Analisis Perhitungan Berat Bangunan

commit to user 36

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis

Pada tahap analisis ini, model struktur gedung 3 dimensi diberi beban gravitasi beban mati dan beban hidup dan beban lateral beban gempa dan beban angin. Selanjutnya model struktur gedung tersebut dihitung dengan menggunakan ETABS v9.0 sehingga dapat diketahui besarnya joint displacement arah x dan y. Hasil analisis joint displacement tersebut digunakan dalam perancangan struktur serta untuk menarik kesimpulan apakah model struktur gedung aman atau tidak berdasarkan kinerja batas layan dan kinerja batas ultimit struktur.

4.2. Struktur Gedung Tanpa Bresing

4.2.1 Denah dan Model Struktur

Model bangunan yang akan dianalisis berupa bangunan 8 lantai termasuk atap. Spesifikasi dari bangunan tersebut adalah sebagai berikut : a. Panjang arah y : 30 m b. Lebar arah x : 50 m c. Tinggi antar lantai : 5 m d. Fungsi bangunan : Pusat perdagangan Bangunan memiliki void dari lantai dasar sampai dengan lantai 6 dan pada lantai 7 serta 8 tidak ada void. Bangunan terletak pada zona wilayah gempa 4 dengan jenis tanah keras. Denah bangunan selengkapnya seperti dalam Gambar 4.1. commit to user 37 7.00 8.00 8.00 7.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 void 50.00 X Y a denah lantai 1-6 7.00 8.00 8.00 7.00 30.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 50.00 X b denah lantai 8 Gambar 4.1 Denah struktur tanpa bresing commit to user 38 Model 3 dimensi dari bangunan tanpa bresing dapat dilihat pada Gambar 4.2 . Gambar 4.2 Model 3 dimensi struktur tanpa bresing

4.2.2 Kriteria Perancangan

Spesifikasi komponen serta material dari model struktur gedung dalam analisis ini adalah sebagai berikut : a. Pelat Atap Tebal pelat : 12 cm Perapihan asphalt sheet : 3 cm b. Lantai Tingkat Tinggi tingkat : 5 m Tebal pelat : 12 cm Tebal tegel : 1 cm Tebal spesi : 1 cm Tebal pasir : 3 cm c. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung Beton bertulang : 2400 kgm 3 = 2,400 tm 3 Dinding Pasangan Bata : 2500 kgm 3 = 2,500 tm 3 Pasir : 1800 kgm 3 = 1,800 tm 3 commit to user 39 Spesi : 42 kgm 3 = 0,042 tm 3 Aspal : 14 kgm 3 = 0,014 tm 3 Plafond : 11 kgm 2 = 0,011 tm 2 Penggantung langit-langit : 7 kgm 2 = 0,007 tm 2 Partisi : 20 kgm 2 = 0,020 tm 2 Instalasi listrik asumsi : 7 kgm 2 = 0,020 tm 2 Sumber : SNI 03-1727-1989 halaman 5 d. Beban Hidup Beban hidup atap : 100 kgm 2 = 0,100 tm 2 Beban air hujan : 20 kgm 2 = 0,020 tm 2 Beban hidup lantai mall : 250 kgm 2 = 0,250 tm 2 Koefisien reduksi mall : 0.80 Sumber : SNI 03-1727-1989 halaman 7-15 e. Konstanta-konstanta Perancangan Baja Tegangan leleh Fy : 36 ksi Modulus Elastisitas : 29000 ksi f. Dimensi Profil Perancangan AISC – LRFD 1 Balok Anak Profil : W 8 x 48 Berat : 48 lbft = 0,0714 tm 2 Balok Induk Profil : W 14 x 109 Berat : 109 lbft = 0,1622 tm 3 Kolom Profil : W 21 x 147 Berat : 147 lbft = 0,2187 tm g. Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan diambil berdasarkan peraturan dalam SNI 03-1729-2002, sebagai berikut: commit to user 40 1 1,4 D 2 1,2 D + 1,6 L + 0,5 L a atau H 3 1,2 D + 1,6 L a atau H+ γ L L atau 0,8 W 4 1,2 D + 1,3 W + γ L L +0,5 L a atau H 5 1,2 D + γ L L± 1,0 E 6 0,9 D ± 1,0 E atau 1,3 W dengan, γ L = 0,5 bila L 5 KPa, dan γ L = 1 bila L ≥ 5 KPa Keterangan: D : beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap. L : beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain. L a : beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak. H : beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air. W : beban angin. E : beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-2002.

4.2.3 Perhitungan Beban

4.2.3.1 Perhitungan Beban Mati pada Plat

a. Beban Lantai 1, 2, 3, 4, 5, 6 , dan 7 Beban spesi = 0,021 tm 2 × 2= 0,042 tm 2 Beban keramik = 1,7 × 0,01 = 0,017 tm 2 Beban plafond = 0,007 tm 2 Penggantung bentang 5 m = 0,011 tm 2 Beban instalasi listrik asumsi = 0,007 tm 2 + q D = 0,084 tm 2 = 0,01721 kipft 2 commit to user 41 b. Beban Lantai 8 atap Beban aspal tebal 3 cm = 3 × 0,014 = 0,042 tm 2 Beban plafond = 0,007 tm 2 Penggantung bentang 5 m = 0,011 tm 2 Beban instalasi listrik asumsi = 0,007 tm 2 + q D = 0,067 tm 2 = 0,0137 kipft 2

4.2.3.2 Perhitungan Beban Angin

Kecepatan angin V dalam perencanaan ini diasumsikan sebesar 80 kmjam. Berikut disajikan perhitungan beban angin yang terjadi pada bangunan rencana: V = 80 kmjam = 22,2222 mdt P angin = 16 2222 , 22 16 2 2 = V = 30,8642 kgm 2 = 6,4462×10 -3 kipft 2 Koefisien angin tekan = 0,9 Bidang luar berupa dinding vertikal yang berada di pihak angin PPIUG hal 23 L = Jarak antar lantai = 5 m = 16,4042 ft q W = Koefisien angin tekan × P angin × Jarak antar portal = 0,9 × 6,4462.10 -3 × 16,4042 = 0,0952 kipft commit to user 42 Distribusi beban angin diilustrasikan seperti pada Gambar 4.3 berikut : A 7 .0 m B 8.0 m D 7 .0 m C 8 .0 m E A 7.0 m B 8 .0 m D 7.0 m C 8.0 m E 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m 5.0 m W 9 W 8 W 7 W 6 W 5 W 4 W 3 W 2 W 1 A 7 .0 m B 8.0 m D 7.0 m C 8 .0 m E 5 .0 m 5 .0 m 5 .0 m 5 .0 m 5 .0 m 5 .0 m 5 .0 m 5 .0 m h 2 h 3 h 4 h 5 h6 h7 h 8 h9 W q Gambar 4.3. Beban Angin M w = ½ × q W × h 9 2 = ½ × 0,0952 × 131,2332 2 = 819,7745 kip.ft Σ h 2 = h 9 2 + h 8 2 + h 7 2 + h 6 2 + h 5 2 + h 4 2 + h 3 2 + h 2 2 + h 1 2 = 40 2 + 35 2 + 30 2 + 25 2 + 20 2 + 15 2 + 10 2 + 5 2 + 0 2 = 5100 m 2 = 54895,6120 ft 2 kip h h M W w 9597 , 1 54895,6120 2332 , 131 819,7745 2 9 8 = ´ = ´ = å kip h h M W w 7148 , 1 54895,6120 8291 , 114 7745 , 19 8 2 8 7 = ´ = ´ = å commit to user 43 kip h h M W w 4698 , 1 54895,6120 4249 , 98 7745 , 819 2 7 6 = ´ = ´ = å kip h h M W w 2248 , 1 54895,6120 0208 , 82 7745 , 19 8 2 6 5 = ´ = ´ = å kip h h M W w 9799 , 54895,6120 6166 , 65 7745 , 19 8 2 5 4 = ´ = ´ = å kip h h M W w 7350 , 54895,6120 2125 , 49 7745 , 19 8 2 4 3 = ´ = ´ = å kip h h M W w 4899 , 54895,6120 8083 , 32 7745 , 19 8 2 3 2 = ´ = ´ = å kip h h M W w 2450 , 54895,6120 4042 , 16 7745 , 19 8 2 2 1 = ´ = ´ = å kip h h M W w 54895,6120 7745 , 19 8 2 1 = ´ = ´ = å Hasil dari perhitungan beban angin dari tiap lantai pada arah X dan Y dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Beban Angin pada Arah x dan Arah y Beban Angin Kip W8 1,960 W7 1,715 W6 1,470 W5 1,225 W4 0,980 W3 0,735 W2 0,490 W1 0,245

4.2.3.3 Perhitungan Beban Gempa

a. Perhitungan Berat Bangunan

Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari struktur bangunan.Oleh karena itu perlu dihitung berat dari masing-masing lantai bangunan. Perhitungan commit to user 44 beban mati yang bekerja pada masing-masing lantai dari bangunan 8 lantai ini dapat dilihat pada Tabel 4.2 - 4.5 1 Berat mati lantai 1 Tabel 4.2. Berat Mati Lantai 1 Berat Jenis tonm 3 Tebal m Tinggi m Panjang m Luas m 2 Berat Ton Plat 2,400 0,120 1180 339,840 Balok anak W 8x48 0,071 160 11,424 Balok induk W 14x109 0,162 512 83,046 Kolom W 21x147 0,219 7,500 85,293 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik 1 cm 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung 5 m 0,007 1180 8,260 Inst. listrik asumsi 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 2,500 160 100 Total 756.4834 2 Berat mati lantai 2-6 Tabel 4.3. Berat Mati Lantai 2-6 Berat Jenis tonm 3 Tebal m Tinggi m Panjang m Luas m 2 Berat Ton Plat 2,400 0,120 1180 339,840 Balok anak W 8x48 0,071 160 11,424 Balok induk W 14x109 0,162 512 83,046 Kolom W 21x147 0,219 5 56,862 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik 1 cm 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung 5 m 0,007 1180 8,260 Inst. listrik asumsi 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 828,052 commit to user 45 3 Berat mati lantai 7 Tabel 4.4. Berat Mati Lantai 7 Berat Jenis tonm 3 Tebal m Tinggi m Panjang m Luas m 2 Berat Ton Plat 2,400 0,120 1500 432 Balok anak W 8x48 0,071 200 14,280 Balok induk W 14x109 0,162 580 94,076 Kolom W 21x147 0,219 2.5 58,502 Spesi 0,042 1500 63 Pasir urug 1,600 0,020 1500 48 Keramik 1 cm 0,017 1500 25,500 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung 5 m 0,007 1180 8,260 Inst. listrik asumsi 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 964,858 4 Berat mati lantai 8 Tabel 4.5. Berat Mati Lantai 8 Berat Jenis tonm 3 Tebal m Tinggi m Panjang m Luas m 2 Berat Ton Plat 2,400 0,120 1500 432 Balok anak W 8x48 0,071 200 14,280 Balok induk W 14x109 0,162 580 94,076 Kolom W 21x147 0,219 2,5 30,071 Spesi 0,042 1500 63 Aspal 0,014 3 1500 63 Plafond 0,011 1500 16,500 Penggantung 5 m 0,007 1500 10,500 Inst. listrik asumsi 0,007 1500 10,500 Dinding pas. Bata 0,250 2 160 100 Total 813,927 commit to user 46 5 Beban Hidup - Lantai 1- 6 q = 0,250 tm 2 Tabel 2, SNI 03-1727-1989 W L = 0,25 ×{15×30×2+7×20 × 2}m 2 = 295 ton - Lantai 7 q = 0,250 tm2 Tabel 2, SNI 03-1727-1989 WL = 0,25 ×50 ×30m 2 = 375 ton - Lantai 8 atap Beban hidup lantai = 50 × 30 × 0,100 = 150 ton Beban air hujan = 50 × 30 × 0,02 = 30 ton + Beban hidup total = 180 ton Kemungkinan terjadinya gempa bersamaan dengan beban hidup yang bekerja penuh pada bangunan adalah kecil, maka beban hidup yang bekerja dapat direduksi besarnya. Beban hidup yang bekerja dapat dikalikan dengan faktor reduksi beban hidup. Faktor reduksi beban hidup untuk pusat perdagangan adalah sebesar 0,8 Tabel 4 SNI 03-1727-1989. Berat mati tiap lantai kemudian dijumlahkan dengan beban hidup tereduksi seperti pada Tabel 4.6 berikut Tabel 4.6. Berat Bangunan Lantai Wstr ton WL ton 0.8 × WL ton Wtot ton 8 Atap 813,927 180 144 957,927 7 964,858 375 300 1264,858 6 828,052 295 236 1064,052 5 828,052 295 236 1064,052 4 828,052 295 236 1064,052 3 828,052 295 236 1064,052 2 828,052 295 236 1064,052 1 756,483 295 236 992,483 Total 8535,531 commit to user 47

b. Faktor Reduksi Gempa R