Perancangan Ulang Gedung Modular Hybrid Dengan Bracing Konsentris Khusus

Dzafran Rafli Achmad Fuadi, Angga Fajar Setiawan, S.T., M.Eng., Ph.D.

2026 | Skripsi | TEKNIK SIPIL

Sektor konstruksi di Indonesia menghadapi tantangan besar berupa tingginya permintaan hunian dan infrastruktur yang harus dipenuhi dengan efisiensi tinggi. Konstruksi modular hadir sebagai solusi yang mampu mempersingkat durasi pembangunan hingga 40?n mengurangi risiko kecelakaan kerja hingga 80% dibandingkan metode konvensional. Namun, penggunaan material baja yang lebih banyak akibat adanya elemen ganda pada unit modular menyebabkan biaya konstruksi modular sekitar 10%–18% lebih mahal. Konsep modular hybrid dikembangkan untuk menekan biaya tersebut. Di sisi lain, lokasi bangunan yang terletak pada zona seismik tinggi menuntut setiap bangunan memenuhi persyaratan ketahanan terhadap beban seismik yang ketat. Penelitian ini bertujuan untuk merancang gedung modular hybrid 14 lantai yang berlokasi di Jakarta Timur dengan mengintegrasikan sistem Special Concentrically Braced Frame (SCBF) atau Bracing Konsentris Khusus sebagai sistem penahan gaya lateral, sekaligus mengevaluasi efisiensinya terhadap sistem full modular.

Perancangan dilakukan melalui beberapa tahap. Pertama, analisis lokal modul volumetrik kritis dilakukan untuk mengevaluasi kelayakan struktur pada tahap konstruksi (fase ereksi) terhadap beban pengangkatan. Kedua, pemodelan struktur global dilakukan menggunakan perangkat lunak ETABS dengan menerapkan seluruh beban yang bekerja meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa sesuai standar Indonesia yang berlaku. Struktur menggunakan sistem modular volumetrik hybrid yang terdiri dari kolom baja penampang H, balok baja penampang U sebagai kolom dummy, serta sistem bridging dari profil hollow. Menara baja pengaku sebagai inti struktural menggunakan kombinasi profil IWF dan H dengan konfigurasi Bracing tipe X dan inverted-V. Analisis sambungan dilakukan untuk sambungan balok-kolom, balok anak-balok induk, sambungan Bracing, dan pelat dasar menggunakan perangkat lunak IDEA StatiCa berdasarkan SNI 1729:2020. Perancangan sambungan modular juga divisualisasikan secara tiga dimensi menggunakan perangkat lunak Revit.

Hasil perancangan menunjukkan bahwa seluruh modul telah memenuhi persyaratan lendutan pada fase ereksi, dengan lendutan maksimum sebesar 22 mm yang masih berada di bawah batas izin 24,45 mm. Bangunan memenuhi seluruh kriteria desain struktural yang berlaku di Indonesia, meliputi pemeriksaan bentuk ragam, periode alami struktur, simpangan antarlantai, pengaruh P-delta, lendutan, serta rasio kapasitas elemen struktur. Frekuensi natural lantai memenuhi persyaratan kenyamanan pengguna dengan nilai minimum sebesar 6,148 Hz dan percepatan maksimum 0,42%, yang masih berada di bawah batas 0,5% untuk rentang frekuensi 4-8 Hz. Seluruh sambungan yang direncanakan mampu menahan gaya dalam yang bekerja pada setiap elemen, dibuktikan melalui pemodelan numeris di mana kapasitas baut dan las tidak terlampaui serta pelat sambungan tidak mengalami regangan melebihi 5%. Dibandingkan dengan sistem full modular, sistem modular hybrid yang dirancang dalam penelitian ini menghasilkan efisiensi berat baja sebesar 30%, sehingga berpotensi menekan biaya konstruksi secara signifikan.

Indonesia's construction sector faces significant challenges in meeting the growing demand for housing and infrastructure while maintaining high standards of efficiency and quality. Modular construction has emerged as a promising solution, capable of reducing construction duration by up to 40% and minimizing work-related accidents by up to 80% compared to conventional methods. However, the increased use of steel due to doubled structural elements in modular units results in costs approximately 10%–18% higher than conventional construction. The hybrid modular concept was developed to address this cost gap. Furthermore, the location of the building on high seismic zone requires all building designs to comply with stringent seismic resistance requirements. This study aims to design a 14-story hybrid modular building located in East Jakarta by integrating the Special Concentrically Braced Frame (SCBF) system as the primary lateral force-resisting system, while evaluating its structural efficiency relative to conventional modular construction.

The design process was carried out in several stages. First, a local analysis of the most critical volumetric module was conducted to evaluate structural adequacy during the erection phase under lifting loads. Second, a global structural model was developed using ETABS software, incorporating all applicable loads including dead loads, live loads, and seismic loads in accordance with Indonesian design standards. The structural system consists of H-Section steel columns, U-Section steel beams serving as dummy columns, and a hollow Section bridging system. The steel core tower, acting as the primary structural backbone, utilizes a combination of IWF and H-Section profiles configured with X-type and inverted-V Bracing. Connection analysis was performed for beam-to-column joints, secondary-to-primary beam joints, Bracing connections, and base plates using IDEA StatiCa software based on SNI 1729:2020. The modular inter-unit connections were also visualized in three dimensions using Revit software.

The design results demonstrate that all modules satisfied the deflection requirements during the erection phase, with a maximum deflection of 22 mm remaining below the permissible limit of 24.45 mm. The building fully complied with all applicable structural design criteria in Indonesia, including verification of mode shapes, natural period, inter-story drift, P-delta effects, deflection, and structural member capacity ratios. The floor natural frequency met the serviceability requirements for occupant comfort, with a minimum value of 6.148 Hz and a maximum acceleration of 0.42%, both within the 0.5% limit for the 4-8 Hz frequency range. All designed connections were found capable of resisting the internal forces acting on each structural element, as verified through numerical modeling in which bolt and weld capacities were not exceeded and connection plates showed no strain beyond 5%. Compared to conventional modular construction, the hybrid modular system designed in this study achieved a steel weight efficiency of 30%, demonstrating significant potential for reducing overall construction costs.

Kata Kunci : Konstruksi Modular Hybrid, Bracing Konsentris Khusus (SCBF), Struktur Baja, Bangunan Tahan Gempa, ETABS