PERENCANAAN DESAIN FLAT PLATE TOWER D – E CIBUBUR VILLAGE APARTMENT SEMINAR ISI TUGAS AKHIR PERENCANAAN DESAIN FLAT PLATE TOWER D – E CIBUBUR VILLAGE APARTMENT OLEH: INDAH PRASETIYA RINI (10307061) UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN AGUSTUS 2010

LATAR BELAKANG Pembangunan Infrastruktur di Indonesia Inovasi Untuk Mencari Alternatif Jenis Struktur Bangunan yang Ekonomis dan Dapat Menghemat Waktu Dalam Pengerjaannya = Flat Plate Pembangunan Infrastruktur di Indonesia Pertumbuhan Ekonomi di Indonesia

TUJUAN PENULISAN Merencanakan ulang tower D dan E pada proyek Cibubur Village Apartment, yang semula merupakan struktur yang terdiri dari kolom, balok dan pelat, menjadi sistem konstruksi flat plate (tanpa balok). Adapun aspek yang ditinjau dalam perencanaan struktur yaitu: Analisis gempa statik ekivalen, yaitu pengecekan terhadap waktu getar struktur Analisis gempa dinamik Analisis kinerja struktur terhadap gempa statik dan gempa dinamik Pengecekan simpangan akibat beban gempa Pengecekan kinerja batas layan Pengecekan kinerja batas ultimit Perencanaan tulangan pelat Perencanaan tulangan kolom Perencanaan slab-column joint

BATASAN PENULISAN Perencanaan tower D – E Cibubur Village Apartment yang meliputi: Perencanaan struktur atas Perencanaan dimensi dan penulangan pada konstruksi flat plate Perencanaan tower D – E Cibubur Village Apartment ini mengikuti peraturan PPIUG 1983, SNI 03 – 2847 – 2002, SNI 1726 – 2002 Pada penulisan tugas akhir ini, bangunan yang direncakan berada di Jakarta, sehingga Cibubur Village Apartment ini berada pada zone gempa 3 berdasarkan SNI 1726 – 2002 Jumlah tingkat pada gedung yang direncanakan adalah di atas 10 lantai, dan tinggi bangunan lebih dari 40 m, maka berdasarkan SNI 03 – 2847 – 2002, bangunan dikategorikan sebagai struktur gedung tidak beraturan, pengaruh gempa rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa dinamik, sehingga analisisnya harus dilakukan berdasarkan analisis respons dinamik

LOKASI TUGAS AKHIR Jalan Radar Auri No. 4, Cibubur, Jakarta Timur Gambar Lokasi Tugas Akhir

FLAT PLATE

TIPE PELAT DUA ARAH Gambar Flat Plate Gambar Waffle Slab Sumber: James G. MacGregor, 1997

TIPE FLAT PLATE (Lanjutan) Gambar Flat Slab Gambar Pelat Dua Arah dengan Balok Sumber: James G. MacGregor, 1997

PENGERTIAN FLAT PLATE Flat plate merupakan salah satu sistem pelat dua arah yang merupakan pelat beton pejal dengan tebal merata yang mentransfer beban secara langsung ke kolom pendukung tanpa bantuan balok atau kepala kolom (drop panel) atau drop panel (Jack C. McCormac, 2001). Flat plate dicirikan oleh tidak adanya balok-balok sepanjang garis kolom dalam, namun balok-balok tepi pada tepi-tepi luar lantai boleh jadi ada atau tidak ada. Sehingga dapat dikatakan bahwa flat plate merupakan suatu pelat beton yang diperkuat dalam dua arah sedemikian hingga meneruskan bebannya secara langsung ke kolom-kolom yang mendukungnya (Chu-Kiawang, Charles G. Salmon, 1992).

PENGERTIAN FLAT PLATE (Lanjutan) Pelat datar sangat ekonomis penggunaannya untuk bentang 15-20 ft (4,5-6 m). Untuk bentang yang lebih besar, dapat digunakan sistem waffle slab. Waffle slab digunakan pada kisaran bentang 25-40 ft (7,5-12 m). Untuk memperkuat pelat terhadap gaya geser, pons dan lentur, bagian-bagian kritis pelat yaitu di sekitar kolom penumpu, perlu dipertebal, sistem ini disebut dengan pelat slab (flat slab). Bagian penebalan pada sistem flat slab disebut drop panel, sedangkan untuk penebalan yang berbentuk kepala kolom disebut column capital. Flat slab digunakan untuk kisaran bentang 20-30 ft atau sekitar 6-9 m (James G. MacGregor, 1997).

PENGERTIAN FLAT PLATE (Lanjutan) Konstrusi flat plate umumnya digunakan pada bangunan yang memiliki beban struktur yang relatif ringan. Pelat datar mungkin merupakan sistem pelat yang paling umum dipakai saat ini, seperti hotel beton bertulang bertingkat banyak, motel, apartemen, rumah sakit, asrama atau bangunan sejenis lainnya. Pelat datar kemungkinan akan menimbulkan masalah transfer geser di sekitar kolom. Dengan kata lain, ada bahaya dimana kolom akan menembus pelat. Oleh karena itu, seringkali perlu memperbesar dimensi kolom atau ketebalan pelat atau menggunakan shearhead. Shearhead terbuat dari baja I atau kanal yang ditempatkan dalam pelat melintasi kolom. Selain shearhead, penggunaan pelat tiang (drop panel) bermanfaat dalam mengurangi tegangan geser pons yang mungkin ditimbulkan oleh kolom terhadap pelat, dan penebalan ini juga meningkatkan besarnya momen lawan di tempat-tempat dimana momen-momen negatif terbesar.

KEUNTUNGAN FLAT PLATE Dapat dibuat dengan cepat karena bekisting dan susunan tulangan yang sederhana Ketinggian gedung bertingkat berkurang karena lantai yang tipis, langit-langit yang rata permukaannya merupakan faktor yang mempengaruhi ekonomi secara keseluruhan Jendela-jendela dapat dibuat sampai sisi bawah pelat, dan tidak ada balok-balok yang menghalangi cahaya dan sirkulasi udara Tidak adanya sudut yang tajam memberikan ketahanan dalam kebakaran yang lebih besar karena bahaya pengelupasan beton dan menganganya tulangan dapat berkurang.

JALUR KOLOM DAN JALUR TENGAH Pelat dua arah melentur dengan bentuk permukaan seperti mangkuk jika dibebani dalam dua arah. Oleh karena itu, pelat ini harus ditulangi dalam kedua arah dengan tulangan berlapis tegak lurus satu dengan lainnya. Jalur kolom adalah pelat dengan lebar di setiap sisi garis tengah kolom sama dengan ¼ dimensi panel terkecil ℓ1 atau ℓ2. Jalur tengah adalah bagian pelat diantara dua jalur kolom. Bagian dari momen yang diterima jalur kolom dan jalur tengah diasumsikan tersebar merata pada seluruh jalur. Persentase momen yang dipikul oleh jalur kolom tergantung pada kekakuan efektif dari jalur kolom dan pada aspect ratio ℓ1/ℓ2 (dengan ℓ1 adalah panjang bentang pusat ke pusat, dari tumpuan-tumpuannya dalam arah momen yang ditinjau dan ℓ2 adalah panjang bentang pusat ke pusat, dari tumpuan-tumpuannya dalam arah tegak lurus terhadap ℓ1).

JALUR KOLOM DAN JALUR TENGAH (Lanjutan) Gambar 2. Jalur Kolom dan Jalur Tengah

TEBAL MINIMUM PELAT UNTUK KONTROL LENDUTAN Berdasarkan SNI 03 – 2847 – 2002, tebal minimum pelat tanpa balok interior yang menghubungkan tumpuan-tumpuanya dan mempunyai rasio bentang panjang terhadap bentang pendek yang tidak lebih dari dua, harus memenuhi ketentuan yang dicantumkan pada Tabel 1, dan tidak boleh kurang dari nilai berikut: Pelat tanpa penebalan (drop panel) tidak boleh kurang dari 120 mm. Pelat dengan penebalan (drop panel) tidak boleh kurang dari 100 mm.

TEBAL MINIMUM PELAT UNTUK KONTROL LENDUTAN (Lanjutan) Tabel Tebal Minimum Pelat Tanpa Balok Interior

DISTRIBUSI MOMEN DALAM PELAT Gambar Momen untuk Flat Plate Tanpa Balok Sisi

DISTRIBUSI MOMEN DALAM PELAT (Lanjutan) Tabel Distribusi Momen Total Terfaktor

DISTRIBUSI MOMEN DALAM PELAT (Lanjutan) Tabel Persentase Momen Rencana Negatif Interior yang Ditahan oleh Jalur Kolom Tabel Persentase Momen Rencana Negatif Eksterior yang Ditahan oleh Jalur Kolom Tabel Persentase Momen Rencana Positif yang Harus Ditahan oleh Jalur Kolom

LENDUTAN IZIN MAKSIMUM Tabel Lendutan Izin Maksimum

Gambar Alur Perencanaan Struktur MULAI PENGUMPULAN DATA ANALISIS DATA ESTIMASI DIMENSI PEMBEBANAN ANALISA STRUKTUR DENGAN BANTUAN PROGRAM OUTPUT PROGRAM PENULANGAN SELESAI Gambar Alur Perencanaan Struktur

ANALISIS GEMPA STATIK EKIVALEN DENGAN BANTUAN PROGRAM ETABS V.9.04.

ALUR PERENCANAAN MULAI PEMODELAN INPUT BEBAN MATI TAMBAHAN DAN BEBAN HIDUP REDUKSI BEBAN HIDUP HUNIAN (APARTEMEN) = 0,3 (PPIUG 1983) MEMPERLAKUKAN PELAT YANG DIMODELKAN SEBAGAI LANTAI DIAFRAGMA KAKU JALANKAN PROGRAM (RUN ANALYSIS) DIDAPAT: BERAT BANGUNAN, PUSAT MASSA DAN KEKAKUAN A

ALUR PERENCANAAN (Lanjutan) Tabel Berat Struktur per Lantai

ALUR PERENCANAAN (Lanjutan) HITUNG WAKTU GETAR ALAMI (T = ζ x n = 0,18 x 15 = 2,7 det.) GAYA GESER DASAR NOMINAL DISTRIBUSI GAYA GESER HORISONTAL GEMPA MASUKKAN GAYA KE TITIK EKSENTRISITAS GEDUNG JALANKAN PROGRAM, DIDAPAT SIMPANGAN TIAP LANTAI, DAPAT T-RAYLEIRH B

ALUR PERENCANAAN (Lanjutan) B ANALISIS KINERJA BATAS LAYAN (∆s), SYARAT: (0,03/R)/hi atau 30 mm Diambil yang terkecil ANALISIS KINERJA BATAS ULTIMIT (∆m), SYARAT: 0,02 x hi SELESAI

Gambar Respons Spektrum Gempa Rencana untuk Wilayah Gempa 3 WAKTU GETAR ALAMI Gambar Respons Spektrum Gempa Rencana untuk Wilayah Gempa 3

GAYA GESER NOMINAL

DISTRIBUSI GAYA GESER HORISONTAL GEMPA Tabel Distribusi Gaya Geser Dasar Akibat Gempa Sepanjang Tinggi Gedung

Tabel Distribusi Gempa Statik X ARAH PEMBEBANAN GEMPA Tabel Distribusi Gempa Statik X

ARAH PEMBEBANAN GEMPA (Lanjutan) Tabel Distribusi Gempa Statik Y

ANALISIS WAKTU GETAR STRUKTUR DENGAN CARA T-RAYLEIGH Tabel Perhitungan T – Rayleigh dalam Arah X (Tx)

ANALISIS WAKTU GETAR STRUKTUR DENGAN CARA T-RAYLEIGH (Lanjutan) Tabel Perhitungan T – Rayleigh dalam Arah Y (Ty)

Kontrol Kinerja Batas Layan (∆s) Tabel Kontrol Kinerja Batas Layan Akibat Beban Gempa Statik

Kontrol Kinerja Batas Ultimit (∆m) Tabel Kontrol Kinerja Batas Ultimit Akibat Beban Gempa Statik

ANALISIS GEMPA DINAMIK DENGAN BANTUAN PROGRAM ETABS V.9.04.

Modal Participating Mass Ratios Tabel Hasil dari Modal Participating Mass Ratios Dari Tabel di atas menunjukkan bahwa dengan 9 modes saja sudah melebihi 90%, sudah mampu memenuhi syarat partisipasi massa sesuai SNI – 03– 1726 – 2002.

Nilai Akhir Respons Spektrum dan Beban Gempa Statik Ekivalen Arah X dan Y Tabel Nilai Akhir Respons Spektrum dan Beban Gempa Statik Ekivalen Arah X dan Y Maka dari hasil di atas dapat dipastikan nilai akhir dari respons spektrum telah memenuhi SNI – 03 – 1726 – 2002 dengan syarat Vdinamik ≥ 0,8 Vstatik. Demikian telah disimpulkan bahwa untuk konfigurasi bangunan gedung, gempa dinamik lebih menentukan. Sehingga selanjutnya pada tahap perancangan struktur akan digunakan beban gempa dinamik.

Kontrol Kinerja Batas Layan (∆s) Akibat Beban Gempa Dinamik Tabel Kontrol Kinerja Batas Layan Akibat Beban Gempa Dinamik

Kontrol Kinerja Batas Ultimit (∆m) Akibat Beban Gempa Dinamik Tabel Kontrol Kinerja Batas Ultimit Akibat Beban Gempa Dinamik

PERENCANAAN TULANGAN

PERENCANAAN PELAT TIPE S1 (EKSTERIOR) Gambar Penulangan Pelat Tipe S1

PERENCANAAN PELAT TIPE S2 (INTERIOR) Gambar Penulangan Pelat Tipe S2

Gambar Penulangan C358 Lantai 1 Grid H – 2 PERENCANAAN KOLOM Gambar Penulangan C358 Lantai 1 Grid H – 2

SLAB COLUMN JOINT (INTERIOR) Gambar Slab-Column Joint (Interior)

SLAB COLUMN JOINT (EKSTERIOR) Gambar Slab-Column Joint (Eksterior)

KESIMPULAN Pada perencanaan gedung tidak beraturan dilakukan analisis gempa dinamis. Tebal pelat yang diambil (160 mm) sudah cukup memenuhi syarat lendutan yang diberikan oleh SNI 03 – 2847 – 2002. Analisis gempa dinamik yang dilakukan dengan bantuan program ETABS v.9.0.4 menghasilkan: Partisipasi massa 90% (dengan 9 modes) sesuai syarat yang ditentukan dalam SNI-03-1726-2002. Vdinamik ≥ 0,8 Vstatik (Tabel 17). Aspek kenyamanan juga terpenuhi karena nilai kinerja batas layan terbesar yang didapat adalah 8,4 mm (arah x) dan 7,2 mm (arah y), nilai ini memenuhi syarat drift yang ditentukan yaitu sebesar 13,85 mm. Kinerja batas ultimit terbesar yang didapat adalah 36,7 mm (arah x) dan 20,7 mm (arah y), nilai ini memenuhi syarat drift yang ditentukan yaitu sebesar 60 mm.

KESIMPULAN (Lanjutan) Hasil perhitungan pelat menunjukkan bahwa pelat tipe S1 dengan tulangan lentur arah x dan y menggunakan tulangan D13 sudah cukup mewakili kondisi tipe pelat lantai yang lain. Hasil perhitungan kolom didapat tulangan lentur D19 dan tulangan geser D10. Analisis perhitungan slab column joint (interior dan eksterior) menghasilkan konektor sebanyak 3 lapis dengan menggunakan tulangan D10.

DAFTAR REFERENSI Chu-Kia Wang dan G., Salmon, Charles. 1992. Disain Beton Bertulang. Jakarta: Penerbit Erlangga. Erny Harianti dan Pamungkas, Anugrah. 2009. Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa Sesuai SNI 03 – 1726 – 2002 dan SNI 03 – 2847 – 2002 dengan Bantuan Program ETABS Versi 9.0.7. Surabaya: Penerbit ITS Press. Ir. Sudarmoko, M.Sc dan Aswin, Muhammad. 1994. Perancangan dan Analisis Kolom Bertulang. Yogyakarta: Biro Penerbit. MacGregor, James G. 1997. Reinforcement Concrete Mechanics and Design. United State. McCormac, Jack C. 2001. Desain Beton Beton Bertulang. Jakarta: Penerbit Erlangga. Mosley, W., H., dan Bungey, J., H. 1989. Perencanaan Beton Bertulang. Jakarta: Penerbit Erlangga.

DAFTAR REFERENSI (Lanjutan) Nawy, Edward G. 1990. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar. Bandung: Penerbit PT. Eresco. PPIUG 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung. Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. SNI 03 – 2847 – 2002. Tata Cara Perhitungan Beton untuk Struktur Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. SNI 03 – 1726 – 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standarisai Nasional. Tavio dan Kusuma, Benny. 2009. Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: Penerbit ITS Press. Tumilar, Steffie. 2004. Panel Pertemuan dari Balok dan Kolom Portal Struktur Beton. Advanced Reinforce Concrete.

..TERIMA KASIH..