Analisis dan Desain Struktur Baja Pada Gedung Bertingkat 4 Berdasarkan SNI 03-1729-2002.

v

ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR BAJA

PADA GEDUNG BERTINGKAT 4 BERDASARKAN

SNI 03-1729-2002

Resti Ayu Puspitadewi NRP : 0721069

Pembimbing : Ir. Ginardy Husada, MT. FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG

ABSTRAK

Material baja sebagai bahan konstruksi telah digunakan sejak lama mengingat keunggulannya dibandingkan material konstruksi yang lain. Dalam perencanaan struktur bangunan, kita juga tidak boleh mengabaikan faktor gempa yang mungkin sewaktu-waktu dapat terjadi. Dalam hal ini akan direncanakan gedung bertingkat 4 tanpa bresing dan dengan bresing.

Kedua gedung tersebut akan dibahas analisis simpangan yang terjadi akibat beban gempa. Dalam analisis beban gempa digunakan metoda analisis dinamik. Analisis dan desain struktur akan dilakukan dengan bantuan program ETABS.

Sebagai hasil dari analisis dan desain bangunan tersebut diatas diperoleh nilai waktu getar alami (T) antara gedung A lebih besar 58,652% dibandingkan dengan gedung B, nilai eksentrisitas rencana pusat gempa antara gedung B lebih besar 10,137% dibandingkan dengan gedung A, nilai simpangan antara gedung tanpa bresing lebih besar 78,279% dibandingkan gedung menggunakan bresing, Penggunaan bresing dapat mengurangi simpangan yang terjadi akibat beban gempa.

vi

ANALYSIS AND DESIGN STEEL STRUCTURE

AT STORY BUILDING 4 OF

SNI 03-1729-2002

Resti Ayu Puspitadewi NRP : 0721069

Advisor : Ir. Ginardy Husada, MT. FACULTY OF CIVIL ENGINEERING MARANATHA CHRISTIAN UNIVERSITY

BANDUNG ABSTRACT

Steel Significant upon which construction had been used since a long time ago remember as best level are compared to other construction significant. In the plan building structure, we also may not disregard earthquake factor that maybe at any times can happen. In this case will be planned story building 4 without bracing and with bracing.

Both building is referred will be discussed deviation analysis that happened consequence of earthquake burden. In analysis of earthquake burden used dynamic method of analysis. Analysis and structure design will be conducted constructively program ETABS.

As a result of from analysis and design aforementioned building is obtained/got time value jolts natural (T) between building A bigger 58,652% compared to building B, value of epicenter plan eccentricity between building B bigger 10,137% compared to building A, deviation value between building without bresing bigger 78,279% compared to building uses bresing, Usage bracing can lessen deviation that happened consequence of earthquake burden.

vii

DAFTAR ISI

Halaman Judul i

Surat Keterangan Tugas Akhir ii

Surat Keterangan Selesai Tugas Akhir iii

Lembar Pengesahan iv

Pernyataan Orisinalitas Laporan Tugas Akhir v

Abstrak vi

Kata Pengantar vii

Daftar Isi x

Daftar Tabel xii

Daftar Gambar xiv

Daftar Notasi xvi

Daftar Konversi Satuan xvii

Daftar Lampiran xviii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan Penelitian

1.3 Ruang Lingkup Penelitian 1.4 Sistematika Penelitian

1 1 1 1 2 BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Sifat Mekanis Baja

2.1.1 Tegangan Leleh dan tegangan putus 2.1.2 Sifat-sifat mekanis lainnya

2.2 Faktor beban dan reduksi kekuatan 2.2.1 Macam-macam beban 2.2.2 Kombinasi beban

2.2.3 Faktor reduksi kekuatan (ø)

2.3 Load and Resistance Factor Design (LRFD) 2.3.1 Desain Balok

2.3.2 Deain Kolom 2.4 Rangka bresing 2.5 Analisis Gempa

2.5.1 Beban Geser Dasar Akibat Gempa 2.5.2 Koefisien Dasar Gempa – C 2.5.3 Faktor Keutamaan – I

2.5.4 Daktilitas Struktur Bangunan dan pembebanan Gempa Nominal

2.5.5 Kinerja Struktur Gedung

3 3 3 4 4 4 5 6 7 8 13 14 19 19 20 22 23 27 BAB II I ANALISA PERENCANAAN

3.1 Data Perencanaan

3.2 Data material yang dipakai dan beban yang bekerja pada konstruksi bangunan baja

3.3 Pembebanan

3.3.1 Beban lantai

29 29 33 34 34

viii 3.3.2 Beban lantai atap 3.3.3 Beban lain-lain

3.4 Analisa terhadap beban gempa dinamik 3.5 Pembahasan

3.5.1 Gedung A a. Desain Balok b. Desain Kolom 3.5.2 Gedung B

a. Desain balok b. Desain Kolom 3.6 Hasil Pembahasan

34 35 35 53 53 53 58 63 68 73 75

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan 4.2 Saran

75 75 75

DAFTAR PUSTAKA 76

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva hubungan tegangan (F) –regangan (ε) 4

Gambar 2.2 Portal yang diperkaku bresing 15

Gambar 2.3 Tipe rangka bresing konsentrik (a) Bresing V terbalik

(b) Bresing diagonal (c) Bresing X

17

Gambar 2.4 Tipe rangka bresing eksentrik 18

Gambar 2.5 Tipe-tipe sistem bresing diagonal menerus (a) one bay braced,

(b) two bay braced, (c) three bays braced,

(d) combination of bay braced

18

Gambar 2.6 Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan dengan

puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun 20

Gambar 2.7 Response spectrum gempa rencana 21

Gambar 3.1 Denah lantai 1 - lantai 5 29

Gambar 3.2 Portal tanpa bresing as A&M (1-6) 30 Gambar 3.3 Portal tanpa bresing as 1&6 (A-M) 30 Gambar 3.4 Portal dengan bresing as A&M (1-6) 31 Gambar 3.5 Portal dengan bresing as 1&6 (A-M) 31

Gambar 3.6 Diagram alir 32

Gambar 3.7 Input grid data 35

Gambar 3.8 Tampilan grid denah struktur 36

Gambar 3.9 Material properti data 36

Gambar 3.10 Menginput data balok 37

Gambar 3.11 Menginput data pelat 37

Gambar 3.12 Menginput beban statis 38

Gambar 3.13 Define mass source 38

Gambar 3.14 Menginput joint perletakan 38

Gambar 3.15 Assign diaphragm 39

Gambar 3.16 Respons spectrum UCBC97 function definition 39

Gambar 3.17 Dinamic analysis option 39

Gambar 3.18 Response spectrum wilayah 2 40

x Gambar 3.20 Override eccentricities

(a) Gedung A

(b) Gedung B ₄₈

Gambar 3.21 Define load combination setelah semua kombinasi

pembebanan dimasukan 49

Gambar 3.22 Response spectrum case data (a) Gedung A

(b) Gedung B

49 Gambar 3.23 Gambar denah balok yang akan didesain 53 Gambar 3.24 Gambar portal kolom dan balok yang akan didesain 54 Gambar 3.25 Gambar denah balok yang akan didesain 63 Gambar 3.26 Gambar portal kolom dan balok dengan bresing yang akan

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat mekanis baja struktur 4

Tabel 2.2 Faktor reduksi kekuatan 6

Tabel 2.3 Batas kelangsingan maksimum 9

Tabel 2.4 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan

bangunan 22

Tabel 2.5 Parameter daktilitas struktur gedung 24 Tabel 2.6 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa

maksimum, faktor tahanan lebih strukturdan faktor 25 Tabel 3.1 Data material dan beban yang bekerja 33 Tabel 3.2 Table respons spectrum base reaction

a. Gedung A b. Gedung B

41 Tabel 3.3 _{Modal participating mass ratio}

a. _{Gedung A} b. _{Gedung B}

43 Tabel 3.4 Tabel berat struktur

a. _{Gedung A} b. _{Gedung B}

44 Tabel 3.5 Center mass rigidtiy

a. Gedung A

b. _{Gedung B}

46 Tabel 3.6 Nilai eksentrisitas rencana arah X untuk pusat gempa

a. Gedung A

b. _{Gedung B}

46 Tabel 3.7 Nilai eksentrisitas rencana arah Y untuk pusat gempa

a. Gedung A

b. _{Gedung B}

47 Tabel 3.8 Nilai eksentrisitas rencana untuk pusat gempa

a. Gedung A

b. _{Gedung B}

48

xii a. Gedung A

b. Gedung B

Tabel 3.10 Kinerja struktur gedung a. Gedung A

b. Gedung B

50 Tabel 3.11 Simpangan struktur

a. Gedung A b. Gedung B

52 Tabel 3.12 Perbadingan persentase waktu getar alami (T) 73 Tabel 3.13 Perbandingan persentase nilai eksentrisitas rencana pusat

gempa (e) 73

Tabel 3.14 Perbandingan persentase nilai simpangan struktur 74

Tabel L2.1 Modal participating mass ratio 101

Tabel L2.2 Center mass rigidty 101

Tabel L2.3 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1y) arah-y 102

Tabel L2.4 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1x) arah-x 102

Tabel L2.5 Modal participating mass ratio 103

Tabel L2.6 Center mass rigidty 103

Tabel L2.7 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1y) arah-y 104

xiii

DAFTAR NOTASI

E Modulus elastisitas

r

f Tegangan sisa

u

f Tegangan putus

y

f Tegangan leleh

G Modulus geser

w

I Konstanta puntir lengkung

x

I Momen inersia terhadap sumbu-x

y

I Momen inersia terhadap sumbu-y J Konstanta puntir torsi

n

M Kuat nominal momen lentur

p

M Momen plastis

r

M Momen akibat tegangan sisa

u

M Beban momen lentur terfaktor

y

M Momen elastis

n

N Gaya tekan nominal

u

N Gaya tekan terfaktor

n

V Kuat geser nominal

u

xiv

DAFTAR KONVERSI SATUAN

Dari Ke

Konversi Jenis Dari Ke Konversi

English SI Satuan SI English

ft m 0.3048

Panjang m ft 3.2808

inch mm 25.4 mm inch 0.039

ft2 m2 0.0929

Luas m

2

ft2 10.764

inch2 mm2 645.2 mm2 inch2 0.0015

ft3 m3 0.028

Volume m

3

ft3 35.714

inch3 mm3 16387 mm3 inch3 6.10E-05

ft4 m4 0.0086

Inersia m

4

ft4 115.856

inch4 mm4 416231 mm4 inch4 2.00E-06

lbm kg 0.4536 Massa kg lbm 2.2046

lbm/ft3 kg/m3 16.02 Berat Jenis kg/m3 lbm/ft3 0.062

lb N 4.448

Gaya N lb 0.2248

kip kN 4.448 kN kip 0.2248

lbs/ft N/m 14.59 Gaya per N/m lbs/ft 0.0685

kips/ft kN/m 14.59 Satuan Panjang kN/m kips/ft 0.0685

lbs/in2 kPa 6.895 kPa lbs/in2 0.145

kips/in2 Mpa 6.895 Gaya per Satuan Mpa kips/in2 0.145 lbs/ft2 Pa 47.88 Luas; Tegangan; Pa lbs/ft2 0.021 kips/ft2 kPa 47.88 Tekanan; Modulus kPa kips/ft2 0.021 lbs/ft3 N/m3 157.1 Elastisitas; Volume N/m3 lbs/ft3 0.0064

kips/ft3 kN/m3 157.1 kN/m3 kips/ft3 0.0064

lb-inch N-mm 112.98

Momen atau Energi

N-mm lb-inch 0.0089

kip-inch kN-mm 112.98 kN-mm kip-inch 0.0089

lb-ft N-m 1.356 N-m lb-ft 0.7375

kip-ft kN-m 1.356 kN-m kip-ft 0.7375

ft-lb Joule 1.356 Joule ft-lb 0.7375

xv

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 PRELIMINARY DESIGN

L1.1 Preliminary Pelat lantai ... 77

L1.2 Preliminary Balok ……….………….. . 78

L1.3 Preliminary Kolom ………...………...…... .. 81

L1.4 Preliminary bresing ... 86

L1.5 Modulus Penampang Plastis (Z) wide flange “IWF” 89

LAMPIRAN 2 HASIL OUTPUT PERANGKAT LUNAK L2.1 Hasil Analisis Struktur ………...91

L2.2 Hasil Analisis Metode Statik Ekivalen ………...101

LAMPIRAN 3 GAMBAR ARSITEKTUR, GAMBAR STRUKTUR, BROSUR, DAN LAIN-LAIN ………..106

Universitas Kristen Maranatha 77

LAMPIRAN 1 PRELIMINARY DESAIN

L1.1 Preliminary Pelat Lantai

- Beban Mati Tambahan (SDL):

Spesi = 2 x 21 kg/m2 = 42 kg/m2 Keramik = 1 x 24 kg/m2 = 24 kg/m2 Plafond + Penggantung = 18 kg/m2 Mekanikal & Elektrikal = 20 kg/m2 Total SDL = 104 kg/m2 - Beban Hidup (LL) = 200 kg/m2 Kombinasi Pembebanan

- qult1 = 1,4 qDL = 1,4 (104) = 145,6 kg/m2

- qult2 = 1,2 qDL + 1,6qLL = 1,2 (104) +1,6(200) = 444,8 kg/m2

Digunakan qult2 = 444,8 kg/m2

Menentukan Profil Pelat Prategang

 HCS

Type : 120.05.14

Spesifikasi : - Tebal = 120 mm - Diameter Lubang = 5 mm - Jumlah Lubang = 14 Buah - Daya Dukung = 500 kg/m2

Universitas Kristen Maranatha 78

- Panjang Bentang = 4,5 m

(Notes : Berat sendiri Pelat Beton Prategang 29%-42% lebih ringan dari pelat lantai beton konvesional)

L1.2 Preliminary Balok 1. Balok (D-E-6 lt.1)

Balok Anak

Beban mati

Beban yang bekerja pada balok akibat pelat lantai Berat sendiri pelat beton(t = 15cm = 0,15m)

= 0,12m x 2400 kg/m3 x 70% qDL = 201,6 kg/m²

finishing, M.E qSDL = 104 kg/m²

Beban hidup qLL = 200 kg/m²





1,6 1,2



201,6 104

  

1,6 200 686,72 2

,

1      

 DL SDL LL

u q q q

Universitas Kristen Maranatha 79 12 , 1545 25 , 2 / 72 , 686 2 25 , 2 25 ,

2  2 

       

q kg m m

q_{uek u} kg/m



4,8



4349,9456 / 12 , 1545 8 1 8

1 2 2

max  q L   kg m m 

M uek kgm

= 43499456 Nmm



4,8



3708,288 / 12 , 1545 2 1 2 1       

V q L kg m m

V_{A B uek} kg

= 37082,88 N Mu≤ ØMn ;dimana Mn = Mp = 1,5 My dan Ø = 0,9 ; My = fy * zx

24 , 131850 250 5 , 1 9 , 0 44499456 5 ,

1     

  y u x f M z

 mm³= 131,85 cm³

Pilih profil IWF 200.100.5,5.8 → Sx = 184 cm³

A = 27,16 cm² Ix =1840 cm4

q = 21,3 kg/m 48684300 2

, 194737

250 

  

 p y x

n M f z

M Nmm

43815870 48684300

9 ,

0  



n

M

Universitas Kristen Maranatha 80 Balok Induk 576 , 7416 288 , 3708 2 .   

VBanak kg

288 , 3708 2 576 , 7416

.induk  

B

V kg



4,8



4349,9456 576 , 7416 8 1 8 1 .

max  V L  kg m 

M _Banak kgm

= 43499456 Nmm

Mu≤ ØMn ;dimana Mn = Mp = 1,5 My dan Ø = 0,9 ; My = fy * zx

24 , 131850 250 5 , 1 9 , 0 44499456 5 ,

1     

  y u x f M z

 mm³= 131,85 cm³

Pilih profil IWF 200.100.5,5.8 → Sx = 184 cm³

A = 27,16 cm² Ix =1840 cm4

Universitas Kristen Maranatha 81

48684300 2

, 194737

250 

  

 p y x

n M f z

M Nmm

43815870 48684300

9 ,

0  



n

M

 Nmm > 43499456 N … ( e e uhi)

L1.3 Preliminary Kolom (Kolom 3-A lt. 1)

Kolom lantai 5 Pembebanan :

Beban lantai (1,2DL + 1,6LL)

= [1,2(201,6kg/m2+104kg/m2)+1,6(100kg/m2)]*4,5m*(2,4m+2,4m)

=11377,152 kg Berat balok anak = 1,2 (2,4m)*21,3 kg/m = 61,344 kg Berat balok induk = 1,2( (2,4m+2,4m)+4,5m)*21,3kg/m = 237,708 kg

Universitas Kristen Maranatha 82

Beban gravitasi yang diterima kolom (Pu) : Pu,4 = 11676,204 kg

= 116762,04 N

Nu ≤ ØNn ; dimana Nn = Ag * fy dan Ø = 0,85

468 , 549 250 * 85 , 0 04 , 116762     y u f N A

 mm² = 5,495 cm²

Diambil profil IWF 400.200.8.13 → A = 84,1 cm² q = 66 kg/m

Kolom lantai 4 Pembebanan :

Transfer beban dari kolom lantai 5

Beban kolom lantai 5 + berat kolom lantai 5

Pu,5tot = 11676,204 kg + 1,2(q*H5) = 11676,204 +1,2( 66*3,4) = 11945,484 kg

Beban lantai (1,2DL + 1,6LL)

= [1,2(201,6kg/m2+104kg/m2)+1,6(200kg/m2)]*4,5m*(2,4m+2,4m)

=14833,152 kg Berat balok induk =1,2((2,4m+2,4m)+4,8m)*21,3kg/m = 237,708 kg Berat balok anak = 1,2 (2,4)*21,3 = 61,344 kg

Universitas Kristen Maranatha 83

Beban gravitasi yang diterima kolom (Pu) : Pu,4 = 11945,484 + 15132,204

= 27077,688 kg = 270776,88 N

Nu ≤ ØNn ; dimana Nn = Ag * fy dan Ø = 0,85

244 , 1274 250 * 85 , 0 88 , 270776     y u f N A

 mm² = 12,742 cm²

Diambil profil IWF 500.200.10.16 →A = 114,2 cm² q = 89,6 kg/m

Kolom lantai 3 Pembebanan :

Transfer beban dari kolom lantai 4

Beban kolom lantai 4 + berat kolom lantai 4

Pu,5tot = 27077,688kg + 1,2(q*H4) = 27077,688 +1,2( 89,6*3,4) = 27443,256 kg

Beban lantai (1,2DL + 1,6LL)

= [1,2(201,6kg/m2+104kg/m2)+1,6(200kg/m2)]*4,5m*(2,4m+2,4m)

=14833,152 kg Berat balok induk =1,2((2,4m+2,4m)+4,8m)*21,3kg/m = 237,708 kg Berat balok anak = 1,2 (2,4)*21,3 = 61,344 kg

Universitas Kristen Maranatha 84

Beban gravitasi yang diterima kolom (Pu) : Pu,3 = 27443,256 + 15132,204

= 42575,46 kg = 425754,6 N

Nu ≤ ØNn ; dimana Nn = Ag * fy dan Ø = 0,85

551 , 2003 250 * 85 , 0 6 , 425754     y u f N A

 mm² = 20,035 cm²

Diambil profil IWF 600.300.12.20 → A = 192,5 cm² q = 151 kg/m

Kolom lantai 2 Pembebanan :

Transfer beban dari kolom lantai 3

Beban kolom lantai 3 + berat kolom lantai 3

Pu,5tot = 42575,46kg + 1,2(q*H5) = 42575,46kg +1,2(151kg/m*3,4m) = 43191,54 kg

Beban lantai (1,2DL + 1,6LL)

= [1,2(201,6kg/m2+104kg/m2)+1,6(200kg/m2)]*4,5m*(2,4m+2,4m)

=14833,152 kg Berat balok induk =1,2((2,4m+2,4m)+4,8m)*21,3kg/m = 237,708 kg Berat balok anak = 1,2 (2,4)*21,3 = 61,344 kg

Universitas Kristen Maranatha 85

Beban gravitasi yang diterima kolom (Pu) : Pu,4 = 43191,54 + 15132,204

= 58323,744 kg = 583237,44 N

Nu ≤ ØNn ; dimana Nn = Ag * fy dan Ø = 0,85

647 , 2744 250 * 85 , 0 44 , 583237     y u f N A

 mm² = 27,446 cm²

Diambil profil IWF 800.300.14.26 → A = 267,4 cm² q = 210 kg/m

Kolom lantai 1 Pembebanan :

Transfer beban dari kolom lantai 2

Beban kolom lantai 2 + berat kolom lantai 2

Pu,5tot =58323,744 kg+1,2 (q*H2) =58323,744kg+1,2( 267,4kg/m*3,4m) = 59414,736 kg

Beban lantai (1,2DL + 1,6LL)

= [1,2(201,6kg/m2+104kg/m2)+1,6(200kg/m2)]*4,5m*(2,4m+2,4m)

=14833,152 kg Berat balok induk =1,2((2,4m+2,4m)+4,8m)*21,3kg/m = 237,708 kg Berat balok anak = 1,2 (2,4)*21,3 = 61,344 kg

Universitas Kristen Maranatha 86

Beban gravitasi yang diterima kolom (Pu) : Pu,1 = 59414,736 + 15132,204

= 74546,94 kg = 745469,4 N

Nu ≤ ØNn ; dimana Nn = Ag * fy dan Ø = 0,85

091 , 3508 250

* 85 , 0

4 , 745469

 

 

y u

f N A

 mm² = 35,081 cm²

Diambil profil IWF 800.300.14.26 → A = 267,4 cm² q = 210 kg/m

L1.4 Preliminary bresing

Universitas Kristen Maranatha 87

Perhitungan bresing : Pcr = 1051636332,89 N





mm E h L P h L A n

b 362,693

200000 3400 4500 89 , 1051636332 2 3400 4500 1 1 2 2 3 2 2 2 3 2                                                  

Required horizontal brace force :

r

br P

P 0,004

Requied strength Pr

  



N

P

P_r  _n 20,9  105136332,89 189245399,2 598 , 756981 2 , 189245399 004 , 0 004 ,

0   

 r

br P

Universitas Kristen Maranatha 88

Required horizontal stiffness for the brace :

mm N L P b r

br 82459,869 /

3400 89 , 105136332 2 75 , 0 1 2 1                   mm N L E A br br

br cos 82459,869 /



 







_mm

A_br 4143,828

1765 , 5882 4500 200000 1765 , 5882 869 , 82459 2         Dipakai

IWF 200.200.8.12 → Ag = 63,53 cm2 = 6353 mm2

Ag ≥ Abr

Universitas Kristen Maranatha 89

L1.5 Modulus Penampang Plastis (Z) wide flange “IWF” Profil IWF 200.100.5,5.8

Arah Y

No A (Luas) x (titik berat) Δx = A . x

1 400 50 20000

2 506 2 1012

3 400 50 20000

Σ 1306 41012

x = Δx / A = 41012/1306

x1= x2 = 31,40276 mm = 3,14 cm

Zy = 0,5A t. (x1+x2)

Zy = 6,53 . (3,140276+3,140276)

Universitas Kristen Maranatha 90

Zx = A . y

Universitas Kristen Maranatha 91

LAMPIRAN 2

HASIL OUTPUT PERANGKAT LUNAK

L2.1 Hasil Analisis Struktur Analisis

1. Gedung A

Tampilan hasil analisis : - Gaya aksial

Universitas Kristen Maranatha 92

- Gaya geser

Universitas Kristen Maranatha 93

Universitas Kristen Maranatha 94

Universitas Kristen Maranatha 95

2. Gedung B

Universitas Kristen Maranatha 96

- Gaya geser

Universitas Kristen Maranatha 97

Universitas Kristen Maranatha 98

Universitas Kristen Maranatha 99

Beban lateral 25 % - Design/cek structure

Universitas Kristen Maranatha 100

Universitas Kristen Maranatha 101

L2.2 Hasil analisis metode statik ekivalen Metode statik ekivalen

Gedung A

Tabel L2.1 Modal participating mass ratio Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY Sum

UZ RX RY RZ SumRX

SumRY SumRZ

1 0,933957 0 71,1267 0 0 71,1267 0 98,3766 0 0 98,3766 0,0001 0,0009

2 0,768774 0 0 0 0 71,1267 0 0 0 69,4518 98,3766 99,1991 0,2291

3 0,505362 68,0498 0 0 68,0498 71,1267 0 0 97,6282 0 98,3766 99,5263 74,8201

4 0,373239 0 17,5188 0 68,0498 88,6455 0 1,3438 0 0 99,7205 99,5263 74,8211

5 0,269879 0 0 0 68,0498 88,6455 0 0 0 15,6044 99,7205 99,527 92,6976

6 0,227798 0 4,059 0 68,0498 92,7045 0 0,2396 0 0 99,96 99,527 92,7395

7 0,15738 15,6174 0 0 83,6672 92,7045 0 0 1,5332 0 99,96 99,6293 92,7413

8 0,144547 0 5,2441 0 83,6672 97,9486 0 0,01 0 0 99,9701 99,6293 92,7415

9 0,142383 0 0 0 83,6672 97,9486 0 0 0 6,2576 99,9701 99,6505 95,5665

10 0,088422 0 2,0514 0 83,6672 100 0 0,0299 0 0 100 99,9149 95,6787

11 0,084083 0 0 0 83,6672 100 0 0 0 5,3117 100 99,9149 95,6788

12 0,077465 7,3139 0 0 90,981 100 0 0 0,5883 0 100 99,9159 98,7341

Tabel L2.2 Center mass rigidty

story diaphragm MassX MassY XCM YCM CumMassX CumMassY XCCM YCCM XCR YCR

5 D1

22882,331 22882,331 24 11,25 22882,331 22882,331 24 11,25 24 11,25 4 D1 _{26014,8061 26014,8061 24 11,25 48897,1372 48897,1372 24 11,25 24 11,25}

3 D1

27219,3068 27219,3068 24 11,25 76116,4439 76116,4439 24 11,25 24 11,25 2 D1 _{28780,4652 28780,4652 24 11,25 104896,909 104896,909 24 11,25 24 11,25}

Universitas Kristen Maranatha 102

Tabel L2.3 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1y) arah-y

Ty Etabs = 0,505362 detik

Story

Berat struktur (kg)

C I R V1y

5 224475,6671

0,296816935 1 4,5 87012,23864 4 255205,2478

3 267021,3997 2 282336,3636 1 290141,6901 Wt 1319180,368

t

y W

R I C

V  1 

1





_1319180,368

5 , 4 1 296816935 , 0   

_{= 87012,23864 kg}

Tabel L2.4 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1x) arah-x

Tx Etabs = 0,373239 detik

Story

Berat struktur (kg)

C I R V1y

5 224475,6671

0,401887263 1 4,5 117813,7305 4 255205,2478

3 267021,3997 2 282336,3636 1 290141,6901 Wt 1319180,368

t

y W

R I C

V  1 

1





_1319180,368

5 , 4 1 3 0,40188726   

Universitas Kristen Maranatha 103

Gedung B

Tabel L2.5 Mass participating factor ratio Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY Sum

UZ RX RY RZ SumRX

SumRY SumRZ

1 0,350249 0 68,4096 0 0 68,4096 0 96,8197 0 0,0001 96,8197 0,0001 0,0009

2 0,243049 75,3702 0 0 75,3702 68,4096 0 0 99,4375 0,0002 96,8197 99,1991 0,2291

3 0,209554 0,0001 0,0001 0 75,3703 68,4097 0 0,0002 0,0002 74,5368 96,8198 99,5263 74,8201

4 0,150255 0 24,2752 0 75,3703 92,6849 0 3,0619 0 0 99,8818 99,5263 74,8211

5 0,087591 0,0033 0,0002 0 75,3736 92,6851 0 0 0,0001 18,0325 99,8818 99,527 92,6976

6 0,085356 0,0001 2,8465 0 75,3737 95,5315 0 0,0287 0 0,0003 99,9105 99,527 92,7395

7 0,084706 13,4563 0 0 88,83 95,5315 0 0 0,1227 0,0035 99,9105 99,6293 92,7413

8 0,06156 0 3,5983 0 88,83 99,1298 0 0,0716 0 0 99,9821 99,6293 92,7415

9 0,050031 0,0001 0,0002 0 88,8302 99,1301 0 0 0 3,0563 99,9821 99,6505 95,5665

10 0,049498 4,8051 0 0 93,6353 99,1301 0 0 0,3486 0,0001 99,9821 99,9149 95,6787

11 0,043828 0 0,8699 0 93,6353 99,9999 0 0,0179 0 0,0006 100 99,9149 95,6788

12 0,037909 0 0,0001 0 93,6353 100 0 0 0 3,0568 100 99,9159 98,7341

Tabel L2.6 Center mass rigidty

story diaphragm MassX MassY XCM YCM CumMassX CumMassY XCCM YCCM XCR YCR

5 D1 22994,93 22994,93 24 11,25 22994,93 22994,93 24 11,25 23,966 11,25

4 D1 26139,89 26139,89 24 11,25 49134,82 49134,82 24 11,25 23,957 11,246

3 D1 27497,57 27497,57 23,988 11,249 76632,39 76632,39 23,996 11,25 23,935 11,241

2 D1 29379,31 29379,31 24 11,246 106011,7 106011,7 23,997 11,248 24,022 11,238

Universitas Kristen Maranatha 104

Tabel L2.7 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1y) arah-y

Ty Etabs = 0,209554 detik

Story

Berat struktur (kg)

C I R V1y

5 225580,2221

0,715806 1 4,2 227745,9583

4 256432,3415 3 269751,2019 2 288211,0458 1 296327,3317 Wt 1336302,143

t

y W

R I C

V  1 

1





_1336302,143 2 , 4 1 0,715806   

_{= 227745,9583 kg}

Tabel L2.8 Nilai Gaya Geser Nominal Statik Ekivalen (V1x) arah-x

Tx Etabs = 0,150255 detik

Story

Berat struktur (kg)

C I R V1y

5 225580,2221

0,998303 1 4,2 317627,2106

4 256432,3415 3 269751,2019 2 288211,0458 1 296327,3317 Wt 1336302,143

Universitas Kristen Maranatha 105 t

y W

R I C

V  1 

1





_1336302,143 2

, 4

1 0,998303

  

Universitas Kristen Maranatha 106

LAMPIRAN 3 GAMBAR ARSITEKTUR, GAMBAR STRUKTUR, BROSUR, DAN LAIN-LAIN

Universitas Kristen Marantha 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Rangka bangunan adalah bagian bangunan yang struktur utama pendukung berat bangunan dan beban luar yang bekerja. Rangka bangunan untuk

bangunan tingkat rendah/bertingkat sederhana umumnya menggunakan struktur rangka portal (“Frame structure”, “Open structure”). Rangka bangunan untuk menrima beban/menahan beban, bila suatu rangka portal menerima beban lateral yang cukup besar maka dapat diberi perkuatan batang-batang diagonal pada struktur portal tersebut.

Beban lateral berupa beban angin dan beban gempa. Beban lateral angin dan gempa adalah beban hidup yang bekerja secara mendatar pada struktur. Ketika angin berhembus pada suatu struktur, struktur tersebut akan bergoyang ke arah samping. Gaya gempa yang besar bekerja pada struktur ketika massa struktur tersebut menahan gaya lateral yang mendadak.

1.2Tujuan Penulisan

Tujuan penelitian adalah sebagai berikut:

1. Merencanakan konstuksi baja tahan gempa dengan menggunakan metode dinamik dengan bresing dan tanpa bresing.

2. Pengaruh penggunaan bresing pada gedung bertingkat 4

1.3Ruang Lingkup Penelitian

1. Pada penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi pada

perencanaan struktur baja pada gedung bertingkat 4, meliputi perencanaan: a. Balok

Universitas Kristen Marantha 2 b. Kolom

c. Pelat lantai

2. Membandingkan simpangan yang terjadi akibat beban gempa terhadap bangunan dengan menggunakan bresing dan bangunan tanpa bresing 3. Perencanaan sambungan tidak dibahas, diasumsikan sambungan kaku. 4. Fungsi gedung sebagai rumah tinggal

5. Kategori gedung adalah tidak beraturan

6. Peraturan yang digunakan untuk perencanaan struktur, berdasarkan Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung (SNI 03-1729-2002)

7. Peraturan yang digunakan untuk beban yang bekerja berdasarkan Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (SKBI-1.3.53.1987). 8. Peraturan yang digunakan untuk ketahanan gempa, berdasarkan kepada

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk bangunan gedung (TCPKG SNI 03-1726-2002).

9. Material baja yang digunakan berdasarkan Product catalogue profil P.T. GUNUNG GARUDA

1.4Sistematika Penelitian

Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I, berisi Pendahuluan,Tujuan Penelitian, Ruang Lingkup Penelitian, Sistematika Pembahasan

BAB II, berisi Tinjauan Literatur terkait yang berhubungan dengan penelitian/penulisan Tugas Akhir.

BAB III, berisi studi kasus dan pembahasan penelitian /penulisan Tugas Akhir.

BAB IV, berisi kesimpulan dan saran hasil dari penelitian/penulisan Tugas Akhir.

Universitas Kristen Maranatha ₇₅

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 KESIMPULAN

1. Berdasarkan dari hasil analisis gempa dinamik antara gedung tanpa bresing (gedung A) dan gedung dengan bresing (gedung B) dihasilkan :

- Nilai waktu getar alami (T) antara gedung A lebih besar 58,652% dibandingkan dengan gedung B.

- Nilai eksentrisitas rencana pusat gempa antara gedung B lebih besar 10,137% dibandingkan dengan gedung A.

- Nilai simpangan antara gedung A lebih besar 78,279% dibandingkan gedung B.

2. Penggunaan bresing dapat mengurangi simpangan yang terjadi akibat beban gempa.

4.2 SARAN

Saran yang dapat diambil dari hasil penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk bangunan gedung beraturan.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk bangunan gedung dengan tipe bresing yang berbeda.

Universitas Kristen Maranatha 76

DAFTAR PUSTAKA

1. Bowles, J.E., 1985, Disain Baja Konstruksi, Erlangga, Jakarta.

2. Dishongh, B.E., 2003, Pokok-Pokok Teknologi Struktur untuk Konstruksi dan arsitektur, Erlangga, Jakarta.

3. Oentoeng, Ir., 1999, Konstuksi Baja, Andi, Yogyakarta.

4. Salmon, C.G., 1980, Struktur Baja (Disain dan perilaku) edisi kedua jilid 2, Erlangga, Jakarta

5. Setiawan, A., 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002), Erlangga, Jakarta.

6. SNI 03-1726-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

7. SNI 03-1729-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional.

Universitas Kristen Marantha 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Rangka bangunan adalah bagian bangunan yang struktur utama pendukung berat bangunan dan beban luar yang bekerja. Rangka bangunan untuk

bangunan tingkat rendah/bertingkat sederhana umumnya menggunakan struktur rangka portal (“Frame structure”, “Open structure”). Rangka bangunan untuk menrima beban/menahan beban, bila suatu rangka portal menerima beban lateral yang cukup besar maka dapat diberi perkuatan batang-batang diagonal pada struktur portal tersebut.

Beban lateral berupa beban angin dan beban gempa. Beban lateral angin dan gempa adalah beban hidup yang bekerja secara mendatar pada struktur. Ketika angin berhembus pada suatu struktur, struktur tersebut akan bergoyang ke arah samping. Gaya gempa yang besar bekerja pada struktur ketika massa struktur tersebut menahan gaya lateral yang mendadak.

1.2Tujuan Penulisan

Tujuan penelitian adalah sebagai berikut:

1. Merencanakan konstuksi baja tahan gempa dengan menggunakan metode dinamik dengan bresing dan tanpa bresing.

2. Pengaruh penggunaan bresing pada gedung bertingkat 4

1.3Ruang Lingkup Penelitian

1. Pada penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi pada

perencanaan struktur baja pada gedung bertingkat 4, meliputi perencanaan: a. Balok

Universitas Kristen Marantha 2 b. Kolom

c. Pelat lantai

2. Membandingkan simpangan yang terjadi akibat beban gempa terhadap bangunan dengan menggunakan bresing dan bangunan tanpa bresing 3. Perencanaan sambungan tidak dibahas, diasumsikan sambungan kaku. 4. Fungsi gedung sebagai rumah tinggal

5. Kategori gedung adalah tidak beraturan

6. Peraturan yang digunakan untuk perencanaan struktur, berdasarkan Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung (SNI 03-1729-2002)

7. Peraturan yang digunakan untuk beban yang bekerja berdasarkan Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (SKBI-1.3.53.1987). 8. Peraturan yang digunakan untuk ketahanan gempa, berdasarkan kepada

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk bangunan gedung (TCPKG SNI 03-1726-2002).

9. Material baja yang digunakan berdasarkan Product catalogue profil P.T. GUNUNG GARUDA

1.4Sistematika Penelitian

Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I, berisi Pendahuluan,Tujuan Penelitian, Ruang Lingkup Penelitian, Sistematika Pembahasan

BAB II, berisi Tinjauan Literatur terkait yang berhubungan dengan penelitian/penulisan Tugas Akhir.

BAB III, berisi studi kasus dan pembahasan penelitian /penulisan Tugas Akhir.

BAB IV, berisi kesimpulan dan saran hasil dari penelitian/penulisan Tugas Akhir.

Universitas Kristen Maranatha ₇₅

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 KESIMPULAN

1. Berdasarkan dari hasil analisis gempa dinamik antara gedung tanpa bresing (gedung A) dan gedung dengan bresing (gedung B) dihasilkan :

- Nilai waktu getar alami (T) antara gedung A lebih besar 58,652% dibandingkan dengan gedung B.

- Nilai eksentrisitas rencana pusat gempa antara gedung B lebih besar 10,137% dibandingkan dengan gedung A.

- Nilai simpangan antara gedung A lebih besar 78,279% dibandingkan gedung B.

2. Penggunaan bresing dapat mengurangi simpangan yang terjadi akibat beban gempa.

4.2 SARAN

Saran yang dapat diambil dari hasil penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk bangunan gedung beraturan.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk bangunan gedung dengan tipe bresing yang berbeda.

Universitas Kristen Maranatha 76

DAFTAR PUSTAKA

1. Bowles, J.E., 1985, Disain Baja Konstruksi, Erlangga, Jakarta.

2. Dishongh, B.E., 2003, Pokok-Pokok Teknologi Struktur untuk Konstruksi dan arsitektur, Erlangga, Jakarta.

3. Oentoeng, Ir., 1999, Konstuksi Baja, Andi, Yogyakarta.

4. Salmon, C.G., 1980, Struktur Baja (Disain dan perilaku) edisi kedua jilid 2, Erlangga, Jakarta

5. Setiawan, A., 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002), Erlangga, Jakarta.

6. SNI 03-1726-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

7. SNI 03-1729-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional.