PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH DAN KHUSUS

( STUDI KASUS : GEDUNG AKUNTANSI LAMA POLBAN)

TUGAS BESAR

Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Perancangan Struktur Gedung

Oleh:

Muhammad Fauzi Novrizaldy (141144022)

KELAS : 3-TPPG

PROGRAM STUDI TEKNIK PERAWATAN DAN PERBAIKAN GEDUNG JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan nikmat-Ny a, penulisan laporan tugas besar akhir semester VI mata kuliah ‘Perancangan Struktur Gedung Tahan Gempa’ berupa desain bangunan gedung tiga lantai yang

diperuntukan sebagai fasilitas pendidikan dengan sistem struktur beton bertulang dengan pemggunaan software SAP 2000 v14.2.2 tepat pada waktunya. Tak lupa penulis ucapakan terimaksih kepada dosen pengajar Bapak Riawan Gunadi yang telah memberikan materi mengenai mata kuliah Perencanaan Struktur Tahan Gempa serta arahan dalam penulisan laporan ini, sehingga penulisan laporan tugas besar mata kuliah tersebut dapat terselesaikan. Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada pihak lain yang telah membantu dalam proses penulisan laporan tugas besar ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu sehingga proses penulisan laporan tugas besar mata kuliah ini tidak begitu banyak mendapatkan hambatan yang berarti.

Penulis berharap semoga laporan tugas besar ini tidak hanya sebagai salah laporan tugas besar akhir semester semata, namun juga dapat dijadikan sebagai bahan pembelajaran dan referensi bagi semua pihak yang ingin mengetahui lebih lanjut mengenai perancangan struktrur bangunan ramah gempa dengan sistem beton bertulang menggunakan software SAP 2000 v14.2.2.

Bandung , Juni 2017

Penulis

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Perencanaan struktur adalah bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, kuat, awet dan memenuhi tujuan-tujuan seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Suatu Struktur disebut stabil bila ia tidak mudah terguling, miring atau tergeser selama umur bangunan yang direncanakan. Pada struktur bangunan atas, kolom merupakan komponen struktur yang paling penting untuk diperhatikan, karena apabila kolom ini mengalami kegagalan, maka dapat berakibat keruntuhan struktur bengunan atas dari gedung secara keseluruhan (Asroni,A., 2008). Suatu struktur bisa dikatakan sebagai sarana untuk menyalurkan beban dan akibat penggunaannya dan atau kehadiran bangunan di dalam tanah (Scodek., 1998).

Salah satu factor yang paling berpengaruh dalam perencanaan struktur bangunan bertingkat tinggi adalah kekuatan struktur bangunan, dimana faktor ini sangat terkait dengan keamanan dan ketahanan bangunan dalam menahan dan menampung beban yang bekerja pada struktur. Oleh karena itu dalam perencanaan gedung bertingkat tinggi harus direncanakan dan didesain sedemikian rupa agar dapat digunakan sebaik-baiknya, nyaman dan aman terhadap bahaya gempa bagi pemakai.

Dikarenkan rawannya kejadian gempa yang menimpa Indonesia. Perlu adanya kesesuaian perencanaan bangunan yang tahan terhadap gempa, yang harus sanggup menahan beban yang diterimanya. Oleh karena itu, untuk mengatasinya disusunlah laporan ini, untuk merencanakan struktur bangunan gedung dengan memperhatikan beban gempa yang akan bekerja terhadap struktur bangunan tersebut.

Berdasarkan pertimbangan yang telah dikemukakan di atas, maka pada Tugas Besar ini saya merencanakan struktur gedung lama Akuntansi Polban di wilayah gempa 4 dengan menggunakan prinsip – prinsip SRPMK

1.2 Tujuan

Tujuan dari tugas besar mengenai perencanaan struktur gedung tahan gempa adalah: Tujuan dari tugas besar mengenai perencanaan struktur gedung tahan gempa adalah:

b. Dapat menghitung struktur balok dan kolom dengan system pemikul momen biasa (SRPMB).

c. Dapat menghitung struktur balok dan kolom dengan system pemikul momen khusus (SRPMK).

d. Dapat mengnalisis hasil perhitungan manual dan membandingkan hasilnya dengan

hasil analisis perangkat lunak Structut Analysis Program (SAP).

e. Dapat membuat gambar Detail Engineering Design (DED) dari perhitungan perencanaan struktur gedung tahan gempa. Selain kelima hal di atas, pembuatan laporan ini dapat membina kemampuan dan keterampilan mahasiswa secara optimal, dalam aspek pembahasan, serta mampu menyampaikannya dalam bentuk tulisan dan dapat memaparkannya sebagai sumbangan ilmu pengetahuan.

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan

Dalam penyusunan makalah ini penyusun membatasi lingkup pembahasan pada

Perencanaan Struktur Bangunan Beton Bertulang Empat Lantai dengan Gaya Gempa

Statik Ekivalen dan Response Spectrum Analysis, yang meliputi pembebanan dan penulangan balok ,kolom dengan SRPMM dan SRPMK.

1.4 Metodologi

Metodologi yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Melakukan re-desain secara menyeluruh dengan bantuan perangkat lunak SAP

b. Studi pustaka, yaitu mempelajari dan memahami literatur yang berkaitan dengan perencanaan struktur gedung tahan gempa.

c. Diskusi dan bimbingan mengenai data tugas besar yang dianalisis dengan dosen mata kulih PSG.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika dari penulisan makalah ini terdiri dari lima bab, yaitu sebagai berikut:

• Bab I Pendahuluan, tentang latar belakang, tujuan, ruang lingkup pembahasan, metodologi, dan sistematika penulisan.

• Bab II Deskripsi struktur berupa lokasi dan geometri bangunan • Bab III Pemodelan struktur, berupa pemodelan struktur bangunan dengan software

SAP 2000 v14.2.2 • Bab IV Pembebanan, analisis pembebanan gravitasi, gempa statik dan gempa

dinamik • Bab V Analisis Struktur Balok dan Kolom dengan SRPMM

• Bab VI Analisis Struktur Balok dan Kolom dengan SRPMK • Bab VII Kesimpulan dan Saran

BAB II DESKRIPSI STRUKTUR

2.1. Lokasi

Gedung Akuntasi Politeknik Negeri Bandung (Polban) berlokasi di Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga, Kabupaten Bandung Barat, Jawa Barat. Gedung ini tepatnya berlokasi di Jalan Akuntansi.

Gambar 2.2. Lokasi Gedung Akuntansi Polban

Gambar 2.1. Lokasi Politeknik Negeri Bandung

2.2. Fungsi Gedung

Gambar 2.3 tampak samping kiri Gedung Akuntansi Polban

Secara umum Gedung Akuntansi Polban berfungsi sebagai sarana bagi mahasiswa/i dan dosen Jurusan Akuntansi untuk melakukan kegiatan belajar mengajar. Gedung ini memiliki 3 lantai. Fasilitas- fasilitas yang terdapat pada gedung ini adalah sebagai berikut :

• 18 ruangan kelas • 2 Laboratorium Komputer • 1 Laboratorium Bank • 1 Laboratorium Akuntansi • 3 ruang dosen • Musholla pria dan wanita • 1 ruang rapat • 2 gudang • 1 ruang administrasi • 1 ruang jurusan

2.3 Geometri Bangunan

Bangunan ini memiliki tinggi + 11,2 meter, panjang 40,5 meter dan lebar 20 meter. Setiap lantai mempunyai elevasi + 3,6 meter. Elevasi pondasi bangunan ini adalah + -0,1 meter

Gambar 2.4. Tampak Selatan Bangunan

Gambar 2.5. Tampak Barat Bangunan

Gambar 2.6. Tampak Utara Bangunan

Gambar 2.7. Tampak Timur Bangunan

2.4. Geometri Bangunan (Modifikasi)

Pada pemodelan dengan SAP dilakukan modifikasi dimensi bangunan, yaitu perubahan lebar bangunan menjadi 15 m, elevasi tiap lantai menjadi 4 m, dan elevasi pondasi menjadi -0,5 m

12 m

Gambar 2.8. Geometri Struktur (x-z)

3,5 m

2,75 m

Gambar 2.9. Geometri Struktur (y-z)

15 m

40,5 m

Gambar 2.10. Geometri Struktur (x-y)

Gambar 2.11. Pemodelan 3D struktur gedung

2.5. Material

Ada dua material elemen struktur yang digunakan dalam perencanaan struktur gedung akuntansi ini, yaitu Beton dan Baja. Material elemen struktur kolom dan balok/sloof direncanakan dengan menggunakan be ton dengan kekuatan tekan silinder karakteristik (f’c)

30 MPa. Material elemen baja tulangan ulir dengan fy = 400 Mpa dan E = 200000 MPa.

Gambar 1.11. Input material properties beton

BAB III DIMENSI ELEMEN STRUKTUR

3.1. Kolom

Kolom-kolom pada bangunan ini menggunakan beton dengan dimensi 500 x 700 dengan mutu f’c = 30 Mpa dan nilai MoE =25742,96 Mpa.

Gambar 2.1. Section Properties Kolom

3.2. Balok dan Sloof

Balok-balok pada bangunan ini menggunakan beton dengan dimensi 350 x 650 dengan mutu f ’c = 30 Mpa dan nilai MoE =25742,96 Mpa.

Gambar 2.2. Section Properties Balok Baja

3.3. Pelat Lantai dan Atap

Pelat lantai pada bangunan ini memiliki ketebalan 120 mm sedangkan pelat atapnya punya ketebalan 100 mm dengan mutu beton f’c = 19,03 Mpa.

Gambar 2.3. Material Properties Beton Gambar 2.4. Section Properties Pelat Lantai

Gambar 2.5. Section Properties Pelat Atap.

3.4. Tangga

Pada bangunan ini terdapat 2 buah jenis tangga, yakni tangga utama yang terletak di tengah bangunan dan tangga yang berada di sudut kanan atas bangunan. Struktur tangga terdiri dari plat tangga, plat bordes dan pondasi beton bertulang. Ketiga elemen tersebut mempunyai mutu 25 Mpa. Ketebelan masing-masing elemen tersebut adalah : plat tangga (150 mm), plat bordes (120 mm) & pondasi (200 mm). Bordes tangga utama memiliki dimensi (1,3 m x 2,6 m) & tangga sudut (1,15 m x 2,55 m).

Tangga dimodelkan dengan railing beton setinggi 80 cm dan tebal 10 cm. Tinggi optrede

20 cm dan panjang antrede 30 cm. Lebar anak tangga 120 cm.

Gambar 2.6 pemodelan 3D tangga utama

Gambar 2.7 pemodelan 3D tangga sudut

BAB IV PEMBEBANAN

4.1. Analisis Pembebanan

Pembebanan pada struktur bangunan ini terdiri dari beban hidup, beban mati dan beban gempa .Dalam perencanaannya beban yang bekerja pada sistem struktur bangunan tersebut harus didasarkan atas pertimbangan – pertimbangan pembebanan dan kombinasi pembebanan. Beberapa peraturan yang menjadi acuan dalam analisa pembebanan perencanaan struktur gedung ini adalah sebagai berikut:

a. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung, SNI-1727-1989-F

b. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI-03-1726- 2012

c. Tata Cara Penghitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI-03-2847- 2013

Berikut ini adalah penjabaran mengenai beban yang bekerja pada bangunan ini:

4.1.1 Beban Gravitasi

1. Beban Hidup

Pengertian beban hidup seperti yang tercantum dalam PPPURG 1987 adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatnya perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.

Besarnya beban hidup pada suatu bangunan dibedakan berdasarkan jenis komponen bangunannya. Untuk beban hidup pada lantai bangunan gedung khususnya bangunan rumah tinggal, dapat diambil menurut Tabel 2.1. Dalam beban hidup tersebut sudah termasuk perlengkapan ruang sesuai dengan kegunaan lantai ruang yang bersangkutan dan juga dinding- dinding pemisah ringan dengan berat tidak lebih dari 100 kg/m.

Tabel 4.1 . Beban Hidup pada Lantai Bangunan

Beban Hidup No

Komponen Bangunan

(kg/m 2 )

Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang

disebut dalam b Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana dan

b gudang-gudang tidak penting, yang bukan toko 150 atau ruang kerja

Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko,

restoran, hotel dan asrama

Sumber: Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987 hal 12 Selain beban hidup pada lantai, terdapat pula beban hidup pada atap. Besarnya beban

hidup pada atap yang tertera pada Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung tahun 1987, yaitu:

a. Beban hidup pada atap dan/atau bagian atap serta pada struktur tudung (canopy) yang dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100 kg/m2 bidang datar.

b. Beban hidup pada atap dan/atau bagian atap yang tidak dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil yang paling menentukan diantara dua macam beban, yaitu beban

terbagi rata per m 2 bidang datar berasal dari beban air hujan sebesar (40-0,8 α) kg/m 2 dan bidang terpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam kebakaran

dengan peralatannya sebesar minimum 100 kg.

2. Beban Mati

Pengertian beban hidup seperti yang tercantum dalam PPPURG 1987 adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin, serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu, seperti yang terlihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 . Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung

Berat Sendiri Bahan Bangunan

(kg/m 3 )

Beton Bertulang

Berat Sendiri Komponen Bangunan (kg/m 2 )

Adukan per cm tebal dari semen

Dinding Pasangan batu bata setengah bata

Langit-langit dan dinding (termasuk rusuk-rusuknya), tanpa penggantung langit-langit atau pengaku) terdiri dari

semen asbes (eternit dan beton lain sejenisnya) dengan tebal maksimum 4 mm Penggantung langit-langit (dari kayu) dengan bentang

maksimum 5 m dan jarak s.k.s minimum 0.8 m Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton

tanpa adukan, per cm tebal Sumber: Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987 hal 5 dan 6

4.1.2. Perhitungan Beban Gravitasi Perhitungan Beban SDL lantai :

a. Beban SDL Pelat Lantai

Beban SDL pada lantai terdiri dari beban-beban sebagai berikut :

1. Finishing = (4 x 21) +(1 x 24) (Adukan & Keramik) = 108 kgf/m 2

2. Plafond = 20 kgf/m 2

3. Utilitas = 25 kgf/m 2

Dengan total dari penambahan beban-beban diatas adalah sebesar 153 kgf/m 2

b. Beban SDL Pelat Atap

Beban SDL pada atap terdiri dari beban-beban sebagai berikut :

1. Water Proofing = 3 x 21 = 63 kgf/m 2 1. Water Proofing = 3 x 21 = 63 kgf/m 2

• Berat pasangan setengah batu bata = 250 kg/m 2 . Tinggi dinding = 4 m .

a. Beban dinding pas. setengah batu bata (tanpa bukaan) sebesar 1000 kgf/m’

b. Beban dinding pas. setengah batu bata (dengan bukaan) termasuk jendela &

pintu : 1000 kgf/m 2 x 0,5 = 500 kgf/m

• Pembebanan untuk balok yang dibebani tangga utama (joint reaction hasil

pemodelan tangga) SDL (1.0 SDL + 1.0 DL) ; Hidup Tangga( 1.0 LL)

a. Bordes lantai 3 : SDL = 3,74 ton ; Hidup Tangga = 1,87 ton L balok terbebani = 1,35 m, sehingga SDL = 3,74 ton / 1,35 m = 2,77 ton/m ; Hidup Tangga = 1,87 ton / 1,35 m = 1,38 ton/m

b. Bordes Lantai 2 SDL = 10,96 ton/m ; Hidup Tangga = 5,48 ton/m L balok terbebani = 2,7 m, sehingga SDL = 10,96 ton / 2,7 m = 4,06 ton/m ; Hidup Tangga = 5,48 ton / 2,7 m = 2,03 ton/m

• Pembebanan untuk balok yang dibebani tangga sudut (joint reaction hasil

pemodelan tangga)

a. Bordes lantai 3 : SDL = 3,46 ton; Hidup Tangga = 1,57 ton L balok terbebani = 1,35 m, sehingga SDL = 3,46 ton / 1,35 m = 2,56 ton/m ; Hidup Tangga = 1,57 ton / 1,35 m = 1,16 ton/m

b. Bordes Lantai 2 SDL = 6,52 ton; Hidup Tangga = 3,002 ton L balok terbebani = 2,7 m, sehingga

SDL = 6,52 ton / 2,7 m = 2,41 ton/m ; Hidup Tangga = 3,002 ton / 2,7 m = 1,11 ton/m

d. Perhitungan Beban SDL Plat Tangga & Bordes :

Pemodelan tangga dilakukan pada file yang berbeda. Beban – beban dibawah ini dimasukkan ke pemodelan tangga tersebut.

1. Tangga 1 (Utama) Plat Tangga

- Anak tangga : 𝑎 𝑥𝑏

2 𝑥 0,36 𝑥 2400 kg/m = 200 kg/m

- Finishing :

= 91,67 kg/m

- Railing : (Digunakan railing dari beton)

2400 kg/m 3 x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m 2

= 180 kg/m (Beban garis)

180 kg/m / (1,2) m = 150/m 2 (Beban merata)

Total SDL Plat Tangga= 440 kg/m 2

Plat Bordes

- Finishing :

[(2 𝑥 21) + (1 𝑥 24)] = 66 kg/m 2

- Railing : (Digunakan railing dari beton)

2400 kg/m 3 x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m 2

240 𝑥 0,8 𝑥 0,3 = 57,6 kg 57,6 𝑘𝑔 / Luas Bordes = 57,6 / 3,38 m 2 = 17,04 kg/m 2

Total SDL Bordes = 73 kg/m 2

2. Tangga 2 (Pojok Kanan) Plat Tangga

- Anak tangga :

2 𝑥 0,36 𝑥 2400 kg/m

3 = 200 kg/m 2

- Finishing :

= 91,67 kg/m

- Railing : (Digunakan railing dari beton)

2400 kg/m 3 x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m 2

= 180 kg/m (Beban garis)

180 kg/m / 1,2 m = 150 kg/m 2 (Beban merata)

Total SDL Plat Tangga= 440 kg/m 2

Plat Bordes

- Finishing :

[(2 𝑥 21) + (1 𝑥 24)] = 66 kg/m 2

- Railing : (Digunakan railing dari beton)

2400 kg/m 3 x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m 2

240 𝑥 0,8 𝑥 0,3 = 57,6 kg 57,6 𝑘𝑔 / Luas Bordes = 57,6 / 2,93 m 2 = 19,65 kg/m 2

Total SDL Bordes = 85,65 kg/m 2

Output dari pemodelan tangga ini adalah joint reaction pada bordes. Hasil penjumlahan dari reaksi ini adalah beban SDL & Hidup Tangga yang nantinya dimasukkan ke beban distributed balok dimana bordes menumpu.

e. Beban Hidup

Beban hidup yang bekerja pada struktur ini diambil sebesar 250 kg/m 2 untuk pelat

lantai dan 100 kg/m 2 untuk pelat atap.

Perhitungan Beban hidup lantai :

• Ruangan (fasilitas pendidikan) = 250 kgf/m 2 • Beban pekerja pada Atap = 100 kgf/m 2

4.1.3. Beban Gempa

Pengertian beban hidup seperti yang tercantum dalam PPPURG 1987 adalah semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan Pengertian beban hidup seperti yang tercantum dalam PPPURG 1987 adalah semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan

4.1.4. Tahapan Penentuan Nilai Gaya Gempa Statik Ekuivalen Berdasarkan SNI 03-1726- 2012

1. Penentuan Wilayah Gempa

Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 wilayah gempa seperti yang ditunjukkan dalam gambar 4.2, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Berdasarkan gambar 4.2, pembagian wilayah gempa ditandai dengan pemberian warna pada setiap daerah yang berbeda-beda.

Pembagian wilayah gempa ini, didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh Gempa Rencana dengan perioda ulang 500 tahun, yang nilai rata-ratanya untuk setiap wilayah gempa ditetapkan dalam gambar 4.2.

Gambar 4.2. Peta Zonasi Gempa

(Sumber : SNI 1726-2002, Wilayah Gempa Indonesia dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar dengan

Perioda ulang 500 tahun, hal 21)

2. Kategori Risiko Struktur Bangunan (I-IV) dan Faktor

A. Keutamaan Gempa (I e )

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung, faktor keutamaan gempa pada desain gedung ini termasuk jenis pemanfaatan sebagai fasilitas pendidikan dengan kategori risiko IV dan faktor keutamaan gempa (I e ) bernilai 1.5

B. Penentuan Klasifikasi Tanah Setempat atau Kelas Situs (SA – SF)

Batuan dasar adalah lapisan batuan di bawah muka tanah yang memiliki nilai hasil Test Penetrasi Standar N paling rendah 60 dan tidak ada lapisan batuan lain dibawahnya yang memiliki nilai hasil Test Penetrasi Standar yang kurang dari itu, atau yang memiliki kecepatan rambat gelombang geser vs yang mencapai 750 m/detik dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnya yang memiliki nilai kecepatan rambat gelombang geser yang kurang dari itu.

Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang dan tanah lunak, apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam Gambar 4.3.

Sumber: SNI 03-1726-2012 hal 25

Yang dimaksud dengan jenis tanah khusus dalam Gambar 4.3. adalah jenis tanah yang tidak memenuhi syarat –syarat yang tercantum dalam tabel tersebut. Di samping itu, yang termasuk dalam jenis tanah khusus adalah juga tanah yang memiliki potensi likuifaksi yang tinggi, lempung sangat peka, pasir yang tersementasi rendah yang rapuh, tanah gambut, tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi dengan ketebalan lebih dari 3 m, lempung sangat lunak dengan PI lebih dari 75 dan ketebalan lebih dari 10 m, lapisan lempung dengan 25 kPa < Su < 50 kPa dan ketebalan lebih dari 30 m.

Dalam perumusan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar kepermukaan tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus diklasifikasikan terlebih dahulu. Dikarenakan dalam desain gedung ini terletak di daerah Bandung, maka dikategorikan Tanah sedang.

C. Parameter Percepataan Gempa (S s ,S 1 )

Parameter S s (percepatan batuan dasar pada periode pendek) dan S 1 (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing-masing dari respon spektral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik dengan kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun (MCE R, 2% dalam 50 tahun), dan dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi. Dalam desain gedung ini berada di Kota Bandung, sehingga didapatkan hasil yang dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Tabel Hasil Running Online Program Spektra Indo

Input Data

Hasil

Referensi

Lokasi Bangunan

s = 1.450 g

(running online spektra

Terletak di

indo)puskim.pu.go.id

S 1 = 0.486 g Kota Bandung

D. Menentukan Spektrum Respon Desain

Untuk menentukan spektrum respon desain untuk lokasi pada perencanaan ini dengan kelas situs SD (tanah sedang), data diperoleh dari hasil running online program spektra indo.

Tabel 4.4. Tabel Hasil Running Online Program Spektra Indo

(detik)

SA (g)

(detik)

SA (g)

(detik)

SA (g)

0 0.387 TS+1.2

0.271 TS+2.7

0.967 TS+1.3

0.257 TS+2.8

0.967 TS+1.4

0.244 TS+2.9

TS+0

0.807 TS+1.5

0.233 TS+3

TS+0.1

0.693 TS+1.6

0.222 TS+3.1

TS+0.2

0.607 TS+1.7

0.213 TS+3.2

TS+0.3

0.54 TS+1.8

0.204 TS+3.3

TS+0.4

0.487 TS+1.9

TS+0.5

0.443 TS+2

TS+0.6

0.406 TS+2.1

TS+0.7

0.375 TS+2.2

TS+0.8

0.348 TS+2.3

TS+0.9

0.325 TS+2.4

TS+1

0.305 TS+2.5

TS+1.1

0.287 TS+2.6

Gambar 4.4. Spektrum respon desain untuk tanah keras daerah Bandung

E. Kategori Desain Seismik (A–D)

Desain gedung ini termasuk jenis pemanfaatan sebagai fasilitas pendidikan

1.5 seperti pada tabel 4.5. Tabel 4.5. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Pemanfaatan Bangunan

dengan kategori risiko IV dan faktor keutamaan (I e )=

Input

Output Kategori Desain Seismik

Referensi

Data

S DS Untuk 0.50 < 0,967 maka termasuk kategori Tabel 6 dan 7

D SNI 1726-2012- S D1 Untuk 0.20 < 0,490 maka termasuk kategori Gempa hal. 24-

D 25

Maka kategori desain seismic adalah kategori D

F. Pemilihan Sistem Struktur dan Parameter Sistem (R, C d , Ω 0 )

Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem adalah didasarkan dari kategori desain seismik nilai S DS sama dengan D dan nilai S D1 sama dengan D seperti pada

Tabel 2.13.

Tabel 4.6. Kategori Sistem Penahan Gaya Seismik

(Input Data) Sistem Penahan Gaya

Referensi

Seismik

Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen

5 Tabel 9 SNI 1726-

Menengah

2012-Gempa hal. 42

G. Perioda Fundamental Struktur (T)

Untuk menentukan perioda fundamental alami (T), diijinkan secara langsung menggunakan perioda fundamental pendekatan (T a ). Perhitungan perioda pendekatan mengunakan Persamaan 2.1 dan berdasarkan tabel 4. sebagai berikut :

x T a =C t h n T a 0.9 = 0.0466 x (12) = 0,436 detik

Dimana :

h n = ketinggian struktur dalam (m) diatas dasar sampai tingkat

struktur

T a hasil perhitungan tersebut harus dikalikan dengan koefisien C u yaitu sebagai batas atas pada periode yang dihitung, sehingga : Berdasarkan SNI 03-1726-2012 perioda fundamental struktur (T) yang digunakan harus ada batasan, batasan tersebut sebagai berikut :

Jika T c >C u T a Gunakan T = T c dimana nilai C u ditentukan oleh Tabel 14 SNI 03-

1726-2012.

C u xT a = 1,4 x 0,436 = 0,61 detik Tc < C u T a

Jadi perioda fundamental struktur yang (T) digunakan adalah sebagai berikut :

T= 0.4362 detik

4.1.5. Perhitungan Geser Dasar Seismik

A. Perhitungan C s

Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut: V=C s W Penentuan nilai C s sebagai berikut : Nilai C s arah x :

sx = DS 0 .  967  0 , 2901

Nilai C sx yang telah dihitung tidak perlu melebihi persamaan berikut ini:

Nilai C s harus memenuhi persyaratan berikut:

C s ≥0.044S DS I e ≥0,01 → 0,2901≥ 0,0638 ≥ 0,01 Jadi nilai C s arah x yang digunakan 0.2901

Nilai C s arah y :

C sy = S DS 0 ,  967  0 , 2901

 I  1 ,  5 e 

Nilai C sx yang telah dihitung tidak perlu melebihi persamaan berikut ini:

C sy = S D 1 0 ,  490  0 , 337

Nilai C s harus memenuhi persyaratan berikut:

C s ≥ 0.044 S DS I e ≥0,01 → 0,2901 ≥ 0,020 ≥ 0,01 Jadi nilai C s arah y yang digunakan 0,2901

B. Berat Bangunan

Pehitungan W t (Berat Total Bangunan)W t = W D + W L menggunakan aplikasi SAP 2000 v.19 dengan kombinasi beban U = 1,2 DL + 1,2 SDL + 0,5 LL. Dengan menggunakan gaya normal kolom tiap lantai maka didapatkan berat tiap lantai dengan cara:

- Berat Lantai 1 = ∑P lt1 - ∑P lt2 = 2545436 – 1604349 = 941090 kg - Berat Lantai 2 = ∑P lt2 - ∑P lt3 = 1604349 – 598448,5 = 1005901 kg - Berat Lantai 3 = ∑P lt3 = 598448,5 kg Maka Berat Total Bangunan = 941090 + 1005901+ 598448,5

= 2545436 kg = 2545,43 ton Berat Bangunan Lantai Berat (kg) Berat (ton)

C. Gaya Geser Dasar Seismik

Jadi besaran geser dasar seismik untuk arah x dan arah y sebagai berikut: V=C s W

= 0,2901 x 2545436 kg = 738430 kg = 738,43 ton

D. Perhitungan Distribusi Vertikal dan Horisontal Gaya Gempa

Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 Tabel 4.7. Perhitungan distribusi vertikal dan horizontal gaya gempa arah x

Beban

Tingkat k Tinggi

Wh /ΣWh

Wh Fx (kg) Vx (kg) Lantai

Tabel 4.8. Perhitungan distribusi vertikal dan horizontal gaya gempa arah y

Beban

Tingkat k Tinggi

Wh /ΣWh

Wh Fy (kg) Vy (kg) Lantai

Untuk contoh perhitungan distribusi vertikal gaya gempa dan distribusi horisontal gaya gempa (story shear) pada arah x pada lantai 3 sebagai berikut : • Dikarenakan waktu getar yang diambil 0.4362 detik maka untuk mencari nilai k berdasarkan SNI 03-1726-2012 didapatkan nilai k = 1 utk arah x dan k = 1 untuk arah y

• mencari nilai w i. h i k

i. i w k h = (598448,53).(12 1 ) = 7181382,36 Kg i. i w k h = (598448,53).(12 1 ) = 7181382,36 Kg

• mencari nilai F i =C vx V F3= (0,3781 x 738430 ) = 279200,38 kg

• V 3 = ∑ (F 3 )

V 3 = 279200,38 kg

4.1.6. Kombinasi Pembebanan Gempa Kombinasi pembebanan pada pemodelan gedung ini sesuai dengan SNI 03-1726-

2012 sebagai berikut:

1. U = 1,4 D

2. U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (L r atau R)

3. U = 1,2 D + 1,6 (L r atau R) + (L atau 0,5 W)

4. U = 1,2 D + L + 0,5 (L r atau R)

5. U = 0,9 D

6. U = (1.2 + 0.2 S DS ) D + 0.5 L + ρ(Q E )

7. U = (0.9 – 0.2 S DS ) D + ρ(Q E )

8. U = (1.2 + 0.2 S DS ) D + 0.5 L + 2ρ(Q E )

9. U = (0.9 – 0.2 S DS ) D + 2ρ(Q E )

10. U = (1.2 + 0.2 S DS ) D+

0.5 L + Ω 0 (Q E )

11. U = (0.9 – 0.2 S DS ) D+Ω 0 (Q E )

(Q E ) adalah besarnya pengaruh gaya gempa horizontal yang besarnya Vx dan 0,3Vy atau 0,3Vx dan Vy. Untuk memperhitungkan kekuatan kolom pada Rangka Momen Menengah maka digunakan kombinasi pembebanan dengan (Ω 0 = 3) dan S DS =0,967, untuk memperhitungkan kekuatan balok akibat lentur pada Rangka Momen

Menengah maka digunakan kombinasi pembebanan dengan 2 x ρ dengan (ρ = 1.3) dan S DS =0,967. Sedangkan untuk komponen struktur lainnya memperhitungkan redundansi

1.3 ( ρ = 1.3), dan S DS =0,967. Faktor beban gravitasi dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: 1.2+0,2 Sds = 1,2 + 0,2 (0,967) = 1.393 0,9-0,2 Sds = 1,2 – 0,2 (0,393) = 0.707

Untuk redundansi sama dengan ρ = 1.3 dan S DS =0,967, hasil penjabaranya adalah seperti pada Tabel 4.7 berikut ini.

Tabel 4.7 Kombinasi pembebanan ρ = 1.3 dan S DS = 0.967

Koefisien Koefisien Kombinasi 1

Kombinasi

Koefisien Koefisien

-0.39 Ex -1.3 Ey

0.39 Ex -1.3 Ey Kombinasi 10 1.393 DL

0.39 Ey Kombinasi 11 1.393 DL

0.5 LL

1.3 Ex

-1.3 Ex -0.39 Ey Kombinasi 12 1.393 DL

0.5 LL

0.39 Ey Kombinasi 13 1.393 DL

0.5 LL

-1.3 Ex

1.3 Ex -0.39 Ey Kombinasi 14 0.707 DL

0.5 LL

1.3 Ey Kombinasi 15 0.707 DL

0.39 Ex

-0.39 Ex -1.3 Ey Kombinasi 16 0.707 DL

1.3 Ey Kombinasi 17 0.707 DL

-0.39 Ex

0.39 Ex -1.3 Ey Kombinasi 18 0.707 DL

0.39 Ey Kombinasi 19 0.707 DL

1.3 Ex

-1.3 Ex -0.39 Ey

Kombinasi 20 0.707 DL

0.39 Ey Kombinasi 21 0.707 DL

-1.3 Ex

1.3 Ex -0.39 Ey Untuk redundansi sama dengan 1.3 ( ρ = 1.3), Ω 0 = 3 dan S DS =0,967, hasil

penjabarannya adalah seperti pada Tabel 4.8 berikut ini. Tabel 4.8. Kombinasi pembebanan ρ = 1.0, Ω 0 = 3 dan S DS = 0.967

Koefisien Koefisien Kombinasi 22

Kombinasi

Koefisien Koefisien

Koefisien

3 Ey Kombinasi 23 1.393 DL

-0.9 Ex -3 Ey Kombinasi 24 1.393 DL

0.5 LL

3 Ey Kombinasi 25 1.393 DL

0.5 LL

-0.9 Ex

0.9 Ex -3 Ey Kombinasi 26 1.393 DL

0.5 LL

0.9 Ey Kombinasi 27 1.393 DL

0.5 LL

3 Ex

-3 Ex -0.9 Ey Kombinasi 28 1.393 DL

0.5 LL

0.9 Ey Kombinasi 29 1.393 DL

0.5 LL

-3 Ex

3 Ex -0.9 Ey Kombinasi 30 0.707 DL

0.5 LL

3 Ey Kombinasi 31 0.707 DL

0.9 Ex

-0.9 Ex -3 Ey Kombinasi 32 0.707 DL

3 Ey Kombinasi 33 0.707 DL

-0.9 Ex

0.9 Ex -3 Ey Kombinasi 34 0.707 DL

0.9 Ey Kombinasi 35 0.707 DL

3 Ex

-3 Ex -0.9 Ey Kombinasi 36 0.707 DL

-3 Ex

0.9 Ey

Kombinasi 37 0.707 DL

3 Ex -0.9 Ey

Untuk redundansi sama dengan 2 ρ = 2.6 dan S DS =0,967, hasil penjabaranya adalah seperti pada Tabel 4.9 berikut ini.

Tabel 4.9. Kombinasi pembebanan 2 ρ = 2.6 dan S DS = 0.967

Kombinasi

Koefisien Koefisien

Koefisien

Koefisien Koefisien

2.6 Ey Kombinasi 39 1.393 DL

Kombinasi 38 1.393 DL

0.5 LL

0.78 Ex

-0.78 Ex -2.6 Ey Kombinasi 40 1.393 DL

0.5 LL

2.6 Ey Kombinasi 41 1.393 DL

0.5 LL

-0.78 Ex

0.78 Ex -2.6 Ey Kombinasi 42 1.393 DL

0.5 LL

0.78 Ey Kombinasi 43 1.393 DL

0.5 LL

2.6 Ex

-2.6 Ex -0.78 Ey Kombinasi 44 1.393 DL

0.5 LL

0.78 Ey Kombinasi 45 1.393 DL

0.5 LL

-2.6 Ex

2.6 Ex -0.78 Ey Kombinasi 46 0.707 DL

0.5 LL

2.6 Ey Kombinasi 47 0.707 DL

0.78 Ex

-0.78 Ex -2.6 Ey Kombinasi 48 0.707 DL

1.3 Ey Kombinasi 49 0.707 DL

-0.78 Ex

0.78 Ex -2.6 Ey Kombinasi 50 0.707 DL

0.78 Ey Kombinasi 51 0.707 DL

2.6 Ex

-2.6 Ex -0.78 Ey Kombinasi 52 0.707 DL

0.78 Ey Kombinasi 53 0.707 DL

-2.6 Ex

2.6 Ex -0.78 Ey

Kombinasi tersebut dimasukan kedalam pemodelan gedung ini pada SAP 2000 v14.2.2 sebagai load combination.

4.1.5.2. Input Beban Gempa Statik

A. Pusat Massa Bangunan

Pusat massa adalah koordinat titik yang menjadi pusat berat per lantainya. Pusat massa digunakan untuk menentukan Point Load berubah beban gempa arah X dan arah Y. Penentuan pusat massa ini dilakukan karena metode analisis gempa pada laporan ini menggunakan beban gempa lateral ekivalen dengan program SAP 2000. Dengan kata lain beban gempa dianggap sebagai beban titik tiap lantai. Dengan menggunakan aplikasi SAP 2000 maka didapat koordinat titik pusat massa bangunan sebagai berikut:

a. Lantai 1

Center of Mass (m)

b. Lantai 2

Center of Mass (m)

c. Lantai 3

Center of Mass (m)

U3 X 20.25 20.25 20.25

B. Input Beban Gempa

Gambar berikut ini memperlihatkan beban-beban gempa yang bekerja pada masing-masing lantai, dengan besaran beban yang telah dihitung sebelumnya. Pendistribusian beban gempa yang didapatkan dari perhitungan, dibagi dengan jumlah komponen elemen vertikal bangunan gedung yang dapat menahan beban lateral. Hasil perhitungan ini didapatkan dari software SAP 2000 v19.dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:

Gambar 3.3. pusat massa Lantai 3 (pada plat dak beton)

Gambar 3.5. Input beban gempa (E Y ) Lantai 3 (pada plat dak beton)

Gambar 3.4. Input beban gempa (E X ) Lantai 3 (pada

plat dak beton)

Gambar 3.6. pusat massa Lantai 2

Gambar 3.7. Input beban gempa (E X ) Lantai 2

Gambar 3.8. Input beban gempa (E Y ) Lantai 2

Gambar 3.9. pusat massa Lantai 1

Gambar 3.10. Input beban gempa (E X ) Lantai 1

Gambar 3.11. Input beban gempa (E Y ) Lantai 1

4.1.6. Input Beban Gempa Dinamik dengan Respon Spektra

Apabila gedung memiliki struktur yang tidak beraturan maka selain dilakukan analisis statik ekivalen juga diperlukan analisis lebih lanjut, yaitu analisis respon dinamik. Perhitungan respon dinamik struktur gedung tidak beraturan terhadap pembebanan gempa, dapat menggunakan metode analisis ragam spektrum respons atau metode analisis respons dinamik riwayat waktu. Pada pasal 7.1.3 dari SNI – 1726 – 2002, bila nilai akhir respon dinamik tersebut dinyatakan dalam gaya geser dasar nominal, maka nilainya tidak boleh kurang dari 80% gaya geser dasar yang dihasilkan dari analisis statik ekivalen.

Nilai gaya geser respon spektra arah x dan y disajikan pada Tabel 4.10. dan Tabel 4.11

Tabel 4.10. Gaya geser respon spektra (arah x)

TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCaseCaseTypeStepType F1 Joint OutputCaseCaseType StepType F1

Text Kgf

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16720.62

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16691.19

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16720.77

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16774.13

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16756.33

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16797.57

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16720.43

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16690.95

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16742.39

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16699.07

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16765.22

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16735.22

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16754.87

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16765.14

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 14083.05

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 14061.16

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 13778.73

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 13562.56

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 13607.96

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 13766.35

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 13674.43

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16959.47

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16724.05

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16732.73

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16729.45

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16729.86

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16730.08

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16729.86

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16729.85

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16748.82

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16732.76

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16732.31

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax 16960.02

Spektra (X)LinRespSpe Max

Spektra (X)LinRespSpeMax

Tabel 4.11. Gaya geser respon spektra (arah y)

TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCaseCaseType StepType

F2 Joint OutputCaseCaseType StepType F2

Text Kgf 291

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17422.22 292

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17422.39 293

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17401.72 294

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17401.74 295

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17380.81 296

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17380.82 297

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17359.64 298

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17359.65 299

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17338.3 300

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17338.33 301

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17372.44 302

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 17373.68 303

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 18745.14 304

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 18802.15 305

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 18264.13 306

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 18326.05 307

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 14499.69 308

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 18809.44 309

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 18864.83 310

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 14582.23 311

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 14036.78 312

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12435.17 313

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12347.71 314

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12334.38 315

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12324.75 316

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12306.16 317

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12298.85 318

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12285.88 319

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12272.63 320

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12254.08 321

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12246.58 322

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12235.68 323

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Spektra (Y)LinRespSpeMax 12289.86 324

Spektra (Y)LinRespSpeMax

Didapatkan nilai total gaya geser akibat respon spektrum:

Pada perencanaan pembebanan gempa dengan metode statik sebelumnya didapatkan nilai total gaya geser akibat beban statik. Sehingga rasio gaya geser total respon spektrum dan statik bisa dicari :

1. Geser Dinamik SRPMM

Analisis dinamik 3 dimensi yang dilakukan adalah analisis response spectrum dengan faktor skala, yangmana perhitungannya sebagai berikut ini:

gxI 9 . 81 x 1 . 5

Skala faktor =

Keterangan :

g = gravitasi (m/s 2 )

I = Faktor keutamaan gempa R = Pemilihan struktur dan parameter sistem.

Faktor skala ini berlaku untuk response spectra arah x maupun response spectra arah y dengan damping ratio 0.05 dan modal combination CQC dan directional combination SRSS.

2. Geser Dinamik SRPMK

Sama hal nya dengan perhitungan skala faktor untuk analisis dinamik SRPMM, namun perbedannya terletak pada nilai koefisien modifikasi responsnya (R), sehingga perhitungannya menjadi :

gxI 9 . 81 x 1 . 5

Skala faktor =

Faktor skala ini juga berlaku untuk response spectra arah x maupun response spectra arah y dengan damping ratio 0.05 dan modal combination CQC dan directional combination SRSS.

BAB V ANALISA STRUKTUR BALOK DAN KOLOM DENGAN SRPMM

5.1. Analisa Penulangan Balok

Pada analisa struktur balok, balok yang ditinjau adalah balok pada lantai 2 dengan kode BL- 415 yang memiliki bentang kotor (L) = 6250 mm dan dimensi 350 x 650

Balok 415

Gambar 5.1. Denah pembalokan lantai 2.

Diketahui data-data perencanaan struktur beton bertulang balok adalah sebagai berikut :

Setalah dilakukan analisa menggunakan excel ø Mn (kapasitas momen penampang) yang dimiliki balok 350 x 650 tidak mampu menahan Mu. Sehingga pada analisa struktur balok

ini, dimensi balok yang asalnya 350 x 650 diubah menjadi 400 x 700.

1. Dimensi Struktur :

- b = 400 mm - h = 700 mm - t s (selimut beton) = 40 mm

2. Bahan Struktur :

- f’c = 30 MPa - fy = 400 MPa ; E = 200000 MPa

- ε c = 0,003 ; ε y = 0,002 ;

- β 1 = Jika f’c < 28 Mpa, nilai β 1 = 0,85 jika tidak ditentukan dengan persamaan

5.1.1. Penulangan Lentur Balok

5.1.1.1. Penulangan lentur bagian tumpuan

A. Input Perhitungan

1. Tulangan Geser :

- Diameter Tul. Geser = 8 mm

2. Tulangan Lentur Atas:

- Diameter Tul. Atas = 25 mm - Jumlah tulangan akibat momen negatif = 7 - Jumlah tulangan akibat momen positif = 5 - Luas Tulangan (As) akibat momen negatif = 7 x (0,25 x

π x 25 2 ) = 3434,75 mm 2

- Luas Tulangan (As) akibat momen positif = 5 x (0,25 x

2 ) =2453,12 mm π x 25 2

3. Tulangan Lentur Bawah:

- Diameter Tul. Bawah = 25 mm - Jumlah tulangan akibat momen negatif = 5 - Jumlah tulangan akibat momen positif = 7 - Luas Tulangan (As ’ ) akibat momen negatif = 7 x (0,25 x

2 ) = 2453,12 mm π x 16 2

- Luas Tulangan (As ’ ) akibat momen positif = 5 x (0,25 x

2 ) =3434,75 mm π x 16 2

4. Tinggi efektif (d) : h – d’ = 700 – (40 + (½ x 25) + 8) = 625,21 mm

B. Analisis Perhitungan

1. Asumsi jika tulangan tekan leleh:

a. Momen Negatif

Asumsi c = (0,85 𝑥 𝑓 ′ 𝑐 𝑥 𝑏 𝑥 𝛽1) = (0,85 𝑥 𝑓 ′ 𝑐 𝑥 𝑏 𝑥 𝛽1) = (0,85 𝑥 30 𝑥 400 𝑥 0,8357) = 46,045

Jika nilai c > 0 maka nilai ’ ε s dihitung dengan persamaan berikut :

𝑥 0,003 = -0,0009 (46,045)

s ε ’ < ε y sehingga tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik.

b. Momen Positif

Dengan cara yang sama didapat : Dengan cara yang sama didapat :

2. Asumsi jika tulangan tekan belum leleh:

Mencari nilai c dengan rumus kesetimbangan ( ∑H=0) dan persamaan kuadrat (0,85 x f’c x b x β 1 x c) + (As x E x (c – d’/c) x 0,003 = As x fy (seluruh ruas dikalikan

c) sehingga :

(0,85 x f’c x b x β 1 xc 2 ) + (As x E x (c – d’) x 0,003 - As x fy x c= 0 Disederhanakan menjadi :

(0,85 x f’c x b x β 1 xc 2 ) + (As x E x c x 0,003)- (As x E x d’ x 0,003) - As x fy x c =

xc (0,85 x f’c x b x β 2 1 ) + ( (As x E x 0,003 - As x fy) x c) - (As x E x d’ x 0,003) =

- (0,85 x f’c x b x β 1 )=A - (As x E x 0,003 - As x fy)= B - - (As x E x d’ x 0,003) = C

a. Momen Negatif

Persamaan kuadrat :

A = 0,85 x f’c x b x β 1 = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 = 8524,29

B = As’ x E x 0,003 – As x fy = 2453,12 x 200000 x 0,003 – 3434,75 x 400 = - 98125 - C=- (As x E x d’ x 0,003) = - (3434,75 x 200000 x 60,5 x 0,003) = -89048438 Dengan rumus persamaan kuadrat dibawah ini,

2𝑎 Didapatkan nilai c 1 dan c 2

- c 1 = 96,614 - c 2 = -108,125

Nilai c haruslah memenuhi ketentuan 0<c<d, sehingga nilai c diambil = 96,614 Perhitungan Tegangan Tulangan Tekan yg Belum Leleh:

(𝑐) 𝑥𝜀 𝑠 = (96,614) 𝑥 0,003 = 0,00112 fs’ = E x ε s ’ = 200000 x ( 0,00112 ) = 224,279 MPa

b. Momen Positif

Dengan cara yang sama menggunakan persamaan kuadrat. Didapatkan nilai c 1 dan c 2

- c 1 = 85,304 - c 2 = -211,928

Nilai c haruslah memenuhi ketentuan 0<c<d, sehingga nilai c diambil = 85,304

fs’ = E x ε s ’ = 200000 x (0,00037) = 73,985 MPa

3. Kontrol Daktilitas atau Rasio Penulangan

a. Rasio penulangan minimum ( ρ min )

b. Rasio penulangan maksimum ( ρ max )

c. Rasio penulangan aktual ( ρ aktual )

Kontrol :

ρ min < ρ aktual < ρ max

0,0035 < 0,0138 < 0,037 (OK) Konfigurasi tulangan tidak perlu dirubah.

4. Perhitungan Kapasitas Momen

a. Momen Negatif

- C c = 0,85 x f’c x b x β 1 x c = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 x 96,614 = 823566,54 N - C s ’ = Karena tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik maka C s ’ dihitung

dengan perasamaan :

C s ’= As’ x fs’ = 2453,12 x (224,729) = 550183,5 N - T s = As x fy = 3434,75 x 400 = 1373750 N

Kontrol dengan persamaan kesetimbangan (∑H=0)

C c +C s ’-T s =0

823566,54 + 550183,5 - 1373750 = 0 (OK)

Momen Nominal

- M n =C c x(d – (a/2) ) + C s ’ x (d-d’) = 823566,54 x (625,21 – (0,8357 x 96,614/2) ) + (550183,5 x ( 625,21-60,5) ) = 792353895,8 N.mm

Faktor Reduksi ( ø )

Jika nilai c/d > 0,6 maka ø = 0,65 ; Jika nilai c/d < 0,375 maka ø = 0,9 Dan jika nilai 0,375 < c/d < 0,6 maka nilai ø = 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

Nilai c/d = 96,614/625,21 = 0,154 sehingga ø = 0,9

Momen Nominal Terfaktor

ø M n = 0,9 x 792,353 = 713,12 kN.m

b. Momen Positif

Dengan menggunakan rumus yang sama didapat nilai-nilai berikut dan dikontrol terhadap (∑H=0)

C c +C s ’-T s =0

727159,10 + 254090,9 - 981250 = 0 (OK)

Momen Nominal

- M n =C c x(d – (a/2) ) + C s ’ x (d-d’) = 727159,10 x (639,5 – (0,8357 x 85,304/2) ) + (254090,9 x ( 639,5-74,8) ) = 582587380.2 N.mm

Faktor Reduksi ( ø )

Jika nilai c/d > 0,6 maka ø = 0,65 ; Jika nilai c/d < 0,375 maka ø = 0,9 Dan jika nilai 0,375 < c/d < 0,6 maka nilai ø = 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

Nilai c/d = 85,304/639,5 = 0,133 sehingga ø = 0,9

Momen Nominal Terfaktor

ø M n = 0,9 x 142,52= 582,58 kN.m

5. Kontrol ø M n Terhadap M u Diketahui M u pada tumpuan hasil analisis struktur beban envelope dengan SAP 2000

adalah sebagai berikut :

Balok Lantai 2 - Balok 415

Frame Station OutputCase

CaseType StepType

a. Momen Negatif

- M uL dan M uR = 579,878 kN.m dan 624,15 kN.m - ø M n = 713,12 kN.m - ø M n >M uL dan M uR = OK

b. Momen Positif

- M uL dan M uR = 474,77 kN.m dan 516,921 kN.m - ø M n = 582,58 kN.m - ø M n >M uL dan M uR = OK

6. Kontrol ø M n Terhadap Persyaratan Momen Penampang

Persyaratan momen untuk tumpuan adalah sebagi berikut :

5.1.1.2. Penulangan lentur bagian Lapangan

A. Input Perhitungan

1. Tulangan Geser :

- Diameter Tul. Geser = 8 mm

2. Tulangan Lentur Bawah:

- Diameter Tul. Tarik = 25mm - Jumlah tulangan akibat momen negatif = 2 - Jumlah tulangan akibat momen positif = 3

- Luas Tulangan (As) akibat momen negatif = 2 x (0,25 x

π x 25 2 ) = 981,25 mm 2

- Luas Tulangan (As) akibat momen positif = 3 x (0,25 x

2 ) =1471,875 mm π x 25 2

3. Tulangan Lentur Atas:

- Diameter Tul. Tekan = 25 mm - Jumlah tulangan akibat momen negatif = 3 - Jumlah tulangan akibat momen positif = 2 - Luas Tulangan (As ’ ) akibat momen negatif = 3 x (0,25 x

π x 25 2 ) = 1471,875

mm 2 - Luas Tulangan (As ’ ) akibat momen positif = 2 x (0,25 x

2 ) =981,25 mm π x 25 2

4. Tinggi efektif (d) : h – d’ = 700 – (40 + (½ x 25) + 8) = 639,5 mm

B. Analisis Perhitungan

1. Asumsi jika tulangan tekan leleh:

a. Momen Negatif

Asumsi c =

(0,85 𝑥 𝑓 ′ 𝑐 𝑥 𝑏 𝑥 𝛽1) = (0,85 𝑥 𝑓 ′ 𝑐 𝑥 𝑏 𝑥 𝛽1) = (0,85 𝑥 30 𝑥 400 𝑥 0,8357) = −23,022 Jika nilai c < 0 maka nilai ε s ’ = 0 sehingga tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik.

b. Momen Positif

Dengan cara yang sama didapat : nilai asumsi c = 23,022

Jika nilai c > 0 maka nilai s ’ ε dihitung dengan persamaan berikut : ε (23,022−60,5)

𝑥 0,003 = -0,0049

ε s ’ < ε y sehingga tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik.

2. Asumsi jika tulangan tekan belum leleh:

Mencari nilai c dengan rumus kesetimbangan ( ∑H=0) dan persamaan kuadrat

(0,85 x f’c x b x β 1 x c) + (As x E x (c – d’/c) x 0,003 = As x fy (seluruh ruas dikalikan

c) sehingga :

(0,85 x f’c x b x β 1 xc 2 ) + (As x E x (c – d’) x 0,003 - As x fy x c= 0 Disederhanakan menjadi : xc (0,85 x f’c x b x β 2 1 ) + (As x E x c x 0,003)- (As x E x d’ x 0,003) - As x fy x c =

(0,85 x f’c x b x β 1 xc 2 ) + ( (As x E x 0,003 - As x fy) x c) - (As x E x d’ x 0,003) =

- (0,85 x f’c x b x β 1 )=A - (As x E x 0,003 - As x fy)= B - - (As x E x d’ x 0,003) = C

a. Momen Negatif

Persamaan kuadrat :

A = 0,85 x f’c x b x β 1 = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 = 8524,29

B = As’ x E x 0,003 – As x fy = 981,85 x 200000 x 0,003 – 1471,875 x 400 = - 490625 - C=- (As x E x d’ x 0,003) = - (981,85 x 200000 x 60,5 x 0,003) = -53429063 Dengan rumus persamaan kuadrat dibawah ini,

2𝑎 Didapatkan nilai c 1 dan c 2

- c 1 = 55,460 - c 2 = -113,016

Nilai c haruslah memenuhi ketentuan 0<c<d, sehingga nilai c diambil = 55,460 Perhitungan Tegangan Tulangan Tekan yg Belum Leleh:

𝑥 0,003 = -0,00027 (𝑐) (55,460)

b. Momen Positif

Dengan cara yang sama menggunakan persamaan kuadrat. Didapatkan nilai c 1 dan c 2

- c 1 = 64,642 - c 2 = -64,642

Nilai c haruslah memenuhi ketentuan 0<c<d, sehingga nilai c diambil = 64,642

fs’ = E x s ’ ε = 200000 x 0,00019 = 38,445 MPa

3. Kontrol Daktilitas atau Rasio Penulangan

a. Rasio penulangan minimum ( ρ min )

b. Rasio penulangan maksimum ( ρ max )

c. Rasio penulangan aktual ( ρ aktual )

ρ min < ρ aktual < ρ max

0,0035 < 0,0057 < 0,0242 (OK) Konfigurasi tulangan tidak perlu dirubah.

4. Perhitungan Kapasitas Momen 4. Perhitungan Kapasitas Momen

- C c = 0,85 x f’c x b x β 1 x c = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 x 55,460= 472756,3 N - C s ’ = Karena tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik maka C s ’ dihitung

dengan perasamaan :

C s ’= As’ x fs’ = 1471,875 x (-54,527) = -80256,31 N - T s = As x fy = 981,85 x 400 = 392500 N Kontrol dengan persamaan kesetimbangan (∑H=0)

C c +C s ’-T s =0

472756,3 + (-80256,31) - 392500 = 0 (OK)

Momen Nominal

- M n =C c x(d – (a/2) ) + C s ’ x (d-d’) = 472756,3 x (639,5 – (0,8357 x 55,460/2) ) + (-80256,31 x ( 639,5-60,5) ) = 244903446,5 N.mm

Faktor Reduksi ( ø )

Jika nilai c/d > 0,6 maka ø = 0,65 ; Jika nilai c/d < 0,375 maka ø = 0,9 Dan jika nilai 0,375 < c/d < 0,6 maka nilai ø = 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

Nilai c/d = 55,460/639,5 = 0,089 sehingga ø = 0,9

Momen Nominal Terfaktor

ø M n = 0,9 x 244,903 = 220,41 kN.m

b. Momen Positif

Dengan menggunakan rumus yang sama didapat nilai-nilai berikut dan dikontrol terhadap (∑H=0)

C c +C s ’-T s =0

551026,06 + 37723,93 - 588750= 0 (OK)

Momen Nominal

- M n =C c x(d – (a/2) ) + C s ’ x (d-d’) = 551026,06 x (621,5 – (0,8357 x 38,445/2) ) + (37723,93 x ( 621,5-60,5) ) = 359339516,9 N.mm

Faktor Reduksi ( ø )

Jika nilai c/d > 0,6 maka ø = 0,65 ; Jika nilai c/d < 0,375 maka ø = 0,9 Dan jika nilai 0,375 < c/d < 0,6 maka nilai ø = 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

Nilai c/d = 64,642/639,5 = 0,101 sehingga ø = 0,9

Momen Nominal Terfaktor

ø M n = 0,9 x 359,34 = 323,41 kN.m

5. Kontrol ø M n Terhadap M u Diketahui M u pada lapangan hasil analisis struktur beban envelope dengan SAP 2000

adalah sebagai berikut :

Balok Lantai 2 - Balok 415

Frame Station OutputCase

CaseType StepType

a. Momen Negatif

- M u = 17,19 kN.m - ø M n = 220,41 kN.m - ø M n >M u = OK

b. Momen Positif

- M u = 79,41 kN.m - ø M n = 323,41 kN.m - ø M n >M u = OK

6. Kontrol ø M n Terhadap Persyaratan Momen Sepanjang Bentang

Persyaratan momen untuk sepanjang bentang adalah sebagai berikut :

|𝑀 𝑛 𝑀𝐼𝑁 | 1 ≥ |𝑀 𝑛 𝑀𝐴𝑋 | 5

M n (MIN) = 220,41 kN.m (Momen negatif pada lapangan) M n (MAX) = 713,12 kN.m (Momen negatif pada tumpuan)

220,41

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA