Pembebanan Portal As B ( 1-6 )
4.4.1 Kreteria dan Dimensi Analisis
A. Data analisis - Lebar bangunan
= 65,6168 ft = 787,4016 in - Panjang bangunan
= 20 m
= 131,2336 ft = 1574,803 in - Jarak antar balok
= 40 m
= 196,8504 in - Tebal slab ( hc )
= 5 m = 16,404 ft
= 4,7244 in - Mutu beton dengan f’c = 5 ksi - Mutu baja dengan fy
- Bentang balok
Beton dengan berat normal ( w ) = 145 pcf - Modulus elastisitas Baja ( Es )
= 29000 ksi
- Dimensi balok profil baja W 18 x 71 - Dimensi balok profil baja W 18 x 71
Sesuai dengan gambar denah lantai, di ambil nilai b eff sebagai berikut, l£ bo
1 ≤ 2,5 Jadi besairnya nilai b eff 1 m = 40 in Dimana : l = bentang balok
bo = jarak antar balok
b. Tampang Komposit
Analisis balok komposit di tunjukkan pada Gambar 4.13
eff
b 40 in
hc 4,7224 in
d 18,47 in
tw 0,495 in tf 0,810 in
bf 7,635 in
Gambar 4.11 Potongan Melintang Balok Komposit
1). Modulus elastisitas beton ( Ec ) Ec = w 1,5 f ' ksi c
= 145 1,5 5 = 3904,244 ksi
Dengan Es = 29000 ksi Es
n = Ec
29000 n = 3904 , 244
= 7,42 ksi 3). Luas tampang komposit ( Ac ) Gambar 4.14 Ac = ( b eff . hc ) + ( As )
= 209,776 in 2 4). Letak garis netral
= 4,486 in = xe < hc = 4,486 in < 4,7244
→ Pna berada di dalam slab
5) Jarak dari garis netral slab ke PNA ( ds ) æ hc ö
ds = ç ÷ - ( hc - xe ) è 2 ø
÷ - ( 4 , 7244 - 4 , 486 )
è 2 ø = 2,1238 in
7). Momen inersia komposit ( I ) 1 3 b
2 I = . + Is + As . ()
eff . xe
1 3 40 x 4 , 486
2 4 I = . + 1170 + 20 , 8 . (
9 , 4734 ) = 3198,9244 in
7 , 42 3 Dapat di lihat pada Gambar 4.14 maka jenis komposit PNA pada slab.
beff = 40 in
hc 4,7244 in
slab beton p.n.a d1 9,4734in
garis netral ds 2,1238in
xe 4,486in
Profil baja W 18 x 71
hs 18,47 in
garis netral profil baja tw 0,495 in
tf 0,810 in
bf 7,635 in
Gambar 4.12 Distribusi garis netral ( PNA ) pada slab.
8). Kekakuan komposit efektif ( EI ) 1 3
I C = b . h 12
I C = ( 40 ).( 4 , 7244 ) 12
= 4 351 , 4946 in I 2
C = I C + Ac .xe I 2
C = 351 , 4946 + ( 209 , 776 ).( 4 , 486 )
= 2 4573 , 0679 Kip in
S = I S + As .d 1 I 2
S = 1170 + ( 20 , 8 ).( 9 , 4734 )
I 2 S = 3036 , 7023 in Sehingga nilai Kekakuan komposit efektif ( EI )
Gambar 4.13 EI balok baja dan kolom komposit
Berdasarkan peraturan SNI-1726-2002 terutama Gambar 2, untuk Wilayah gempa
4, dimana nilai besaran ξ = 0.17 ( Tabel 8 SNI-1726-2002 hal. 26 ),untuk gedung dengan Jumlah lantai ( n ) = 8 lantai. maka, untuk nilai waktu getar alami fundamental adalah :
T = 0,0853.H 0,75 ( untuk portal baja ) T = (0,0853).(36) 0,75
T = 1,253 detik Kontrol, T 1 < ξ.n T 1 < ξ.n T 1 < 0,17 . 8
T 1 < 1,36 detik, maka T 1 diambil 1,253 detik.
Dari grafik respon spektrum gempa rencana dengan waktu getar alami fundamental ( T 1 )sebesar 1,253 detik. Untuk jenis tanah sedang yang terletak pada wilayah gempa pada zona 4, maka di peroleh nilai C ,
C = 0 , 340 Dari hasil analisa di peroleh nilai rotasi inelastis sebesar 0,003204 sehingga
termasuk dalam ketentuan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa ( SRPMB ) dengan nilai faktor reduksi gempa ( R ) dari tabel 3 SNI-1726-2002 sebesar 4,5.sehingga beban geser nominal statik ( V ) sebagi berikut:
Dengan ( I ) = 1 ( faktor keutamaan terutama untuk perkantoran ) CxI
4 , 5 = 47602,588 kg Dari analisa beban geser nominal statik ( V ), tinggi gedung perlantai ( Zi ), serta berat lantai ke-i, maka nilai beban gempa nominal statik ekuivalen dapat diperoleh
sebagai berikut :
F i = xV å WixZ i
WixZ i
Perhitungan beban gempa statik ekuivalen disajikan dalam tabel 4.5 sebagai berikut. Tabel 4.5. Distribusi Beban Gempa F 1
Lantai Zi
(kg) (kip)
4.4.4 Kontrol Simpangan Horizontal Sesudah Komposit
a. Simpangan Syarat besarnya simpangan horizontal perlantai (0,015-0,02).h (LRFD hal6-334) Dipakai 0,02 Syarat simpangan : Δ < 0,02 x h Δ < 0,02 x 36 Δ < 0,720 m
h = tinggi gedung
Lantai Keterangan (Δ)
( Δ < 0,02 x h)
b. Simpangan Perlantai Simpangan perlantai ( δ m ) Syarat simpangan perlantai δ m < 0,02 x h δ m < 0,02 x 4,5 δ m < 0,09 m
h = tinggi tiap lantai δ m = Δ 8 – Δ 7
= 0,20593 – 0,19734 = 0,00859 m
Hasil perhitungan simpangan perlantai dapat dilihat pada Tabel 4.7 sebagai berikut :
Simpangan Perlantai
Lantai Keterangan ( δ m )
( δ m < 0,09 m)
4.4.5 Kontrol Batas Layan dan Ultimit Sesudah Komposit
Kontrol struktur gedung menngunakan kinerja batas layan dan kinerja batas ultimit berdasrkan SNI 03-1726-2002. Persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan
horisontal struktur gedung, tidak boleh melampaui × tinggi tingkat yang
bersangkutan atau 30 mm, bergantung yang mana yang nilainya terkecil, maka:
0 , d 03 m < H
0 , d 03 m < ´ 4 , 5 = 0,03 m
4 , 5 Diambil δ m < 0,03 m Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit gedung, dalam segala hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan horisontal struktur ( δ m x ξ) tidak boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan, maka:
δ m × ξ < 0,02 H δ m × 0,7 R < 0,02 H δ m × 0,7 × 4,5 < 0,02 × 4,5 3,15 δ m < 0,09 m Kontrol simpangan horisontal perlantai
a. Kinerja batas layan δ m8 < 0,03 m
0,00859 < 0,03 m b. Kinerja batas ultimit 3,15 δ m < 0,09 m
3,15 ( δ m8 ) < 0,09 m 3,15 (0,00859) < 0,09 m 0,02705 m < 0,09 m
Kontrol kinerja batas layan dan ultimit selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.8.sebagai berikut. Tabel 4.8. Kontrol simpangan perlantai ( δ m ) terhadap kontrol kinerja batas layan
setelah dikomposit Keterangan
Kontrol
Kontrol kinerja
Keterangan
Kontrol kinerja
kinerja Lantai
Batas Layan
Kontrol kinerja
δ m 3,15 δ m Batas Ultimit
( δ m < 0,03 m)
Batas Layan
Batas Ultimit (3,15 δ m <0,09m)
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
Tidak
Tidak
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
Tidak
Tidak
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
Tidak
Tidak
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
0,03 m
Memenuhi
Memenuhi
Dari analisis simpangan lantai pada balok sebelum dan sesudah di komposit, didapatkan hasil :
Δ 8 non komposit = 0,40469 m Δ 8 komposit
= 0,20593 m Sehingga perubahan persentase simpangan lantai dapat dihitung dengan persamaan berikut :
D 8 non komposit - D 8 komposit % perubahan simpangan lantai =
x 100 %
D 8 non komposit
Untuk lebih jelasnya perubahan simpangan lantai sebelum dan sesudah dikomposit dapat dilihat pada Grafik 4.1. berikut ini.
Perubahan Simpangan Lantai Sebelum dan sesudah
simpangan lantai sebelum dikomposit simpangan lantai sesudah dikomposit
Grafik 4.1. Grafik Perubahan Simpangan Lantai Sebelum dan Sesudah
Dikomposit Dikomposit
Dari analisis simpangan perlantai pada balok sebelum dan sesudah dikomposit didapat kan hasil : δ m 8 non komposit = 0,01767 m
δ m 8 komposit = 0,00859 m Sehingga perubahan persentase simpangan perlantai dapat dihitung dengan
persamaan berikut :
d m 8 non komposit - d m 8 komposit % perubahan simpangan perlantai =
x 100 %
d m 8 non komposit
Untuk lebih jelasnya perubahan simpangan perlantai sebelum dan sesudah dikomposit dapat dilihat pada Grafik 4.2. berikut ini.