iii. metodologi penelitian

III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan mulai Maret 2012 sampai Juli 2012 pengambilan data dilakukan di
PT. Pembangunan Perumahan (Persero).Tbk, pada proyek Apartemen Grand Emerald yang beralamat
di Jalan Pegangsaan Dua KM 3,3, Kelapa Gading, Jakarta Utara. Analisis data dilakukan di
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB, Bogor.
3.2. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Software ETABS v 9.0.7
b. Kalkulator
c. Perangkat lunak Microsof Excel
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah data-data teknis mengenai struktur atas Apartemen
Grand Emerald, antara lain :
a. Layout denah setiap jenis pelat lantai (lampiran 2)
b. Shop drawing detail kolom, dan denah kolom
c. Shop drawing denah penulangan balok
d. Shop drawing denah pelat lantai, dan shop drawing potongan pelat.
3.3 Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan beberapa tahapan, yaitu: 1) melakukan permodelan
struktur atas, dimana permodelan dilakukan berdasarkan gambar struktur gedung berupa elemen
struktur balok, kolom, dan pelat lantai. 2) melakukan analisa pembebanan berdasarkan PBI tahun
1983, dan 3) melakukan analisis dengan program ETABS v 9.0.7. untuk mendapatkan gaya-gaya
dalam pada elemen struktur atas, dan kontrol gaya-gaya dalam maksimum berdasarkan syarat
perencanaan struktur. Bagan dari metode penelitian dapat dilihat pada lampiran 14.
3.3.1
Permodelan Struktur Atas dan Spesifikasi Bahan
Tahapan penelitian ini di awali dengan tahap perancangan atau permodelan yang terdiri dari
pemilihan sistem struktur, pemilihan bahan material. Memodelkan sistem struktur dan
menganalisanya untuk mendapatkan gaya-gaya dalam pada setiap elemen struktur akibat dari efek
pembebanan yang diberikan pada masing-masing elemen struktur, baik kolom, balok dan pelat lantai.
Untuk lebih jelasnya contoh permodelan struktur dapat dilihat pada lampiran 1. Spesifikasi Bahan
yang digunakan pada bangunan Apartemen Grand Emerald, sebagai berikut :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Beton untuk kolom
Beton untuk balok, pelat
Beton untuk dinding geser
Beton untuk sloof dan pile cap
Beton untuk tiang pancang
Baja tulangan
= fc’ 37,35 Mpa
= fc’ 29,05 Mpa
= fc’ 37,35 Mpa
= fc’ 29,05 Mpa
= fc’ 45 Mpa
= fy 400 Mpa
14
7.
Modulus elastisitas beton (Ec)
8.
Modulus elastisitas baja (Es)
9. Modulus geser (G)
10. Nisbah poisson (µ)
3.3.2
= 4700 x √fc’
(Pasal 10.5n SNI-03-2847-2002)
= 200000 Mpa
(Pasal 10.5.2 SNI-03-2847-2002)
= 80000 Mpa
= 0,3 Mpa
Analisa Pembebanan berdasarkan PBI tahun 1983
Sebagai dasar untuk menganalisis maka harus dimasukan beban luar yang bekerja pada
elemen struktur, baik struktur balok, struktur kolom, dan struktur pelat lantai, sedangkan berat sendiri
elemen struktur dianalisis secara otomatis oleh program ETABS v 9.0.7. Berat sendiri struktur
dikalikan faktor pengali berat sendiri yang bernilai satu. Langkah selanjutnya memberikan beban pada
struktur gedung yang akan dianalisis sesuai dengan fungsi, tipe, dan karakter gedung tersebut yaitu
mencakup beban hidup, beban mati, beban mati tambahan karena fungsi (beban dinding, beban
plafond, screed dan keramik, dan beban mekanikal elektrikal, beban angin, dan beban gempa).
Analisa Pembebanan yang digunakan pada Apartemen Grand Emerald, adalah :
1. Beton γ
= 24 KN/m3
2. Beban dinding ½ bata γ
= 2,5 KN/ m2
3. Beban air (roof tank)
= 20 KN/ m2
4. Beban hidup (LL)
a. Lantai hunian
= 2,5 KN/m2
b. Lantai parkir
= 8,0 KN/m2
c. Lantai daerah M&E
= 5,0 KN/m2
6. Beban Super Dead Load (SDL)
= 1,6 KN/ m2
Lantai (tipikal)
a. plester tebal 5 cm
= 0,05 m x 22 KN/m3
= 1,1 KN/m2
b. Finishing
= 0,24 KN/ m2
c. Mekanikal dan elektrikal
= 0,26 KN/m2
= 1,6 KN/m2
Tangga (tipikal)
a. plester tebal 5 cm
= 0,05 m x 22 KN/m3
= 1,1 KN/m2
b. Finishing
= 0,24 KN/ m2
c. Mekanikal dan elektrikal
= 0,26 KN/m2
= 1,6 KN/m2
7. Beban hidup atap
= 1,5 KN/m
8. Beban gempa zona III tanah lunak
9. Struktur rangka sistem ganda SRPMM (R)
= 6,5
10. Faktor Keutamaan Struktur (I)
=1
11. Beban gempa
a. Wilayah gempa
= wilayah 3 (DKI Jakarta)
b. Analisa
= respon spectrum
c. Koefisien gempa dasar (C)
= 0,75 untuk T= 0,2-1,0 detik
d. Damping rasio
= 0,05
e. Tinjauan arah gempa
= 00 dan 900
15
3.3.2.1 Beban Mati
Beban mati dihitung dari berat unsur struktur sendiri dan beban-beban tetap, seperti
kelengkapan bangunan, genteng/atap, barang-barangn tidak bergerak, lemari, langit-langit dan lainlain. Beban mati dapat dikalikan dengan koefisien reduksi 0.9 apabila beban mati tersebut
memberikan pengaruh yang menguntungkan terhadap pengerahan kekuatan suatu struktur atau unsur
struktur suatu gedung.
3.3.2.2 Beban Hidup
Beban hidup terdiri dari dua arah, yaitu beban hidup arah vertikal arah vertikal dan beban
hidup arah horizontal. Beban hidup arah vertikal yang paling sering digunakan, tetapi untuk beban
hidup arah horizontal jarang dijumpai karena jarang sekali terjadi (membebani suatu bangunan).
Contoh beban hidup arah horizontal adalah beban hidup yang terjadi karena desakan gerakan sejumlah
besar manusia pada suatu gedung.
3.3.2.3 Beban Angin
Beban angin bergantung pada kecepatan angin, bentuk bangunan, ketinggian dan lokasi
bangunan, bidang permukaan dan kekakuan struktur. Dengan mengetahui kecepatan angin V, gaya
yang bekerja pada bangunan dapat ditetapkan dari persamaan.
p = 0,0000473CDV2
dimana :
p
= tekanan proyeksi vertikal (kN/m2)
CD
= koefisien bentuk
V
= kecepatan angin (Km/jam)
3.3.2.4 Beban Gempa
Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung tersebut atau
bagian dari gedung tersebut yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat dari gempa tersebut.
Beban gempa yang direncanakan berdasarkan kriteria bangunan dan jenis tanah dimana gedung
tersebut di bangun. Desain beban gempa pada bangunan ini menggunakan analisa statik equivalen
berdasarkan SNI 03-1726-2002. Efek perusak dari gempa pada bangunan sudah dikenal sejak dahulu
kala. Indonesia termasuk daerah dengan tingkat risiko gempa yang cukup tinggi, sebab wilayah
Indonesia berada di antara empat sistem tektonik aktif. Sering terjadi gempa dengan magnitude 7 atau
lebih pada skala Richter. Pada gempa magnitude 7, terjadi kerusakan berat struktur bangunan.
Bangunan lepas dari fondasinya, tanah merekah dan pecahnya pipa-pipa bawah tanah.
Analisa pembebanan akibat beban gempa dilakukan analisa gempa statik ekivalen. Analisa
gempa statik equivalen adalah gaya-gaya dalam momen dan geser elemen struktur akibat gravitasi
dan gaya seismik statik ekivalen, yang kemudian di kaji kekakuan dan lendutannya. Dalam
menghitung beban gempa statik equivalen digunakan berdasarkan persamaan 1 dan gaya geser yang
akan didistribusikan kemasing-masing lantai dapat di tinjau berdasarkan persamaan 3.
16
3.3.2.5 Kombinasi Pembebanan
Kombinasi beban untuk metode ultimit struktur, komponen-komponen struktur dan elemenelemen fondasi harus dirancang sedemikian hingga kuat rencana sama atau melebihi pengaruh bebanbeban terfaktor. Berdasarkan SNI 03-1726-2002, faktor-faktor dan kombinasi beban untuk beban mati
nominal, beban hidup nominal, dan beban gempa nominal. Untuk input pembebanan ke dalam
software ETABS v 9.0.6, kombinasi pembebanannya setelah dijabarkan, sebagai berikut :
1. 1,4 DL
2. 1,2 DL + 1,6 LL
3. 1,2 DL + 1 LL + 0,3 EQX + 1 EQY
4. 1,2 DL + 1 LL - 0,3 EQX - 1 EQY
5. 1,2 DL + 1 LL + 0,3 EQX - 1 EQY
6. 1,2 DL + 1 LL + 0,3 EQX + 1 EQY
7. 1,2 DL + 1 LL + 1 EQX + 0,3 EQY
8. 1,2 DL + 1 LL - 1 EQX - 0,3 EQY
9. 1,2 DL + 1 LL + 1 EQX - 0,3 EQY
10. 1,2 DL + 1 LL - 1 EQX + 0,3 EQY
11. 0,9 DL + 0,3 EQX + 1 EQY
12. 0,9 DL - 0,3 EQX - 1 EQY
13. 0,9 DL + 0,3 EQX - 1 EQY
14. 0,9 DL - 0,3 EQX + 1 EQY
15. 0,9 DL + 1 EQX + 0,3 EQY
16. 0,9 DL - 1 EQX - 0,3 EQY
17. 0,9 DL + 1 EQX - 0,3 EQY
18. 0,9 DL - 1 EQX + 0,3 EQY
dimana :
DL
: Beban mati, termasuk super dead load
LL
: Beban hidup
EQX
: Beban gempa arah-x
EQY
: Beban gempa arah-y
3.3.3
Analisis dengan Program ETABS v 9.0.7
Untuk mendapatkan gaya-gaya dalam pada elemen struktur baik kolom, balok, dan pelat
lantai dilakukan dengan menggunakan program ETABS v.9.0.6. Gaya-gaya dalam yang dihasilkan
oleh elemen struktur kolom berupa beban aksial (Pu), gaya geser (Vu), momen torsi (Tu), momen
lentur (Mu), sedangkan gaya-gaya dalam yang dihasilkan oleh elemen struktur balok berupa gaya
geser (Vu), momen torsi (Tu), momen lentur (Mu). Dari gaya-gaya dalam yang dihasilkan tersebut,
dicari gaya-gaya dalam maksimum pada setiap elemen struktur kolom, dan elemen sturktur Balok.
Langkah selanjutnya dilakukan perhitungan manual sesuai standar perencanaan untuk menentukan
gaya-gaya dalam rencana seperti (Pr,Vr,Tr, dan Mr), baik pada kolom maupun balok.
17