Perpustakaan Digital ITB

Keterbatasan lahan serta pertumbuhan penduduk yang eksponensial setiap tahunnya mendorong optimalisasi lahan dengan pembangunan gedung tinggi. Dalam perencanaan gedung tinggi, banyak aspek yang harus diperhitungkan agar gedung tinggi layak digunakan, baik dari segi keamanan maupun kenyamanan. Gedung di era modern semakin tinggi, ramping, dan kompleks menyebabkan struktur lebih sensitif terhadap eksitasi angin daripada gempa karena bangunan tinggi umumnya memiliki frekuensi natural yang rendah dan rasio redaman kecil. Dalam desain struktur terhadap angin ada dua cara yang kerap dipergunakan, berdasarkan Code-Prescriptive seperti dalam SNI 1727:2020, atau berdasarkan Performance-Based Wind Design yang diatur dalam ASCE/SEI Prestandard for Performance Based Wind Design. Dalam desain terhadap angin untuk CodePrescriptive menggunakan simplifikasi statik linear ekuivalen, yaitu mengekuivalensikan gaya angin sepanjang ketinggian gedung sebagai gaya statik, mengabaikan komponen dinamik angin dan kapasitas nonlinear dari struktur cenderung mengarah pada desain konservatif. Sehingga apabila gedung super tinggi didesain terhadap angin dengan metode konvensional, akan menyebabkan gaya angin yang dieksitasi pada struktur jauh lebih besar daripada yang seharusnya dan berimplikasi pada desain struktur menjadi tidak efektif. Sedangkan PerformanceBased Wind Design menerapkan gaya angin sebagai time history wind load yang dibebankan pada tiap lantai dengan interval sudut serang tiap 10°, sehingga karakteristik angin dan respon struktur akibat eksitasi angin dapat lebih merepresentasikan keadaan aktual. Desain berbasis kinerja (performance-based approach) dapat menjadi alternatif pendekatan desain struktur terhadap angin agar kinerja struktur tercapai dengan lebih efisien dan optimal karena memperhitungkan komponen dinamik dan inelastik dari angin. Walaupun desain menggunakan pendekatan code-prescriptive cukup straight forward, namun semakin tinggi bangunan, apalagi mendekati ketinggian super tall, semakin diperlukan pendekatan Performance Based. Sehingga dalam studi ini akan dilakukan desain komparasi antara Code Prescriptive dengan Performance Based Wind Design pada struktur super tall agar dapat diidentifikasi perbedaan-perbedaan fundamental di dalamnya. Pada studi ini, akan dilakukan komparasi desain sebuah gedung super tinggi 85 lantai (301.5 m) dengan sistem ganda, gedung ini merupakan modifikasi dari Report for the Tall Buildings Initiative (PEER TBI). Gedung ini akan didesain menggunakan pendekatan Codeprescriptive (SNI 1727:2020) dan Performance-based wind design (ASCE/SEI Prestandard for Performance Based Wind Design). Kecepatan angin yang dipergunakan dalam studi ini akan mengacu pada Peta Angin yang baru dikembangkan. Dalam desain menggunakan PBWD, diperlukan beberapa informasi seperti riwayat waktu angin yang didapat dari observasi lapangan dan juga hasil pengujian terowongan angin yang menggambarkan gaya yang terjadi akibat interaksi angin dan bangunan. Namun karena limitasi dari studi ini dibuat beberapa pendekatan untuk kedua parameter tersebut. Riwayat Waktu angin akan dibuat secara artificial menggunakan Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) di mana informasi kecepatan angin, turbulence intensity dan Power Spectral Density (PSD) diambil dari ketentuan SNI dan ASCE. Lalu gaya yang terjadi akibat dari riwayat waktu tersebut akan didekati dengan menggunakan Drag Coefficient untuk penampang serupa. Selain dari itu, studi ini juga akan berfokus pada along-wind saja, karena lebih dominan. Walaupun gempa bukan merupakan concern dalam studi, namun struktur juga didesain terhadap gempa pada level desain (? MCER) berdasarkan SNI 1726:2019. Parameter yang ditinjau dalam penelitian ini adalah komparasi beban angin statik ekuivalen dan artificially generated time history, rasio penulangan, volume, serta respon dinamik yang dihasilkan pada struktur jika didesain menggunakan pendekatan Beban Angin Code-Prescriptive serta Performance-Based Wind Design akan menjadi tujuan utama dalam penelitian ini. Penelitian ini menunjukkan limitasi dari Code-Prescriptive Wind Design. Hasil studi menunjukkan untuk komparasi beban angin rerata PBWD lebih efisien daripada code-prescriptive, namun untuk beban maksimum PBWD lebih besar daripada code-prescriptive karena terdapat komponen fluktuasi angin. Studi ini menunjukkan bahwa semakin ke bawah, pengaruh fluktuasi beban PBWD semakin signifikan. Terdapat reduksi penulangan PBWD untuk elemen DeformationControlled, sedangkan elemen Force-Controlled PBWD justru terdapat penambahan kebutuhan tulangan. Hal ini berbeda untuk balok, pelat, dan shear wall. Reduksi kebutuhan penulangan secara keseluruhan menggunakan PBWD relatif signifikan khususnya pada lantai-lantai atas dengan total reduksi sekitar 10%.