STRUKTUR UNIK GEDUNG MNC MEDIA TOWER BERTINGKAT 56 DI JAKARTA

1. STRUKTUR UNIK GEDUNGMNC MEDIA TOWER BERTINGKAT 56 DI JAKARTA Oleh : Prof. DR. Ir. WIRATMAN WANGSADINATA DirekturUtama PT Wiratman Guru Besar Emeritus UniversitasTarumanagara KonferensiNasionalTeknikSipil ke-7 (KoNTekS 7) UniversitasSebelasMaret Solo (UNS-Solo) 24 Oktober 2013

2. GambarPerspektif

3. InformasiProyek

4. InformasiProyek

5. DEPTH DESCRIPTION NSPT Su (kPa) 1.00 m fill materials : concrete, sand & qravel 2.50 m clayey silt, trace of sand, soft to medium 5 30 8.50 m silty clay, trace of sand, medium 8 45 10.00 m silty clay, very soft to soft 2 14 12.00 m clayey silt, trace of sand, medium 10 60 Nilai rata-rata berbobot parameter tanah sampaikedalaman 30 m : N = 10 Su = 40 kPa Vs= 223 m/det 16.00 m clayey silt, trace of sand, very stiff 23 135 18.00 m sand, silty sand, very dense 40 82 20.00 m clayey silt, trace of sand, very stiff 30 150 Profil Tanah Representatif 21.50 m silty sand, very dense 35 175 24.00 m silty clay, trace of organic materials, medium 11 65 28.00 m silty clay, clayey silt, stiff 17 100 30.00 m clayey silt, very stiff 22 130 37.00 m cemented sand, cemented silt, very hard > 50 155 40.00 m clayey silt, trace of sand, very stiff 29 175 Kategory Tanah : Tanah Lunak 42.00 m gravelly sand, silty sand, cemented silty sand. > 50 205 44.00 m clayey silt, sandy silt, trace of sand, hard 37 200 46.00 m sand, sandy silt, dense-very dense 35 200 48.00 m cemented sand,cemented silt, sandy silt, very hard > 50 240 50.00 m clayey silt, sandy silt, trace of sand, hard 37 200 80.00 m clayey silt, very stiff 25 155

6. Karena Jakarta terletak di Wilayah 3 padapetawilayahgempa Indonesia, untukkondisi Tanah Lunak, spektrumresponsgemparencanadenganperiodaulang 500 tahunanadalahsebagaiberikut : 0.75 C = T 0.75 C KondisiKegempaan 0.3 T (det) 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 FaktorKeutamaanstrukturgedunginiditetapkan I = 1,0

7. STRUKTUR ATAS

8. Berhubungdesainarsitekturtidakmenghendakiadanya core wall di ataslantai 27, karenauntukbagianatasdipakaisistem lift transparan (panoramik), makadipilihsistemstruktursebagaiberikut : • Bagianbawah (tingkat 1 s/d 27) : • Core wall dengansistemOutrigger • Bagianatas (tingkat 28 s/d 56) : • Mega frame dengan mega beam dan mega bracing, tanpa core wall. • Sisteminiadalahsolusi yang paling sesuaiuntukmemenuhituntutandesainarsitekturdansepengetahuan kami belumpernahditerapkansebelumnya di tempat lain. SistemStruktur

9. Mengingatperannya yang vital dalammenyanggastrukturbagianatas (bertingkat 29), makastrukturbagianbawah (bertingkat 27) yang berupa core wall dengansistem outrigger, didesainuntuktetapberperilakuelastikterhadapgempakuat. Hal iniadalahuntukmencegah agar strukturbagianbawahtidakgagallebihawaldibandingkandenganstrukturbagianatas. Untuksistemstruktursecarakeseluruhan, telahditetapkanFaktorReduksiGempa R = 4,50, yang diverifikasidenganhasilAnalisisDorongStatik Non-linier (Static Non-linear Push-over Analysis). Untukanalisis, strukturatasdimodelkanterjepitpadataraflantaidasar. SistemStruktur

10. BilaVeadalahgayageserdasarresponsdinamikelastik, gayageserdasarpadapelelehanpertamaadalah: Vy= Ve/ μ di mana μ adalahfaktordaktilitas. Bebangemparencana (nominal) adalah : Vd= Vy/ f1 di mana f1 = 1,6 adalahfaktorkuatlebihbebandanbahan. DefinisiBebanGempaRencana Bebangemparencana (nominal) dapatjugadinyatakansebagai : Vd = Ve / R di mana R adalahfaktorreduksigempa, sehingga : R = μ . f1 = 1,6 μ

11. Bebangempakuatadalah : Vm = Vy . f2 = Vd . f1 . F2 = Vd . f di mana f adalahfaktorkuatlebih total dan f2adalahfaktorkuatlebihstruktur, menurutrumus : f2 = 0,83 + 0,17 μ = 0,83 + 0,17 R/f1 Gaya geserdasar nominal statikekuivalenuntukgedungberaturanadalah : V1 = C1 I Wt / R DefinisiBebanGempaRencana di manaWtadalahberat total gedung, berikutsebagianbebanhidup. Besaran 0,8 V1adalahbatas minimum gayageserdasaruntukdesain

12. Hasilanalisisvibrasibebas : KarakteristikDinamik T1 = 5,467 det T2 = 4,249 det T3 = 2,700 det translasi - y translasi - x rotasi - z

13. Rangkuman: KarakteristikDinamik PersyaratanmenurutPeraturan : - Waktugetaralamipertamatidakbolehmelampaui : 0,18 n = 0,18 x 56 = 10,08 det> 5,467 det(o.k.) - Ragamvibrasipertamadankeduaharusdominandalamtranslasi (o.k.).

14. 60 60 50 50 40 40 R = 4,5 (design) R = 1 (elastic) tingkat tingkat ResponsDinamikStruktur Dan BebanGempaRencana 30 30 R = 4,5 (design) R = 1 (elastic) 20 20 10 10 0.8V1 = 22.540 kN 0.8V1 = 22.540 kN Vex = 240.000 kN Vdx = 53.333 kN Vdx = 52.220 kN Vex = 235.000 kN 0 0 0 50000 100000 150000 200000 250000 0 50000 100000 150000 200000 250000 Gaya gesertingkatresponsdinamikdalamarah-y Gaya gesertingkatresponsdinamikdalamarah-x Gaya gesertingkat (kN) Gaya gesertingkat (kN) Karenauntukarah-x maupunarah-y Vd> 0,8 V1, bebangemparencanadidasarkanpadaVd, tidakperlupenyesuaianterhadap 0,8 V1.

15. 60 60 50 50 40 tingkat 40 30 tingkat ResponsDinamikStruktur Dan BebanGempaRencana 30 20 20 10 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 Bebangemparencanastatikekuivalendalamarah-y Bebangemparencanastatikekuivalendalamarah-x BebanStatik (kN) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Bebangemparencanastatikekuivalenpadamasing-masingtaraflantai, adalahselisihgayagesertingkatdariduatingkatberturut-turut. Lonjakanbebangempapadataraflantai53 disebabkanolehmassa air kolamrenang, sedangkanpadataraflantai 26 dan 3, disebabkanolehmassaruangmekanikaldantangki air, sehinggamenimbulkangayainersiasetempat yang besar. BebanStatik(kN)

16. Ada 2 kriteriakinerjastruktur yang harusdipenuhi: 1. Kinerjabataslayan, yaitusimpanganantar-tingkatakibatbebangemparencana, tidakbolehmelampaui 0,03/R atau 30 mm. Hal iniadalahuntukmencegahterjadinyakerusakan non-strukturdanke-tidak-nyamananpenghuniakibatgempasedang. 2. Kinerjabatasultimit, yaitusimpanganantar-tingkatakibatbebangempaultimitsebesar 0,7 R kali bebangemparencana, tidakbolehmelampaui 0,02 h (h = tinggitingkat). Hal iniadalahuntukmencegahkeruntuhanstruktursecaradiniakibatgempakuat, sehinggamenyebabkanjatuhnyakorban. Kinerjastrukturakibatgempa

17. 589 mm 456 mm 1436 mm Service (Design) 1854 mm Service (Design) Ultimate Ultimate 60 60 50 50 Kinerjastrukturakibatgempa 40 40 30 30 tingkat tingkat 20 20 Simpanganstrukturakibatbebangemparencanadangempakuatdalamarah-y 10 10 Simpanganstrukturakibatbebangemparencanadangempakuatdalamarah-x 0 0 0 500 1000 1500 2000 0 500 1000 1500 2000 Simpanganlantaipuncaktidakmelampauibatasmaksimum 4% tinggigedung = 10,08 m. simpangan (mm) simpangan (mm)

18. Service limit Service limit Ultimate limit Ultimate limit Ultimate drift Service drift Service drift 60 60 Ultimate drift 50 50 Kinerjastrukturakibatgempa 40 40 tingkat tingkat 30 30 Simpanganantar-tingkatakibatbebangemparencanadangempakuatdalamarah-y Simpanganantar-tingkatakibatbebangemparencanadangempakuatdalamarah-x 20 20 10 10 Baikakibatbebangemparencana, maupungempakuat, persyaratankinerjabataslayanmaupunkinerjabatasultimitdipenuhi (o.k.) 0 0 0 50 100 150 0 50 100 150 Simpanganantartingkat (mm) Simpanganantar-tingkatakibatbebangempakuat, di beberapaketinggiangedungsudahhampirmencapaibatasnya. Hal iniberarti, bahwanilai R yang ditetapkansudahcukuptepatdantidakdapatdinaikkanlagi. Simpanganantartingkat (mm)

19. Analisisiniadalahuntukmemeriksakelayakanpemilihannilai R yang ditetapkanuntukdesain ( R = 4,5 ? ). Pemeriksaannilai R melaluiAnalisisDorongStatik Non-linier dapatdibenarkan, karenaresponsragampertamadankeduaadalahdominandalamtranslasi. Strukturdidorongkesampingdenganmengerjakanbeban-beban lateral padastrukturdenganintensitas yang ditingkatkansecaraberangsur-angsur. Distribusibebansepanjangtinggigedungdiambilsamasepertipadadesain, sedangkanbebangravitasidianggapbernilaitetap. Setelahterjadisejumlahbesarsendiplastis, tercapailahkondisistruktur di ambangkeruntuhan. Tujuanutamaadalahuntukmendapatkan diagram δ-V, di manaδ adalahsimpanganlantaipuncakdan V adalahgayageserdasar yang bersangkutan. AnalisisDorongStatik Non-linier

20. Dari diagram δ-V didapatlahgayageserdasar yang menyebabkanpelelehanpertamaVydansimpanganlantaipuncakδy yang bersangkutan. Jikaδmadalahsimpanganmaksimumlantaipuncakpadakondisistruktur di ambangkeruntuhan, makaberdasarkandalilkesamaansimpanganmaksimum, didapat : AnalisisDorongStatik Non-linier R = 1,6 μ

21. 250000 Ve = 235.000 kN 200000 150000 Gaya geserdasar (kN) AnalisisDorongStatik Non-linier 100000 50000 Vɣ = 67.233 kN 0 µx = 3,49; Rx = 5,58 0 0,50 1,00 1,50 2,00 δm = 2,076 Simpanganlantaipuncak (m) δy = 0,5938 AnalisisDorongStatikNon-linier untukarah -x

22. 250000 Vey = 240.000 kN 250000 200000 200000 150000 Base shear (kN) 150000 AnalisisDorongStatik Non-linier 100000 Gaya geserdasar (kN) 100000 Vɣy = 65.753 kN 50000 50000 0 µy = 3,63; Ry = 5,81 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 Top floor displacement (m) δmy = 2,8411 δyy = 0,7825 0 0 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 Simpanganlantaipuncak (m) AnalisisDorongStatikNon-linier untukarah -y

23. Rangkuman: Untukarah-x : Vex = 235.000 kN Vyx = 67.233 kN δyx = 0,5938 m Rx = 1,6 μx = 5,58 > 4,5 • Untukarah-y : • Vey = 240.000 kN • Vyy = 65.753 kN • δyy = 0,7825 m • Ry = 1,6 μy = 5,81 > 4,5 AnalisisDorongStatik Non-linier Dari hasilAnalisisDorongStatik Non-linier didapat R > 4,5. Walaupundemikian, tidakdapatdipakainilai R yang lebihtinggi, karenakinerjabatasultimitakandilampaui, sehingganilai R yang ditetapkansebesar R = 4,5 sudahcukuptepat.

24. Suatupengujiandalamterowongananginlapisanbatas (boundary layer) telahdilakukanterhadap model strukturskala 1:400 dengan 5% redamankritis, oleh BMT FLUID MECHANICS Ltd, United Kingdom. KinerjaStrukturAkibatAngin Distribusibebananginsepanjangtinggigedunguntukdesainkekuatanstruktur, telahdidapatdari model berdasarkankecepatanangindenganperiodeulang 50 tahunsebesar 32,3 m/det, yaitusuatusentakanangin (gust wind) 3 detpadaketinggian 10 m di ataspermukaanlautpadalapanganterbuka.

25. Percepatanstruktur yang dipicuolehangindiukurpada model, untukmemeriksakinerjalayandarigedung, berdasarkankecepatanangindenganperiodaulang 1 tahundan 10 tahun, sebesarberturut-turut 20,6 m/detdan 28,2 m/det. Untukmemenuhipedomankenyamananbagipenghuniuntukgedunghuniandangedungperkantoran, batas-bataspercepatantersebutadalah : - untukkecepatanangindenganperiodaulang 1 tahun: 8 mlli-g - untukkecepatanangindenganperiodaulang 10 tahun: 10 – 20 milli-g MNC Tower, Level 51, 5,0% Damping ISO10137 (residental) NBCC (residental) 35 30 25 20 Percepatanpuncak [milli-g] 15 KinerjaStrukturAkibatAngin 10 5 0 0,5 1,0 5,0 10,0 Periodeulang [tahun]

26. Dari pengukuranpercepatanpada model didapat, bahwapercepatanpuncakterjadipadalantai ke-51 dan ke-53, yaitu : - akibatkecepatanangindenganperiodaulang 1 tahun : 0,9 milli-g < 8 milli-g (o.k.) - akibatkecepatanangindenganperiodaulang 10 tahun : 2,8 milli-g < 10 milli-g (o.k) Jadi, strukturgedunginimenunjukkankinerjaakibatangin yang memuaskan KinerjaStrukturAkibatAngin

27. 60 60 50 50 40 40 30 30 tingkat tingkat Gempa-y Gempa-x Angin-y Angin-x 20 20 KinerjaStrukturAkibatAngin 10 10 0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 (kN) (kN) BebanStatikAnginvsGempaarah - x BebanStatikAnginvsGempaarah - y LRFD : LRFD : U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W + 0,5 A U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E U = 0,9 D + 1,6 W U = 0,9 D ± 1,0 E Ternyata, kombinasi pembebanan oleh beban gravitasi dan beban angin, tidak menentukan untuk desain kekuatan struktur gedung ini.

28. STRUKTUR BAWAH

29. StrukturBesmen StrukturBesmendimodelkansebagaistruktur di bawahtanah yang terjepitpadataraffondasi, dibebaniolehreaksi-reaksitumpuanStrukturAtaspadataraflantaidasardanbeban-beban lain yang disyaratkanbekerjapadastruktur di bawahtanah. Agar StrukturBesmenakibatgempakuattidakgagallebihawaldariStrukturAtas, StrukturBesmendidesainuntuktetapberperilakuelastikakibatgempakuattersebut.

30. FondasiRakit di atasTiangBor ( The Piled Raft Foundation ) SeluruhstrukturBesmenduduk di atassebuahrakitsebesar 45 m x 55 m dengantebal 3 m, didukungoleh 210 tiangbordengan diameter 1.200 mm. Bebanizinpadamasing-masingtiangboruntukbebangravitasiadalah 8.350 kN, termasukefekkelompok, yang dapatdikalikan 2 bilapengaruhgempakuatdiperhitungkan. Penurunangedungjangkapanjangdiantisipasiakanmencapaisekitar 180 mm.

31. Kami menyampaikanapresiasi yang setinggi-tingginyaataskerjakerastimdesain PT. Wiratman, khususnya : • Wina Arizona • DypiterArifin • YuditKuntardi • sehinggaperencanaanstrukturGedung MNC Media Tower ini, dapatdiselesaikandenganmemuaskan. Apresiasi

32. TERIMA KASIH