Perencanaan Struktur Baja Pada Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Delapan Lantai
BAB II
DASAR TEORI
2.1
Dasar Perencanaan
2.1.1
Jenis Pembebanan
Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada
gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut. struktur yang didisain harus
mampu mendukung berat bangunan, beban hidup akibat fungsi bangunan, tekanan
angin, maupun beban khusus berupa gempa dll. Beban-beban yang bekerja pada
struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.
2.1.1.1 Beban Mati (qDL)
Beban mati 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 tak terpisahkan dari gedung itu.Untuk
merencanakan gedung ini, beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan
bangunan dan komponen gedung adalah :
Tabel 2.1. Berat jenis bahan bangunan
No.
Material
1. Baja
2. Batu alam
3. Batu belah, batu bulat,batu gunung
Berat
7850 kg/m3
2600 kg/m3
Keterangan
4.
5.
Batu karang
Batu pecah
6.
Besi tuang
1500 kg/m3 berat tumpuk
700 kg/m3 berat tumpuk
1450 kg/m3
7250 kg/m3
7.
Beton
2200 kg/m3
6
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)
No.
Material
8. Beton bertulang
9. Kayu
Berat
Keterangan
2400 kg/m3
1000 kg/m3 kelas I
10. Kerikil, koral
11. Pasangan bata merah
12. Pasangan batu belah, batu bulat,
1650 kg/m3 kering udara sampai
1700 kg/m3
2200 kg/m3
13. Pasangan batu cetak
2200 kg/m3
14. Pasangan batu karang
1450 kg/m3
15. Pasir
16. Pasir
1600 kg/m3 kering udara sampai
1800 kg/m3 jenuh air
1850 kg/m3 kering udara sampai
17. Pasir kerikil, koral
18. Tanah, lempung dan lanau
1700 kg/m3 kering udara sampai
2000 kg/m3 basah
19. Tanah, lempung dan lanau
20. Timah hitam / timbel)
11400 kg/m3
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
Tabel 2.2. Beban Mati Tambahan (komponen gedung)
No.
1.
2.
Material
Adukan, per cm tebal :
Berat
- dari semen
21 kg/m2
- dari kapur, semen merah/tras
17 kg/m2
14 kg/m2
Aspal, per cm tebal :
Keterangan
Dinding pasangan bata merah :
3.
4.
- satu batu
450 kg/m2
- setengah batu
250 kg/m2
Dinding pasangan batako :
- berlubang :
tebal dinding 20 cm (HB 20)
tebal dinding 10 cm (HB 10)
- tanpa lubang :
tebal dinding 15 cm tebal
dinding 10 cm
200 kg/m2
120 kg/m2
300 kg/m2
200
kg/m2
7
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)
No.
Material
Langit-langit & dinding, terdiri :
Berat
Keterangan
termasuk rusuk-rusuk,
-
semen asbes (eternit), tebal
5.
11 kg/m2
tanpa pengantung atau
maks. 4 mm
pengaku
-
kaca, tebal 3-5 mm
10
kg/m2
6.
Lantai kayu sederhana dengan
7.
bentang maks. 5 m, jarak
8.
Penggantung langit-langit (kayu) 7 kg/m2
Penutup atap genteng
50 kg/m2
9.
Penutup atap sirap
40 kg/m2
dengan reng dan usuk / kaso
10 kg/m2
tanpa usuk
24 kg/m2
ubin semen portland, teraso
10. Penutup atap seng gelombang
11. Penutup lantai ubin, /cm tebal
40 kg/m2
tanpa langit-langit, bentang
dengan reng dan usuk / kaso
12. Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kg/m2
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
2.1.1.2 Beban Hidup (qLL)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu
gedung, termasuk beban – beban pada lantai yang berasal dari barang – barang yang
dapat berpindah, mesin – mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak
terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu,
sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut.
Khususnya pada atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan
(PPIUG 1983)
8
Universitas Sumatera Utara
Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur
telah berfungsi, namun bervariasi dalam besar dan lokasinya. Contohnya adalah
beban orang, furnitur, perkakas yang dapat bergerak, kendaraan dan barang-barang
yang dapat disimpan. Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen
sedangkan, yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya. Karena tidak
diketahui besar, lokasi dan kepadatannya, besar dan posisi sebenarnya dari bebanbeban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson, 1992).
Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap
yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut
Tabel 2.3. Beban Hidup Pada Lantai Bangunan
No.
Fungsi
a. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali disebut no b
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
Beban Hidup
200 kg/m2
Lantai & tangga rumah tinggal sederhana dan gudang
gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik atau
bengkel
Lantai sekolah ruang kuliah, Kantor, Toko, toserba,
Restoran, Hotel, asrama, Rumah Sakit
Lantai ruang olahraga
Lantai ruang dansa
Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain
dari pada yang disebut dalam a s/d e seperti masjid, gereja,
ruang pagelaran/rapat, bioskop dengan tempat duduk tetap
Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau
untuk penonton yang berdiri
Lantai Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut
dalam c
Lantai Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut
dalam d, e, f, dan g
Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f,
dan g
Lantai Pabrik, bengkel, gudang Perpustakaan, ruang
arsip,toko buku, toko besi, ruang alat alat dan ruang mesin
harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan
tersendiri, dengan minimum
125 kg/m2
250 kg/m2
400 kg/m2
500 kg/m2
400 kg/m2
500 kg/m2
300 kg/m2
500 kg/m2
250 kg/m2
400 kg/m2
9
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)
No.
l.
m.
Fungsi
Beban Hidup
Lantai gedung parkir bertingkat :
800 kg/m2
- Lantai bawah
400 kg/m2
- Lantai tingkat lainnya
Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus
300 kg/m2
direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang
berbatasan, dengan minimum
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
Tabel 2.4. Beban Hidup Pada Atap
No.
a.
b.
c.
Fungsi
Beban
Hidup
Atap / bagiannya dapat dicapai orang, termasuk kanopi
dan atap dak
Atap / bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min.) :
- beban hujan
- beban terpusat
100 kg/m2
20 kg/m2
100 kg
200 kg/m2
Balok/gording tepi kantilever
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua
bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung
tersebut adalah sangat kecil, maka pada perencanaan balok induk dan portal dari
system pemikul beban dari suatu struktur gedung, beban hidupnya dikalikan
dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan
gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 2.5.
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.5. Koefisien reduksi beban hidup
Penggunaan gedung
Koefisien Reduksi Beban Hidup
Perencanaan balok Peninjauan
induk dan portal
gempa
PERUMAHAN/PENGHUNIAN :
Rumah tinggal, asrama, hotel, rumah
sakit
0,75
0,30
PENDIDIKAN :
Sekolah, Ruang kuliah
0,90
0,50
PERTEMUAN UMUM :
Mesjid, gereja, bioskop, restoran, ruang
dansa, ruang pagelaran
0,90
0,50
KANTOR :
Kantor, Bank
0,60
0,30
PERDAGANGAN :
Toko, toserba, pasar
0,80
0,80
PENYIMPANAN :
Gudang, perpustakaan, ruang arsip
0,80
0,80
INDUSTRI :
Pabrik, bengkel
1,00
0,90
TEMPAT KENDARAAN :
Garasi, gedung parkir
0,90
0,50
GANG & TANGGA :
- Perumahan/penghunian
- Pendidikan, kantor
- Pertemuan umum, perdagangan,
- Penyimpanan, industri, tempat
kendaraan
0,75
0,75
0,90
0,30
0,50
0,50
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
11
Universitas Sumatera Utara
2.1.1.3 Beban Angin (qWL)
Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari
kecepatan angin, rapat massa udara, letak geografis, bentuk dan ketinggian
bangunan, serta kekakuan struktur. Bangunan yang berada pada lintasan angin,
akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti. Sebagai akibatnya, energi
kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial, yang berupa tekanan atau
hisapan pada bangunan. Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada
gedung atau bagian gedung
Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan
negatif (hisapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau. Besarnya
tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kg/m2 ini ditentukan dengan
mengalikan tekanan tiup dengan koefisien – koefisien angin. Tekan tiup harus
diambil minimum 25 kg/m2, kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai
sejauh 5 km dari tepi pantai. Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum
40 kg /m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam m/det, yang harus ditentukan
oleh instansi yang berwenang. Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan –
berarti isapan ). beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin
yang di rangkum dalam tabel 2.6
12
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.6. Koefisien Beban Angin
No. Jenis Gedung / Struktur
1. Gedung tertutup :
a. Dinding vertikal
b. Atap segitiga
Posisi Tinjauan
Koefisien
- di pihak angin
- di belakang angin
- sejajar arah angin
+ 0,9
- 0,4
- 0,4
di pihak angin (α < 65o)
- di pihak angin (65o < α m)
- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H >
m dengan
)
Indeks Plasitisitas PI >
m
Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H >
dengan su <
kPa
5
,
7
5
7
5
3
0
5
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
- Kecepatan rata-rata gelombang geser, Vs
Dimana :
di
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter
Vsi
= kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per
detik (m/detik)
- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata, N
24
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
di
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter
Ni
= tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur
langsung di lapangan tanpa koreksi, dengan nilai tidak lebih dari
305 pukulan/m
- Kuat geser niralir rata-rata, Su
Dimana :
dc
= jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di
dalam lapisan 30 meter paling atas
Sui
= kuat geser niralir (kPa), dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa
Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah,
diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1
detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada
getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang
mewakili getaran perioda 1 detik (Fv). Parameter spektrum respons percepatan pada
perioda pendek (SMS). dan perioda 1 detik (SM1). Yang disesuaikan dengan
25
Universitas Sumatera Utara
pengaruh klasifikasi situs (SNI 1726:2012), harus ditentukan dengan perumusan
berikut ini:
SMS
= Fa . Ss
SM1
= Fv . S 1
Dimana :
Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk
perioda pendek
S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk
perioda 1,0 detik.
dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 2.11 dan Tabel 2.12
Tabel 2.11 Koefisien situs, Fa
0,8
1,0
1,2
1,4
1,7
Ss =
0,8
1,0
1,1
1,2
1,2
SSb
5
2
,
1
Ss =
0
,
1
0,8
1,0
1,2
1,6
2,5
5
7
,
0
S s :s
SA
SB
SC
SD
SE
SF
5
,
0
Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada
perioda pendek, T=0,2 detik, S s
5
2
,
0
Kelas
situs
Ss =
Ss 2
0,8
1,0
1,0
1,1
0,9
0,8
1,0
1,0
1,0
0,9
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
CATATAN:
- Untuk nilai-nilai antara S s dapat dilakukan interpolasi linier
- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons
situs spesifik,
26
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.12 Koefisien situs, Fv
1
S =
0,8
1,0
1,6
2
3,2
1
1
S =
5
,
0
4
,
0
3
,
0
1
S :s
0,8
1,0
1,7
2,4
3,5
2
,
0
SA
SB
SC
SD
SE
SF
1
1
Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada
perioda 1 detik, S
1
,
0
Kelas
situs
S =
0,8
1,0
1,5
1,8
2,8
SSb
S 2
0,8
1,0
1,4
1,6
2,4
0,8
1,0
1,3
1,5
2,4
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
CATATAN:
- Untuk nilai-nilai antara S s dapat dilakukan interpolasi linier
- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons
situs spesifik,
Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik. Struktur dengan
kategori risiko I, II, atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral
percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, S1 , lebih besar dari atau sama dengan
0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E. Struktur
yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral
percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, S1 , lebih besar dari atau sama dengan
0,75, harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F. Semua
struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori
risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya, SDS
dan SD1
.Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain
seismik yang lebih parah, dengan mengacu pada Tabel 2.13 atau 2.14 , terlepas dari
nilai perioda fundamental getaran struktur, T (SNI 1726:2012).
27
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.13 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada perioda pendek
S DS <
3 0
3 5
,
,
7 0 0
6
1
,
0
Nilai S DS
Kategori risiko
I atau II atau III
IV
A
:< S DS <
B
C
:< SDS <
C
D
0
5
,
7 3 0
6 3
1 ,
,
0 0
A
D
D
:< S DS
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung
dan non gedung SNI 1726:2012.)
Tabel 2.14 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada perioda 1 detik
1
1
3 0
3 2
1 ,
7 , 0
0
6
1
,
1
0 1
Nilai S D
7
6
0
,
0
SD <
:< S D <
:< S D <
Kategori risiko
I atau II atau III
IV
A
B
C
C
D
1
0
2
3 ,
3 0
1
,
0
A
D
D
:< S D
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung
dan non gedung SNI 1726:2012.)
Geser dasar seismik, V , dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai
dengan persamaan berikut:
V
= Cs . W
Keterangan:
Cs
= koefisien respons seismik
W
= berat seismik efektif
Berat seismik efektif struktur, W menurut SNI 1726:2012 , harus menyertakan
seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini:
28
Universitas Sumatera Utara
1. Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan: minimum sebesar 25
persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur
parkiran terbuka, serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen
dari berat seismik efektif pada suatu lantai, tidak perlu disertakan);
2. Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai: diambil
sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai
minimum sebesar 0,48 kN/m2;
3. Berat operasional total dari peralatan yang permanen;
4. Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis
lainnya.
Koefisien respons seismik, Cs , harus ditentukan sesuai dengan
Cs
=
Dimana :
SDS
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda
pendek
R
= faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.9
Ie
= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 2.8
Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari
persamaan di bawah :
Cs
=
29
Universitas Sumatera Utara
Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari :
Cmin
= 0,044 . SDS . Ie > 0,01
Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama
dengan atau lebih besar dari 0,6g , maka Cs harus tidak kurang dari:
Cs
,
=
Dimana :
SDS
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda
pendek
SD1
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar
1,0 detik,
R
= faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.9
Ie
= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 2,8
T
= perioda fundamental struktur (detik)
Perioda fundamental pendekatan Ta , dalam detik, harus ditentukan dari :
Ta
= Ct
Dimana :
hn
= ketinggian struktur, dalam (m)
Ct
= koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 2.13
x
= koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 2.13
30
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.15 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x
Tipe struktur
Ct
x
Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya
gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan
komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika
dikenai gaya gempa:
0,0724 a
Rangka baja pemikul momen
0,8
0,0466
a
0,9
Rangka baja dengan bresing eksentris
0,0731
a
0,75
Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk
0,0731 a
0,75
a
0,75
Rangka beton pemikul momen
Semua sistem struktur lainnya
0,0488
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung
dan non gedung SNI 1726:2012.)
Sebagai alternatif, menurut SNI 1726:2012 untuk menentukan perioda fundamental
pendekatan Ta, dalam detik, dari persamaan berikut untuk struktur dengan
ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri
dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat
paling sedikit 3 m:
Ta
= 0,1N
Dimana :
N
= jumlah, tingkat (m)
Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan :
Tmax
= Cu Ta
Dimana :
Ta
= waktu getar struktur, dalam (m)
Cu
= koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 2.14
31
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.16 Koefisien untuk batas perioda struktur
Parameter percepatan respons spektral desain
pada 1 detik, S D1
Koefisien Cu
1,4
1,4
1,5
1,6
1,7
> 0,4
0,3
0,2
0,15
< 0,1
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
2.1.2
Kombinasi Pembebanan
komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI
1726:2012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi
pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut:
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)
3. 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (L atau 0.5W)
4. 1,2D + 1,0 W + L + 0,5(Lr atau R)
5. 1,2D + 1,0 E + L
6. 0,9D + 1,0 W
7. 0,9D + 1,0 E
8.
Pengaruh beban gempa, E , harus ditentukan sesuai dengan berikut ini:
1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam
E
= Eh + Ev
32
Universitas Sumatera Utara
2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7
E
= Eh - Ev
Keterangan:
E
= pengaruh beban gempa;
Eh
= pengaruh beban gempa horisontal
Ev
= pengaruh beban gempa vertikal
Pengaruh beban gempa horisontal, Eh , harus ditentukan sesuai dengan Persamaan
sebagai berikut:
Eh
= ρQh
Keterangan:
Q
= pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p
ρ
= faktor redundansi
Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F,m
SNI 1726:2012 mengatur ρ harus sama dengan 1,3 kecuali jika satu dari dua
kondisi berikut dipenuhi, di mana p diijinkan diambil sebesar 1,0:
a. Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam
arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 2.12;
b. Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya
gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa
yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah
ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar.
33
Universitas Sumatera Utara
Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding
geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi
dengan tinggi tingkat, hsx , untuk konstruksi rangka ringan.
Tabel 2.17 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih
dari 35 persen gaya geser dasar
Elemen penahan
gaya lateral
Persyaratan
Rangka dengan
bresing
Pelepasan bresing individu, atau sambungan yang terhubung, tidak akan
mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen, atau sistem
yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan
(ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Rangka pemikul
Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung
momen
balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar
33 persen, atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan
torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Dinding geser atau Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap
pilar dinding dengan panjang lebih besar dari 1,0 di semua tingkat, atau sambungan kolektor yang
rasio tinggi terhadap terhubung, tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar
panjang lebih besar 33 persen, atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang
dari 1,0
berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Kolom kantilever
Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever
tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33
persen, atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang
berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Lainnya
Tidak ada persyaratan
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
2.2
Kinerja Struktur Gedung
2.2.1
Kinerja Batas Layan
Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat
akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja
dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan
nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar-tingkat ini harus
34
Universitas Sumatera Utara
dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal
yang telah dibagi Faktor Skala..
Faktor Skala =
,
>1
Dimana :
V1
= Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang
pertama saja
Vt
= Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam
spektrum respons yang telah dilakukan.
Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus
dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur. Analisis harus
menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa
ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam
masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model.
Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang
ditinjau, termasuk simpangan antar lantai tingkat, gaya dukung, dan gaya elemen
struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan
properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R/
Ie). Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan
antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (Cd/Ie) . Nilai untuk masing-masing
parameter yang ditinjau, yang dihitung untuk berbagai ragam,
harus
dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau
metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC), sesuai dengan SNI 1726:2012. Metoda
CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak
35
Universitas Sumatera Utara
dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan
torsi.
Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat
maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur
gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya
keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan
untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur
gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi). simpangan antar-tingkat
ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa
nominal (SNI 1726:2002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )
harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan
terbawah yang ditinjau. Lihat Gambar 2.4, Apabila pusat massa tidak terletak
segaris dalam arah vertikal, diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat
berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 1726:2012)
Gambar 2.4 Penentuan simpangan antar lantai
36
Universitas Sumatera Utara
Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan
persamaan berikut:
δx
=
.
Dimana :
Cd
= faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 2,9
δxe
= defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan
dengan analisis elastis
Ie
= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 2,8
Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar
lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 2.13 untuk semua tingkat.
Tabel 2.18 Simpangan antar lantai ijin
0
2
0
,
0
5
1
0
,
0
hsx
hsx
7
0
0
,
0
hsx
7
0
0
,
0
hsx
hsx
hsx
0
1
0
,
0
0
1
0
,
0
hsx
5
1
0
,
0
0
1
0
,
0
hsx
0
2
0
,
0
Semua struktur lainnya
hsx
IV
7
0
0
,
0
Struktur dinding geser batu bata lainnya
III
c
0
1
0
,
0
Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat
atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-langit dan
sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk
mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat.
Struktur dinding geser kantilever batu batad
Kategori risiko
I atau II
5
2
0
,
0
Struktur
hsx
hsx
hsx
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai
satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana, harus dipisahkan yang
satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya
paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur
37
Universitas Sumatera Utara
gedung pada taraf itu. Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan
kurang dari 75 mm (SNI 1726:2012).
2.2.2
Kinerja Batas kekuatan
2.2.2.1 Perencanaan Pelat Floor Deck
Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah
lapangan. Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah. Bila pelat
mengalami rotasi bebas pada tumpuan, pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap
momen puntir, maka pelat itu dikatakan jepit penuh. Bila balok tepi tidak cukup
kuat untuk mencegah rotasi, maka dikatakan terjepit sebagian. Tebal minimum
yang ditentukan dalam Tabel 2.14 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak
menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin
akan rusak akibat lendutan yang besar, kecuali bila
erhitungan lendutan
menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa
menimbulkan pengaruh yang merugikan.
Tabel 2.19. Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila
Lendutan Tidak Dihitung
Tebal minimum, h
Tertumpu
Komponen struktur
Satu ujung
Kedua ujung
Kantilever
Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi atau
konstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar
Pelat masif satu-arah
Balok atau pelat rusuk
satu-arah
,
(Sumber : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung
SNI 2847:2002)
38
Universitas Sumatera Utara
CATATAN:
Panjang bentang dalam mm.
Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal
dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa. Untuk kondisi lain, nilai di atas harus dimodifikasikan
sebagai berikut:
a. Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density), w , di antara 1440 sampai
1840 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan (1,65 – 0,0003wc) tetapi tidak kurang dari 1,09.
b. Untuk fy selain 420 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700).
a. Disain pada Momen Positif
Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan
gaya tekan disumbangkan oleh beton. Dalam hal ini penampang beton
berbentuk persegi panjang
Gambar 2.5. Diagram tegangan momen positif floor deck
Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah
sebagai berikut :
Mn =
Dimana ϕ= 0.8
Rn =
m=
ρ=
.
1– 1–
.
39
Universitas Sumatera Utara
As PERLU = ρ b d
rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan
suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut :
Tabel 2.20 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat
ρmin
Jenis Pelat
Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300
0,0020
Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las
0,0018
Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi
0,0018 x 400/ f y
(Sumber : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung
SNI 2847:2002)
Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah
jarak tulangan maximum. Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 6.4 jarak tulangan
adalah :
S=
– 2.5 Cc
Dimana :
fs = 60% fy
Cc = Selimut Beton
b.
Disain pada Momen Negatif
Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya
tekan disumbangkan oleh beton. Dalam hal ini penampang beton berbentuk
sebagai berikut
40
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Diagram tegangan momen negatif floor deck
2.2.2.2 Perencanaan Pelat Chekered
Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah . syarat batas yang
harus di penuhi pelat metal adalah
ϕMn > Mu
dimana :
ϕMn
= momen nominal = Zx fy
Mu
= momen ultimate
2.2.2.3 Perencanaan Batang Tekan
Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan
keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi, dan tekuk torsi lentur. Profil dengan
dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah :
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
tegangan kritis, fcr ditentukan sebagai berikut :
a. Bila
.
< 4,71
( atau
fcr = ,
< 2,25 )
. fy
41
Universitas Sumatera Utara
b. Bila
.
fe =
> 4,71
( atau
> 2,25 )
fcr = ,
. fe
Dimana :
K
= faktor panjang efektir
L
= panjang profil
r
= jari jari inersia
fcr
= tegangan kritis
fe
= tegangan euler
λ
= kelangsingan =
.
2.2.2.4 Perencanaan Batang Lentur
Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia
untuk gedung (PPIUG) 1983, sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan
SNI 03-1729-2015 .
Tabel 2.21. Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015
PROFIL
q
Lr
Lp
MP
Mr
Vn
kg/m
m
m
KN m
KN m
KN
14.00
3.16
0.84
23.54
15.09
108.00
WF 150 x 100 x 6 x 9
21.10
5.30
1.20
36.09
23.46
127.87
WF 200 x 100 x 4.5 x 7
18.20
3.46
1.12
40.89
27.20
128.30
WF 200 x 100 x 5.5 x 8
21.30
3.78
1.12
48.02
31.28
158.40
WF 200 x 150 x 6 x 9
30.60
6.37
1.82
71.08
46.88
167.62
WF 250 x 125 x 5 x 8
25.70
4.20
1.41
73.27
48.45
178.56
WF 150 x 75 x 5 x 7
42
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.21. Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)
q
PROFIL
Lr
Lp
MP
Mr
Vn
kg/m
m
m
KN m
KN m
KN
WF 250 x 125 x 6 x 9
29.60
4.46
1.41
84.43
55.08
216.00
WF 300 x 150 x 5.5 x 8
32.00
4.75
1.67
109.20
72.08
236.02
WF 300 x 150 x 6.5 x 9
36.70
4.97
1.67
125.28
81.77
280.80
WF 350 x 175 x 6 x 9
41.40
5.53
1.97
DASAR TEORI
2.1
Dasar Perencanaan
2.1.1
Jenis Pembebanan
Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada
gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut. struktur yang didisain harus
mampu mendukung berat bangunan, beban hidup akibat fungsi bangunan, tekanan
angin, maupun beban khusus berupa gempa dll. Beban-beban yang bekerja pada
struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.
2.1.1.1 Beban Mati (qDL)
Beban mati 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 tak terpisahkan dari gedung itu.Untuk
merencanakan gedung ini, beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan
bangunan dan komponen gedung adalah :
Tabel 2.1. Berat jenis bahan bangunan
No.
Material
1. Baja
2. Batu alam
3. Batu belah, batu bulat,batu gunung
Berat
7850 kg/m3
2600 kg/m3
Keterangan
4.
5.
Batu karang
Batu pecah
6.
Besi tuang
1500 kg/m3 berat tumpuk
700 kg/m3 berat tumpuk
1450 kg/m3
7250 kg/m3
7.
Beton
2200 kg/m3
6
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)
No.
Material
8. Beton bertulang
9. Kayu
Berat
Keterangan
2400 kg/m3
1000 kg/m3 kelas I
10. Kerikil, koral
11. Pasangan bata merah
12. Pasangan batu belah, batu bulat,
1650 kg/m3 kering udara sampai
1700 kg/m3
2200 kg/m3
13. Pasangan batu cetak
2200 kg/m3
14. Pasangan batu karang
1450 kg/m3
15. Pasir
16. Pasir
1600 kg/m3 kering udara sampai
1800 kg/m3 jenuh air
1850 kg/m3 kering udara sampai
17. Pasir kerikil, koral
18. Tanah, lempung dan lanau
1700 kg/m3 kering udara sampai
2000 kg/m3 basah
19. Tanah, lempung dan lanau
20. Timah hitam / timbel)
11400 kg/m3
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
Tabel 2.2. Beban Mati Tambahan (komponen gedung)
No.
1.
2.
Material
Adukan, per cm tebal :
Berat
- dari semen
21 kg/m2
- dari kapur, semen merah/tras
17 kg/m2
14 kg/m2
Aspal, per cm tebal :
Keterangan
Dinding pasangan bata merah :
3.
4.
- satu batu
450 kg/m2
- setengah batu
250 kg/m2
Dinding pasangan batako :
- berlubang :
tebal dinding 20 cm (HB 20)
tebal dinding 10 cm (HB 10)
- tanpa lubang :
tebal dinding 15 cm tebal
dinding 10 cm
200 kg/m2
120 kg/m2
300 kg/m2
200
kg/m2
7
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)
No.
Material
Langit-langit & dinding, terdiri :
Berat
Keterangan
termasuk rusuk-rusuk,
-
semen asbes (eternit), tebal
5.
11 kg/m2
tanpa pengantung atau
maks. 4 mm
pengaku
-
kaca, tebal 3-5 mm
10
kg/m2
6.
Lantai kayu sederhana dengan
7.
bentang maks. 5 m, jarak
8.
Penggantung langit-langit (kayu) 7 kg/m2
Penutup atap genteng
50 kg/m2
9.
Penutup atap sirap
40 kg/m2
dengan reng dan usuk / kaso
10 kg/m2
tanpa usuk
24 kg/m2
ubin semen portland, teraso
10. Penutup atap seng gelombang
11. Penutup lantai ubin, /cm tebal
40 kg/m2
tanpa langit-langit, bentang
dengan reng dan usuk / kaso
12. Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kg/m2
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
2.1.1.2 Beban Hidup (qLL)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu
gedung, termasuk beban – beban pada lantai yang berasal dari barang – barang yang
dapat berpindah, mesin – mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak
terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu,
sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut.
Khususnya pada atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan
(PPIUG 1983)
8
Universitas Sumatera Utara
Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur
telah berfungsi, namun bervariasi dalam besar dan lokasinya. Contohnya adalah
beban orang, furnitur, perkakas yang dapat bergerak, kendaraan dan barang-barang
yang dapat disimpan. Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen
sedangkan, yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya. Karena tidak
diketahui besar, lokasi dan kepadatannya, besar dan posisi sebenarnya dari bebanbeban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson, 1992).
Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap
yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut
Tabel 2.3. Beban Hidup Pada Lantai Bangunan
No.
Fungsi
a. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali disebut no b
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
Beban Hidup
200 kg/m2
Lantai & tangga rumah tinggal sederhana dan gudang
gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik atau
bengkel
Lantai sekolah ruang kuliah, Kantor, Toko, toserba,
Restoran, Hotel, asrama, Rumah Sakit
Lantai ruang olahraga
Lantai ruang dansa
Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain
dari pada yang disebut dalam a s/d e seperti masjid, gereja,
ruang pagelaran/rapat, bioskop dengan tempat duduk tetap
Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau
untuk penonton yang berdiri
Lantai Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut
dalam c
Lantai Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut
dalam d, e, f, dan g
Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f,
dan g
Lantai Pabrik, bengkel, gudang Perpustakaan, ruang
arsip,toko buku, toko besi, ruang alat alat dan ruang mesin
harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan
tersendiri, dengan minimum
125 kg/m2
250 kg/m2
400 kg/m2
500 kg/m2
400 kg/m2
500 kg/m2
300 kg/m2
500 kg/m2
250 kg/m2
400 kg/m2
9
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)
No.
l.
m.
Fungsi
Beban Hidup
Lantai gedung parkir bertingkat :
800 kg/m2
- Lantai bawah
400 kg/m2
- Lantai tingkat lainnya
Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus
300 kg/m2
direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang
berbatasan, dengan minimum
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
Tabel 2.4. Beban Hidup Pada Atap
No.
a.
b.
c.
Fungsi
Beban
Hidup
Atap / bagiannya dapat dicapai orang, termasuk kanopi
dan atap dak
Atap / bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min.) :
- beban hujan
- beban terpusat
100 kg/m2
20 kg/m2
100 kg
200 kg/m2
Balok/gording tepi kantilever
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua
bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung
tersebut adalah sangat kecil, maka pada perencanaan balok induk dan portal dari
system pemikul beban dari suatu struktur gedung, beban hidupnya dikalikan
dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan
gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 2.5.
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.5. Koefisien reduksi beban hidup
Penggunaan gedung
Koefisien Reduksi Beban Hidup
Perencanaan balok Peninjauan
induk dan portal
gempa
PERUMAHAN/PENGHUNIAN :
Rumah tinggal, asrama, hotel, rumah
sakit
0,75
0,30
PENDIDIKAN :
Sekolah, Ruang kuliah
0,90
0,50
PERTEMUAN UMUM :
Mesjid, gereja, bioskop, restoran, ruang
dansa, ruang pagelaran
0,90
0,50
KANTOR :
Kantor, Bank
0,60
0,30
PERDAGANGAN :
Toko, toserba, pasar
0,80
0,80
PENYIMPANAN :
Gudang, perpustakaan, ruang arsip
0,80
0,80
INDUSTRI :
Pabrik, bengkel
1,00
0,90
TEMPAT KENDARAAN :
Garasi, gedung parkir
0,90
0,50
GANG & TANGGA :
- Perumahan/penghunian
- Pendidikan, kantor
- Pertemuan umum, perdagangan,
- Penyimpanan, industri, tempat
kendaraan
0,75
0,75
0,90
0,30
0,50
0,50
(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.)
11
Universitas Sumatera Utara
2.1.1.3 Beban Angin (qWL)
Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari
kecepatan angin, rapat massa udara, letak geografis, bentuk dan ketinggian
bangunan, serta kekakuan struktur. Bangunan yang berada pada lintasan angin,
akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti. Sebagai akibatnya, energi
kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial, yang berupa tekanan atau
hisapan pada bangunan. Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada
gedung atau bagian gedung
Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan
negatif (hisapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau. Besarnya
tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kg/m2 ini ditentukan dengan
mengalikan tekanan tiup dengan koefisien – koefisien angin. Tekan tiup harus
diambil minimum 25 kg/m2, kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai
sejauh 5 km dari tepi pantai. Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum
40 kg /m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam m/det, yang harus ditentukan
oleh instansi yang berwenang. Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan –
berarti isapan ). beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin
yang di rangkum dalam tabel 2.6
12
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.6. Koefisien Beban Angin
No. Jenis Gedung / Struktur
1. Gedung tertutup :
a. Dinding vertikal
b. Atap segitiga
Posisi Tinjauan
Koefisien
- di pihak angin
- di belakang angin
- sejajar arah angin
+ 0,9
- 0,4
- 0,4
di pihak angin (α < 65o)
- di pihak angin (65o < α m)
- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H >
m dengan
)
Indeks Plasitisitas PI >
m
Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H >
dengan su <
kPa
5
,
7
5
7
5
3
0
5
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
- Kecepatan rata-rata gelombang geser, Vs
Dimana :
di
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter
Vsi
= kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per
detik (m/detik)
- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata, N
24
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
di
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter
Ni
= tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur
langsung di lapangan tanpa koreksi, dengan nilai tidak lebih dari
305 pukulan/m
- Kuat geser niralir rata-rata, Su
Dimana :
dc
= jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di
dalam lapisan 30 meter paling atas
Sui
= kuat geser niralir (kPa), dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa
Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah,
diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1
detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada
getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang
mewakili getaran perioda 1 detik (Fv). Parameter spektrum respons percepatan pada
perioda pendek (SMS). dan perioda 1 detik (SM1). Yang disesuaikan dengan
25
Universitas Sumatera Utara
pengaruh klasifikasi situs (SNI 1726:2012), harus ditentukan dengan perumusan
berikut ini:
SMS
= Fa . Ss
SM1
= Fv . S 1
Dimana :
Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk
perioda pendek
S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk
perioda 1,0 detik.
dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 2.11 dan Tabel 2.12
Tabel 2.11 Koefisien situs, Fa
0,8
1,0
1,2
1,4
1,7
Ss =
0,8
1,0
1,1
1,2
1,2
SSb
5
2
,
1
Ss =
0
,
1
0,8
1,0
1,2
1,6
2,5
5
7
,
0
S s :s
SA
SB
SC
SD
SE
SF
5
,
0
Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada
perioda pendek, T=0,2 detik, S s
5
2
,
0
Kelas
situs
Ss =
Ss 2
0,8
1,0
1,0
1,1
0,9
0,8
1,0
1,0
1,0
0,9
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
CATATAN:
- Untuk nilai-nilai antara S s dapat dilakukan interpolasi linier
- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons
situs spesifik,
26
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.12 Koefisien situs, Fv
1
S =
0,8
1,0
1,6
2
3,2
1
1
S =
5
,
0
4
,
0
3
,
0
1
S :s
0,8
1,0
1,7
2,4
3,5
2
,
0
SA
SB
SC
SD
SE
SF
1
1
Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada
perioda 1 detik, S
1
,
0
Kelas
situs
S =
0,8
1,0
1,5
1,8
2,8
SSb
S 2
0,8
1,0
1,4
1,6
2,4
0,8
1,0
1,3
1,5
2,4
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
CATATAN:
- Untuk nilai-nilai antara S s dapat dilakukan interpolasi linier
- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons
situs spesifik,
Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik. Struktur dengan
kategori risiko I, II, atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral
percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, S1 , lebih besar dari atau sama dengan
0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E. Struktur
yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral
percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, S1 , lebih besar dari atau sama dengan
0,75, harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F. Semua
struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori
risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya, SDS
dan SD1
.Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain
seismik yang lebih parah, dengan mengacu pada Tabel 2.13 atau 2.14 , terlepas dari
nilai perioda fundamental getaran struktur, T (SNI 1726:2012).
27
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.13 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada perioda pendek
S DS <
3 0
3 5
,
,
7 0 0
6
1
,
0
Nilai S DS
Kategori risiko
I atau II atau III
IV
A
:< S DS <
B
C
:< SDS <
C
D
0
5
,
7 3 0
6 3
1 ,
,
0 0
A
D
D
:< S DS
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung
dan non gedung SNI 1726:2012.)
Tabel 2.14 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada perioda 1 detik
1
1
3 0
3 2
1 ,
7 , 0
0
6
1
,
1
0 1
Nilai S D
7
6
0
,
0
SD <
:< S D <
:< S D <
Kategori risiko
I atau II atau III
IV
A
B
C
C
D
1
0
2
3 ,
3 0
1
,
0
A
D
D
:< S D
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung
dan non gedung SNI 1726:2012.)
Geser dasar seismik, V , dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai
dengan persamaan berikut:
V
= Cs . W
Keterangan:
Cs
= koefisien respons seismik
W
= berat seismik efektif
Berat seismik efektif struktur, W menurut SNI 1726:2012 , harus menyertakan
seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini:
28
Universitas Sumatera Utara
1. Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan: minimum sebesar 25
persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur
parkiran terbuka, serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen
dari berat seismik efektif pada suatu lantai, tidak perlu disertakan);
2. Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai: diambil
sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai
minimum sebesar 0,48 kN/m2;
3. Berat operasional total dari peralatan yang permanen;
4. Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis
lainnya.
Koefisien respons seismik, Cs , harus ditentukan sesuai dengan
Cs
=
Dimana :
SDS
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda
pendek
R
= faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.9
Ie
= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 2.8
Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari
persamaan di bawah :
Cs
=
29
Universitas Sumatera Utara
Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari :
Cmin
= 0,044 . SDS . Ie > 0,01
Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama
dengan atau lebih besar dari 0,6g , maka Cs harus tidak kurang dari:
Cs
,
=
Dimana :
SDS
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda
pendek
SD1
= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar
1,0 detik,
R
= faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.9
Ie
= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 2,8
T
= perioda fundamental struktur (detik)
Perioda fundamental pendekatan Ta , dalam detik, harus ditentukan dari :
Ta
= Ct
Dimana :
hn
= ketinggian struktur, dalam (m)
Ct
= koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 2.13
x
= koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 2.13
30
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.15 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x
Tipe struktur
Ct
x
Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya
gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan
komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika
dikenai gaya gempa:
0,0724 a
Rangka baja pemikul momen
0,8
0,0466
a
0,9
Rangka baja dengan bresing eksentris
0,0731
a
0,75
Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk
0,0731 a
0,75
a
0,75
Rangka beton pemikul momen
Semua sistem struktur lainnya
0,0488
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung
dan non gedung SNI 1726:2012.)
Sebagai alternatif, menurut SNI 1726:2012 untuk menentukan perioda fundamental
pendekatan Ta, dalam detik, dari persamaan berikut untuk struktur dengan
ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri
dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat
paling sedikit 3 m:
Ta
= 0,1N
Dimana :
N
= jumlah, tingkat (m)
Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan :
Tmax
= Cu Ta
Dimana :
Ta
= waktu getar struktur, dalam (m)
Cu
= koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 2.14
31
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.16 Koefisien untuk batas perioda struktur
Parameter percepatan respons spektral desain
pada 1 detik, S D1
Koefisien Cu
1,4
1,4
1,5
1,6
1,7
> 0,4
0,3
0,2
0,15
< 0,1
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
2.1.2
Kombinasi Pembebanan
komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI
1726:2012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi
pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut:
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)
3. 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (L atau 0.5W)
4. 1,2D + 1,0 W + L + 0,5(Lr atau R)
5. 1,2D + 1,0 E + L
6. 0,9D + 1,0 W
7. 0,9D + 1,0 E
8.
Pengaruh beban gempa, E , harus ditentukan sesuai dengan berikut ini:
1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam
E
= Eh + Ev
32
Universitas Sumatera Utara
2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7
E
= Eh - Ev
Keterangan:
E
= pengaruh beban gempa;
Eh
= pengaruh beban gempa horisontal
Ev
= pengaruh beban gempa vertikal
Pengaruh beban gempa horisontal, Eh , harus ditentukan sesuai dengan Persamaan
sebagai berikut:
Eh
= ρQh
Keterangan:
Q
= pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p
ρ
= faktor redundansi
Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F,m
SNI 1726:2012 mengatur ρ harus sama dengan 1,3 kecuali jika satu dari dua
kondisi berikut dipenuhi, di mana p diijinkan diambil sebesar 1,0:
a. Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam
arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 2.12;
b. Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya
gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa
yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah
ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar.
33
Universitas Sumatera Utara
Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding
geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi
dengan tinggi tingkat, hsx , untuk konstruksi rangka ringan.
Tabel 2.17 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih
dari 35 persen gaya geser dasar
Elemen penahan
gaya lateral
Persyaratan
Rangka dengan
bresing
Pelepasan bresing individu, atau sambungan yang terhubung, tidak akan
mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen, atau sistem
yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan
(ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Rangka pemikul
Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung
momen
balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar
33 persen, atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan
torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Dinding geser atau Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap
pilar dinding dengan panjang lebih besar dari 1,0 di semua tingkat, atau sambungan kolektor yang
rasio tinggi terhadap terhubung, tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar
panjang lebih besar 33 persen, atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang
dari 1,0
berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Kolom kantilever
Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever
tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33
persen, atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang
berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).
Lainnya
Tidak ada persyaratan
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
2.2
Kinerja Struktur Gedung
2.2.1
Kinerja Batas Layan
Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat
akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja
dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan
nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar-tingkat ini harus
34
Universitas Sumatera Utara
dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal
yang telah dibagi Faktor Skala..
Faktor Skala =
,
>1
Dimana :
V1
= Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang
pertama saja
Vt
= Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam
spektrum respons yang telah dilakukan.
Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus
dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur. Analisis harus
menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa
ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam
masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model.
Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang
ditinjau, termasuk simpangan antar lantai tingkat, gaya dukung, dan gaya elemen
struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan
properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R/
Ie). Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan
antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (Cd/Ie) . Nilai untuk masing-masing
parameter yang ditinjau, yang dihitung untuk berbagai ragam,
harus
dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau
metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC), sesuai dengan SNI 1726:2012. Metoda
CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak
35
Universitas Sumatera Utara
dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan
torsi.
Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat
maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur
gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya
keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan
untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur
gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi). simpangan antar-tingkat
ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa
nominal (SNI 1726:2002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )
harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan
terbawah yang ditinjau. Lihat Gambar 2.4, Apabila pusat massa tidak terletak
segaris dalam arah vertikal, diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat
berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 1726:2012)
Gambar 2.4 Penentuan simpangan antar lantai
36
Universitas Sumatera Utara
Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan
persamaan berikut:
δx
=
.
Dimana :
Cd
= faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 2,9
δxe
= defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan
dengan analisis elastis
Ie
= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 2,8
Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar
lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 2.13 untuk semua tingkat.
Tabel 2.18 Simpangan antar lantai ijin
0
2
0
,
0
5
1
0
,
0
hsx
hsx
7
0
0
,
0
hsx
7
0
0
,
0
hsx
hsx
hsx
0
1
0
,
0
0
1
0
,
0
hsx
5
1
0
,
0
0
1
0
,
0
hsx
0
2
0
,
0
Semua struktur lainnya
hsx
IV
7
0
0
,
0
Struktur dinding geser batu bata lainnya
III
c
0
1
0
,
0
Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat
atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-langit dan
sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk
mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat.
Struktur dinding geser kantilever batu batad
Kategori risiko
I atau II
5
2
0
,
0
Struktur
hsx
hsx
hsx
(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
gedung dan non gedung SNI 1726:2012.)
Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai
satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana, harus dipisahkan yang
satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya
paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur
37
Universitas Sumatera Utara
gedung pada taraf itu. Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan
kurang dari 75 mm (SNI 1726:2012).
2.2.2
Kinerja Batas kekuatan
2.2.2.1 Perencanaan Pelat Floor Deck
Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah
lapangan. Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah. Bila pelat
mengalami rotasi bebas pada tumpuan, pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap
momen puntir, maka pelat itu dikatakan jepit penuh. Bila balok tepi tidak cukup
kuat untuk mencegah rotasi, maka dikatakan terjepit sebagian. Tebal minimum
yang ditentukan dalam Tabel 2.14 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak
menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin
akan rusak akibat lendutan yang besar, kecuali bila
erhitungan lendutan
menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa
menimbulkan pengaruh yang merugikan.
Tabel 2.19. Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila
Lendutan Tidak Dihitung
Tebal minimum, h
Tertumpu
Komponen struktur
Satu ujung
Kedua ujung
Kantilever
Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi atau
konstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar
Pelat masif satu-arah
Balok atau pelat rusuk
satu-arah
,
(Sumber : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung
SNI 2847:2002)
38
Universitas Sumatera Utara
CATATAN:
Panjang bentang dalam mm.
Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal
dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa. Untuk kondisi lain, nilai di atas harus dimodifikasikan
sebagai berikut:
a. Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density), w , di antara 1440 sampai
1840 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan (1,65 – 0,0003wc) tetapi tidak kurang dari 1,09.
b. Untuk fy selain 420 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700).
a. Disain pada Momen Positif
Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan
gaya tekan disumbangkan oleh beton. Dalam hal ini penampang beton
berbentuk persegi panjang
Gambar 2.5. Diagram tegangan momen positif floor deck
Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah
sebagai berikut :
Mn =
Dimana ϕ= 0.8
Rn =
m=
ρ=
.
1– 1–
.
39
Universitas Sumatera Utara
As PERLU = ρ b d
rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan
suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut :
Tabel 2.20 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat
ρmin
Jenis Pelat
Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300
0,0020
Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las
0,0018
Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi
0,0018 x 400/ f y
(Sumber : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung
SNI 2847:2002)
Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah
jarak tulangan maximum. Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 6.4 jarak tulangan
adalah :
S=
– 2.5 Cc
Dimana :
fs = 60% fy
Cc = Selimut Beton
b.
Disain pada Momen Negatif
Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya
tekan disumbangkan oleh beton. Dalam hal ini penampang beton berbentuk
sebagai berikut
40
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Diagram tegangan momen negatif floor deck
2.2.2.2 Perencanaan Pelat Chekered
Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah . syarat batas yang
harus di penuhi pelat metal adalah
ϕMn > Mu
dimana :
ϕMn
= momen nominal = Zx fy
Mu
= momen ultimate
2.2.2.3 Perencanaan Batang Tekan
Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan
keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi, dan tekuk torsi lentur. Profil dengan
dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah :
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
tegangan kritis, fcr ditentukan sebagai berikut :
a. Bila
.
< 4,71
( atau
fcr = ,
< 2,25 )
. fy
41
Universitas Sumatera Utara
b. Bila
.
fe =
> 4,71
( atau
> 2,25 )
fcr = ,
. fe
Dimana :
K
= faktor panjang efektir
L
= panjang profil
r
= jari jari inersia
fcr
= tegangan kritis
fe
= tegangan euler
λ
= kelangsingan =
.
2.2.2.4 Perencanaan Batang Lentur
Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia
untuk gedung (PPIUG) 1983, sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan
SNI 03-1729-2015 .
Tabel 2.21. Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015
PROFIL
q
Lr
Lp
MP
Mr
Vn
kg/m
m
m
KN m
KN m
KN
14.00
3.16
0.84
23.54
15.09
108.00
WF 150 x 100 x 6 x 9
21.10
5.30
1.20
36.09
23.46
127.87
WF 200 x 100 x 4.5 x 7
18.20
3.46
1.12
40.89
27.20
128.30
WF 200 x 100 x 5.5 x 8
21.30
3.78
1.12
48.02
31.28
158.40
WF 200 x 150 x 6 x 9
30.60
6.37
1.82
71.08
46.88
167.62
WF 250 x 125 x 5 x 8
25.70
4.20
1.41
73.27
48.45
178.56
WF 150 x 75 x 5 x 7
42
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.21. Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)
q
PROFIL
Lr
Lp
MP
Mr
Vn
kg/m
m
m
KN m
KN m
KN
WF 250 x 125 x 6 x 9
29.60
4.46
1.41
84.43
55.08
216.00
WF 300 x 150 x 5.5 x 8
32.00
4.75
1.67
109.20
72.08
236.02
WF 300 x 150 x 6.5 x 9
36.70
4.97
1.67
125.28
81.77
280.80
WF 350 x 175 x 6 x 9
41.40
5.53
1.97