggi tingkat). Hal ini adalah untuk mencegah keruntuhan struktur secara dini akibat gempa kuat, sehingga menyebabkan jatuhnya korban.

17 simpangan (mm) tingkat Service (Design) Ultimate Simpangan struktur akibat beban gempa rencana dan gempa kuat dalam arah-x Service (Design) 589 mm 1854 mm Simpangan struktur akibat beban gempa rencana dan gempa kuat dalam arah-y Ultimate simpangan (mm) tingkat 456 mm 1436 mm Simpangan lantai puncak tidak melampaui batas maksimum 4% tinggi gedung = 10,08 m.

18 Baik akibat beban gempa rencana, maupun gempa kuat, persyaratan kinerja batas layan maupun kinerja batas ultimit dipenuhi (o.k.) Simpangan antar-tingkat akibat beban gempa kuat, di beberapa ketinggian gedung sudah hampir mencapai batasnya. Hal ini berarti, bahwa nilai R yang ditetapkan sudah cukup tepat dan tidak dapat dinaikkan lagi. Service limit Ultimate limit Service drift Ultimate drift Simpangan antar-tingkat akibat beban gempa rencana dan gempa kuat dalam arah-y tingkat Simpangan antar tingkat (mm) Simpangan antar-tingkat akibat beban gempa rencana dan gempa kuat dalam arah-x tingkat Simpangan antar tingkat (mm) Service limit Ultimate limit Ultimate drift Service drift

19 Analisis ini adalah untuk memeriksa kelayakan pemilihan nilai R yang ditetapkan untuk desain ( R = 4,5 ? ). Pemeriksaan nilai R melalui Analisis Dorong Statik Non-linier dapat dibenarkan, karena respons ragam pertama dan ke dua adalah dominan dalam translasi. Struktur didorong ke samping dengan mengerjakan beban-beban lateral pada struktur dengan intensitas yang ditingkatkan secara berangsur-angsur. Distribusi beban sepanjang tinggi gedung diambil sama seperti pada desain, sedangkan beban gravitasi dianggap bernilai tetap. Setelah terjadi sejumlah besar sendi plastis, tercapailah kondisi struktur di ambang keruntuhan. Tujuan utama adalah untuk mendapatkan diagram δ-V, di mana δ adalah simpangan lantai puncak dan V adalah gaya geser dasar yang bersangkutan.

20 Dari diagram δ-V didapatlah gaya geser dasar yang menyebabkan pelelehan pertama V y dan simpangan lantai puncak δ y yang bersangkutan. Jika δ m adalah simpangan maksimum lantai puncak pada kondisi struktur di ambang keruntuhan, maka berdasarkan dalil kesamaan simpangan maksimum, didapat : R = 1,6 μ

21 ,50 1,00 1,50 2,00 Simpangan lantai puncak (m) Gaya geser dasar (kN) Analisis Dorong Statik Non-linier untuk arah -x V ɣ = kN δ y = 0,5938 δ m = 2,076 V e = kN µ x = 3,49; R x = 5,58

22 Analisis Dorong Statik Non-linier untuk arah -y V ɣy = kN δ yy = 0,7825 µ y = 3,63; R y = 5,81 V ey = kN δ my = 2,8411 Gaya geser dasar (kN) Simpangan lantai puncak (m) ,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3, Top floor displacement (m) Base shear (kN)

23 Untuk arah-x : V ex = kN V yx = kN δ yx = 0,5938 m R x = 1,6 μ x = 5,58 > 4,5 Untuk arah-y : V ey = kN V yy = kN δ yy = 0,7825 m R y = 1,6 μ y = 5,81 > 4,5 Rangkuman : Dari hasil Analisis Dorong Statik Non-linier didapat R > 4,5. Walaupun demikian, tidak dapat dipakai nilai R yang lebih tinggi, karena kinerja batas ultimit akan dilampaui, sehingga nilai R yang ditetapkan sebesar R = 4,5 sudah cukup tepat.

24 Suatu pengujian dalam terowongan angin lapisan batas (boundary layer) telah dilakukan terhadap model struktur skala 1:400 dengan 5% redaman kritis, oleh BMT FLUID MECHANICS Ltd, United Kingdom. Distribusi beban angin sepanjang tinggi gedung untuk desain kekuatan struktur, telah didapat dari model berdasarkan kecepatan angin dengan periode ulang 50 tahun sebesar 32,3 m/det, yaitu suatu sentakan angin (gust wind) 3 det pada ketinggian 10 m di atas permukaan laut pada lapangan terbuka.

25 Percepatan struktur yang dipicu oleh angin diukur pada model, untuk memeriksa kinerja layan dari gedung, berdasarkan kecepatan angin dengan perioda ulang 1 tahun dan 10 tahun, sebesar berturut-turut 20,6 m/det dan 28,2 m/det. Untuk memenuhi pedoman kenyamanan bagi penghuni untuk gedung hunian dan gedung perkantoran, batas-batas percepatan tersebut adalah : - untuk kecepatan angin dengan perioda ulang 1 tahun: 8 mlli-g - untuk kecepatan angin dengan perioda ulang 10 tahun: 10 – 20 milli-g Percepatan puncak [milli-g] Periode ulang [tahun] 0,55,0 MNC Tower, Level 51, 5,0% Damping NBCC (residental) ISO10137 (residental) 1,010,0

26 Dari pengukuran percepatan pada model didapat, bahwa percepatan puncak terjadi pada lantai ke-51 dan ke-53, yaitu : - akibat kecepatan angin dengan perioda ulang 1 tahun : 0,9 milli-g < 8 milli-g (o.k.) - akibat kecepatan angin dengan perioda ulang 10 tahun : 2,8 milli-g < 10 milli-g (o.k) Jadi, struktur gedung ini menunjukkan kinerja akibat angin yang memuaskan

27 Ternyata, kombinasi pembebanan oleh beban gravitasi dan beban angin, tidak menentukan untuk desain kekuatan struktur gedung ini tingkat (kN) Beban Statik Angin vs Gempa arah - x Gempa-x Angin-x tingkat (kN) Beban Statik Angin vs Gempa arah - y Gempa-y Angin-y LRFD : U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W + 0,5 AU = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E U = 0,9 D + 1,6 W U = 0,9 D ± 1,0 E

28

29 Struktur Besmen dimodelkan sebagai struktur di bawah tanah yang terjepit pada taraf fondasi, dibebani oleh reaksi-reaksi tumpuan Struktur Atas pada taraf lantai dasar dan beban-beban lain yang disyaratkan bekerja pada struktur di bawah tanah. Agar Struktur Besmen akibat gempa kuat tidak gagal lebih awal dari Struktur Atas, Struktur Besmen didesain untuk tetap berperilaku elastik akibat gempa kuat tersebut.

30 Seluruh struktur Besmen duduk di atas sebuah rakit sebesar 45 m x 55 m dengan tebal 3 m, didukung oleh 210 tiang bor dengan diameter mm. Beban izin pada masing-masing tiang bor untuk beban gravitasi adalah kN, termasuk efek kelompok, yang dapat dikalikan 2 bila pengaruh gempa kuat diperhitungkan. Penurunan gedung jangka panjang diantisipasi akan mencapai sekitar 180 mm.

31 Kami menyampaikan apresiasi yang setinggi-tingginya atas kerja keras tim desain PT. Wiratman, khususnya :  Wina Arizona  Dypiter Arifin  Yudit Kuntardi sehingga perencanaan struktur Gedung MNC Media Tower ini, dapat diselesaikan dengan memuaskan.

32


Download ppt "Oleh : Prof. DR. Ir. WIRATMAN WANGSADINATA Direktur Utama PT Wiratman Guru Besar Emeritus Universitas Tarumanagara Konferensi Nasional Teknik Sipil ke-7."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google