Perencanaan Struktur Rangka Baja Beraturan Tahan Gempa Berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450.

PERENCANAAN STRUKTUR RANGKA BAJA

BERATURAN TAHAN GEMPA BERDASARKAN

SNI 03-1726-2002 DAN FEMA 450

Calvein Haryanto

NRP : 0621054

Pembimbing : Yosafat Aji Pranata, S.T.,M.T.

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

ABSTRAK

Wilayah Indonesia mencakup daerah-daerah yang mempunyai tingkat resiko gempa yang tinggi diantara beberapa daerah gempa diseluruh dunia. Hampir setiap tahun terjadi bencana akibat gempa bumi di berbagai tempat di Indonesia. Gempa yang terjadi dapat mengakibatkan kerusakan yang menimbulkan korban jiwa serta dampaknya besar terhadap ekonomi dan pembangunan daerah di wilayah tersebut.

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah melakukan perencanaan struktur gedung baja tahan gempa berdasarkan peraturan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450, dan pembahasan meliputi penentuan ukuran profil baja yang digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom, gaya geser dasar, peralihan, desain sambungan, dan perhitungan pondasi.

Hasil desain balok dan kolom dengan menggunakan beban gempa berdasarkan SNI 03-17260-2002 dan FEMA 450 memberikan hasil yang sama untuk nilai rasio P/M. Nilai gaya geser nominal arah-x (Vx) mempunyai perbedaan sebesar

0,08%, sedangkan nilai gaya geser nominal arah-y (Vy) mempunyai perbedaan

sebesar 0,16%. Hal ini terjadi karena hasil perhitungan nilai Fxi dan Fyi dengan kedua

metode tersebut memberikan hasil yang hampir sama. Perbedaan nilai Vupada balok

sebesar 0,09%, dan Mu mempunyai selisih sebesar 0,00%. Nilai Vu dan Mu pada

kolom mempunyai hasil yang sama, perbedaan nilai Nu sebesar 0,18%. Pada reaksi

tumpuan, memberikan hasil yang hampir sama, sehingga menghasilkan pondasi dan pilecap yang sama. Pada desain sambungan, baut dan pelat mempunyai hasil yang sama, hal ini dikarenakan perbedaan nilai Nu, Vu, dan Mu berdasarkan SNI

03-1726-2002 dan FEMA 450 sangat kecil. Secara umum, metode SNI 03-1726-03-1726-2002 dan FEMA 450 memberikan perbedaan hasil perhitungan yang tidak signifikan.

DAFTAR ISI

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ...i

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ...ii

ABSTRAK ...iii

KATA PENGANTAR...iv

DAFTAR ISI...vi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN...ix

DAFTAR GAMBAR...xii

DAFTAR TABEL ...xiv

DAFTAR LAMPIRAN ...xvi

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penulisan... 2

1.3 Ruang Lingkup Penulisan ... 2

1.4 Sistematika Penulisan ... 3

BAB 2 TINJAUAN LITERATUR ... 4

2.1 Baja ... 4

2.1.1 Perilaku Tegangan-Regangan ... 6

2.1.2 Sifat Mekanis Baja ... 7

2.1.3 Jenis Profil Baja Struktur ... 8

2.1.4 Struktur Balok Baja WF... 9

2.1.5 Lendutan (Deflection) ... 17

2.1.6 Sambungan... 18

2.2 Beban... ... 20

2.2.1 Beban Gravitasi... 20

2.2.2 Beban Gempa ... ... 22

2.3 Peraturan Gempa SNI 1726 - 2002 ... 22

2.3.3 Wilayah Gempa... 26

2.3.4 Pembatasan waktu getar alami fundamental ... 28

2.3.5 Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen ... 28

2.3.6 Waktu Getar Alami Fundamental ... 30

2.3.7 Analisis Statik Ekuivalen ... 30

2.3.8 Kinerja Struktur Gedung ... 30

2.4 Peraturan Gempa FEMA 450... 32

2.5 Perangkat Lunak ETABS... 33

2.6 Pondasi ... 33

2.6.1 Klasifikasi Pondasi Tiang ... 34

2.6.2 Perencanaan Pondasi... 35

BAB 3 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN... 39

3.1 Data Struktur dan Diagram Bagan Alir Studi ... 39

3.1.1 Data Gedung... 40

3.1.2 Data Material... 40

3.1.3 Data Tanah ... 40

3.1.4 Diagram Bagan Alir Studi... 40

3.2 Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa... 42

3.2.1 Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa Berdasarkan SNI 03-1726-2002... 43

3.2.2 Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa Berdasarkan FEMA 450... 49

3.3 Hasil Analisis Struktur dan Desain ... 53

3.3.1 Hasil Analisis Struktur Gedung ... 53

3.3.2. Desain Sambungan... 54

3.4 Perencanaan Pondasi... 59

3.4.1 Perencanaan Pondasi yang didesain berdasarkan SNI 03-1726-2002... 59

3.5 Pembahasan... 64

BAB 4 KESIMPULAN DAN SARAN ... 67

4.1 Kesimpulan ... 67

4.2 Saran... 68

DAFTAR PUSTAKA ... 69

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

A Luas penampang profil melintang, mm2 g

A Luas penampang bruto, mm2 n

A Luas penampang netto, mm2 p

A Luas penampang ujung tiang, m2 s

A Luas selimut tiang, m2 f

b Lebar pelat sayap, mm b

C Faktor untuk menghitung gradien momen kekuatan balok b

d Diameter baut nominal pada daerah tak berulir, mm E Modulus elastisitas baja, MPa

s

f Tegangan sisa; 70 MPa untuk penampang giling, 114 MPa untuk penampang las

f_u Tegangan putus minimum, MPa f_y Tegangan leleh minimum, MPa

cr

f Tegangan tekan kritis, MPa s

f Gesekan selimut satuan, ton/m2 b

u

f Tegangan tarik putus baut, MPa

G Modulus geser baja

I_x Momen inersia sumbu-x, mm4 I_y Momen inersia sumbu-y, mm4 J Konstanta puntir, mm4

c

k Faktor panjang tekuk

L Panjang bentang, mm

1

M Momen ujung terkecil, N-mm 2

M Momen ujung terbesar, N-mm nx

M Momen lentur nominal penampang komponen struktur terhadap sumbu x ny

M Momen lentur nominal penampang komponen struktur terhadap sumbu y m Jumlah bidang geser

p

M Momen lentur yang menyebabkan seluruh penampang mengalami tegangan leleh, N-mm

n Jumlah baut

p Keliling tiang, m u

P Beban aksial terfaktor, N c

q Tahanan ujung konus s

Q Daya dukung selimut tiang p

Q Daya dukung ujung tiang d

R Kuat rencana, N R_n Kuat nominal, N

R_u Beban terfaktor atau kuat perlu, N y

r Jari-jari girasi terhadap sumbu lemah, mm x

r Jari-jari girasi terhadap sumbu kuat, mm x

S Modulus elastis penampang pada sumbu-x, mm3 y

S Modulus elastis penampang pada sumbu-y, mm3 d

T Kuat tarik rencana, N f

t Tebal sayap, mm

p

t Tebal pelat, mm w

t Tebal badan dari profil, mm d

V_n Kuat geser nominal baut, N Z Modulus plastis

μ Rasio poisson

c

 Parameter kelangsingan p

 Batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang kompak r

 Batas maksimum untuk penampang tak kompak

 Faktor reduksi

b

 Faktor reduksi kuat lentur n

R

 Kuat rencana

L

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Tegangan-Regangan Baja ... 6

Gambar 2.2 Profil-Profil Standar ... 8

Gambar 2.3 Elemen Tarik dan Tekan Kondisi Elatis ... 9

Gambar 2.4 Diagram Distribusi Tegangan Lentur... 10

Gambar 2.5 Penampang Balok Profil IWF ... 11

Gambar 2.6 Balok yang Ditumpu Lateral ... 13

Gambar 2.7 Perilaku Balok ... 14

Gambar 2.8 Tata Letak Baut ... 20

Gambar 2.9 Respons Spektrum Gempa Rencana ... 27

Gambar 2.10 Perkiraan Jenis Tanah dari CPT ... 35

Gambar 2.11 Perhitungan Daya Dukung Ujung ... 36

Gambar 3.1 Model 3D... 39

Gambar 3.2 Diagram Bagan Alir ... 41

Gambar 3.3 Nilai periode Getar ... 42

Gambar 3.4 Massa Bangunan ... 43

Gambar 3.5 Respons Spektrum Wilayah 3 ... 44

Gambar 3.6 Input Beban (Fy) pada Statik ekuivalen... 46

Gambar 3.7 Input Beban (Fx) pada Statik ekuivalen... 46

Gambar 3.8 Input Beban (Fy) pada Statik ekuivalen... 51

Gambar 3.11 Lendutan Balok yang Didesain Berdasarkan FEMA 450 ... 53

Gambar 3.12 Detail Sambungan Balok-Kolom ... 54

Gambar 3.13 Detail Sambungan Kolom-Kolom... 55

Gambar 3.14 Detail Sambungan Balok Induk-Balok Anak... 55

Gambar 3.15 Detail Sambungan Kolom-Perletakan... 56

Gambar 3.16 Detail Sambungan Balok-Kolom ... 57

Gambar 3.17 Detail Sambungan Kolom-Kolom... 57

Gambar 3.18 Detail Sambungan Balok Induk-Balok Anak... 58

Gambar 3.19 Detail Sambungan Kolom-Perletakan... 58

Gambar 3.20 Detail Pondasi yang Didesain Berdasarkan SNI 03-1726-2002 ... 61

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja ... 8

Tabel 2.2 Batas Lendutan Maksimum ... 18

Tabel 2.3 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung... 21

Tabel 2.4 Faktor Keutamaan I Untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan... 23

Tabel 2.5 Faktor Daktilitas Maksimum, Faktor Reduksi Gempa Maksimum, Faktor Tahanan Lebih Struktur dan Faktor Tahanan Lebih Total Beberapa Jenis Sistem dan Subsistem Struktur Gedung... 24

Tabel 2.6 Koefisien  yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung……… 28

Tabel 3.1 Nilai Ty(Ray) pada SNI 03-1726-2002 ... 47

Tabel 3.2 Nilai Tx(Ray) pada SNI 03-1726-2002 ... 47

Tabel 3.3 Nilai Fy Berdasarkan FEMA 450 ... 50

Tabel 3.4 Nilai Fx Berdasarkan FEMA 450 ... 50

Tabel 3.5 Nilai Ty(Ray) pada FEMA 450 ... 52

Tabel 3.6 Nilai Tx(Ray) pada FEMA 450 ... 52

Tabel 3.7 Perbandingan Nilai Fx... 64

Tabel 3.8 Perbandingan Nilai Fy... 64

Tabel 3.9 Gaya-gaya Dalam dan Lendutan... 65

Tabel 3.10 Gaya Dalam Pada Kolom... 65

Tabel 3.11 Reaksi Tumpuan ... 65

Tabel 3.13 Perbedaan Desain Sambungan Kolom-Kolom ... 66

Tabel 3.14 Perbedaan Desain Sambungan Balok Induk-Balok Anak... 66

Tabel 3.15 Perbedaan Desain sambungan Kolom-Perletakan ... 67

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Pemodelan Gedung... 71

Lampiran 2 Nilai Periode Getar ... 83

Lampiran 3 Pembahasan Rasio P/M ... 85

Lampiran 4 Desain Sambungan ... 132

Lampiran 5 Data Sondir ... 157

Lampiran 6 Output Program LPILE Plus 4.0 ... 161

Lampiran 7 Output Program Concrete Pile Cap Design... 168

Lampiran 8 Batas Layan dan Batas Ultimate... 174

Lampiran 9Preliminary Desain Balok, Kolom, Pelat ... 179

Lampiran 10 Denah Struktur... ... 185

LAMPIRAN I

A. Pemodelan Gedung

Langkah-langkah dalam pemodelan gedung dengan menggunakan software ETABS yaitu:

1. Membuka program dengan mengklik ikon atau diambil dari start program.

Gambar L.1.1 Tampilan Awal Program

2. Setelah membuka program, langkah awal yaitu merubah satuan di pojok kanan bawah.

3. Kemudian membuat grid dan jarak grid sesuai dengan model yang akan dibuat dengan cara mengklik File–New Model– No (new model initialization) – Ok maka akan terlihat tampilan berikut:

Gambar L.1.2 Tampilan Untuk Membuat Jumlah Grid_{, Lantai serta Tinggi}

Bangunan

4. Mendefinisikan material dari struktur yang digunakan

Define – Material properties – conc/steel – Modify/show material - Klik OK

5. Lalu klik pada tulisan Steel (Tulisan akan berwarna biru bila di klik) – Modify Show, diubah nama material pada kotak material name, input data material yang diketahui seperti fy, fu, serta modulus elastisitas.

Gambar L.1.4 Input Data Material

6. Mendefinisikan penampang balok dan kolom bangunan yaitu:

Define – Frame section – Add/ Wide Flange –input data penampang – klik OK

Sebelumnya telah dilakukan preliminary desain, dimana hasilnya selengkapnya pada Lampiran 9.

Gambar L.1.6 Input Data Balok, kolom

7. Definisikan pelat dengan cara klik define – Wall/Slab/Deck section maka akan telihat tampilan sebagai berikut:

8. Pilih Slab kemudian klik Modify/Show Section, input data pelat kemudian klik OK

Gambar L.1.8 Input Data Pelat

9. Membuat beban yang terjadi dengan cara Define – Static Load cases – input jenis pembebanan struktur – klik OK

Gambar L.1.9 Membuat Beban

Dalam Tugas Akhir ini, perencanaan beban gempa dihitung menggunakan dua cara yaitu SNI 03-1726-2002 dengan FEMA 450. Oleh karena itu, secara umum gedung akan dianalisis dua kali.

Model pertama adalah beban gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002, maka seperti terlihat pada Gambar L.1.9 beban gempa seperti quake, dihitung sesuai dengan rumus-rumus peraturan SNI 03-1726-2002.

Model kedua adalah beban gempa berdasarkan FEMA 450, maka seperti terlihat pada Gambar L.1.9 beban gempa seperti quake, dihitung sesuai dengan rumus-rumus peraturan FEMA 450.

10. Definisikan kombinasi beban yang ada dengan cara Define – Load combinations – input kombinasi – Klik Ok

Gambar L.1.10 Kombinasi Beban

Dalam Tugas Akhir ini, kombinasi yang digunakan ada 18, yang terdiri dari: a. Comb 1 (1,4.(SDL+DL)

b. Comb 2 (1,2.(SDL+DL) + 1,6.(LL))

c. Comb 3 (1,2.(SDL+DL)+0,5(LL)EQx0,3.EQy d. Comb 4 (1,2(SDL+DL)+0,5(LL)0,3.EQxEQy e. Comb 5 (0,9(SDL+DL)EQx0,3.EQy

11. Penggambaran balok IWF ke grid dengan cara Draw – Draw Lines objects – Draw Line – gambar balok dari joint ke joint.

Gambar L.1.11 Menggambar Balok

12. Gambar kolom dengan cara Draw – Draw Lines objects – create columns – gambar kolom pada tiap joint – klik OK.

Gambar L.1.12 Menggambar Kolom

13. Penggambaran pelat dengan cara Draw – Draw Area Objects – Draw Areas – Input properties object sesuai dengan properties pelat – Klik joint terluar.

Gambar L.1.13 Menggambar Pelat

14. Tentukan restraint pada tumpuan : Select plan level base – select semua joint – assign – joint/point – Restaint.

Gambar L.1.14Restraint _Tumpuan

B. Pemodelan Beban Gravitasi

Beban gravitasi yang diperhitungkan adalah :

 Beban Mati (DL) dihitung sendiri oleh program ETABS

 Beban Mati Tambahan (SDL) = 112 kg/m2

 Bebah Hidup = 300 kg/m2

Adapun langkah- langkah memasukkan data beban ke dalam ETABS yaitu :

1. Beban pada pelat dengan cara : Select pelat – Assign – Shell/ Area Load – Uniform –pilih jenis beban yang akan digunakan.

2. Beban pada balok dengan cara: Select balok yang menerima beban dinding – Assign – Frame/ line load – Distributed – Pilih jenis beban yang akan digunakan – Klik OK.

C. Pusat Massa

Dalam Tugas Akhir ini, lantai dimodelkan sebagai lantai diagfragma rigid. Artinya massa dipusatkan pada satu titik.

LAMPIRAN II

Nilai Periode Getar

Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ 1 1.071123 0.0003 81.7143 0 0.0003 81.7143 0 99.5709 0.0004 0.0638 99.5709 0.0004 0.0638 2 0.981274 79.6819 0.0003 0 79.6822 81.7146 0 0.0003 99.6976 0.0005 99.5712 99.698 0.0643 3 0.834068 0.0005 0.0677 0 79.6826 81.7823 0 0.0798 0.0006 80.2177 99.6511 99.6986 80.282 4 0.34946 0.0001 10.9812 0 79.6827 92.7635 0 0.1053 0 0.0075 99.7563 99.6986 80.2895 5 0.329379 12.6302 0 0 92.3129 92.7636 0 0 0.0005 0 99.7563 99.699 80.2896 6 0.271697 0 0.0063 0 92.3129 92.7699 0 0.0001 0 11.8792 99.7564 99.699 92.1687 7 0.191944 0 4.3038 0 92.313 97.0737 0 0.2219 0 0.0024 99.9783 99.699 92.1712 8 0.18584 4.9335 0 0 97.2465 97.0737 0 0 0.2878 0 99.9783 99.9868 92.1712 9 0.148318 0 0.002 0 97.2465 97.0757 0 0.0001 0 4.6868 99.9784 99.9868 96.858 10 0.126056 0 1.7857 0 97.2465 98.8614 0 0.0007 0 0.0002 99.9791 99.9868 96.8581 11 0.123557 1.7736 0 0 99.0201 98.8614 0 0 0.0001 0 99.9791 99.9869 96.8581 12 0.095855 0 0 0 99.0201 98.8615 0 0 0 1.9581 99.9791 99.9869 98.8162

LAMPIRAN III

Pembahasan Rasio P-M

Gambar L.3.1 Balok dan Kolom yang Ditinjau

A. Pembahasan Rasio P-M Gedung yang Didesain Berdasarkan SNI 1726-2002 Desain Balok

Elevation-B (B17) Story 2 Karakteristik Profil :

WF = 300.150.6,5.9 (BJ37)

d = 300 mm bf = 150 mm tw = 6,5 mm tf = 9 mm

L = 6000 mm Ag = _{4, 678.10 mm}3 2

Ix = 7,21.10 7 4

10 mm Iy = _{5,08.10 mm}6 4

x

5 3 x

S =4,81.10 mm S =6,77.10 mm_y 4 3

c

r =13mm

f c

h'=d-2.t -2.r h'=256mm





w f w

A = d-2.t .t A =1833mm_w 2

 





2

x f f w f

1

Z =b.t . d-t + t . d-2.t 4

5 3

x

Z =5,22.10 mm

2 2

y f f w

1 1

Z = .t .b + .(d-2.t ).t

2 4

5 3

y

Z =1,04.10 mm

Data Material: Modulus Elastisitas:

s

E =200000MPa

Tegangan Leleh sayap dan Badan:

y

f =240MPa

Tegangan Sisa:

r

f =70MPa (rolled beam)

Faktor reduksi

0,9

  _c 0,85 _b 0,9

Faktor modifikasi Tegangan Leleh:

y

R =1,5jika f_y 250MPa

y

R =1,3jika f_y 290MPa

Maka R =1,5_y

Besaran penampang yang perlu dihitung:

L y r

f =f -f f =70MPa_r G=0,8.10 MPa5

L

f =170MPa



3







3

f f f w

1

J= . 2.b .t + d-2.t .t 3             4 J=98714,75mm

 

2

w f

1 I = . d-t

2

  

 

_{ } 

 

2 w

I =21170,25mm

Momen Leleh: M =S .f_{y x y} M =115,44.10 Nmm_y 6

Momen Plastis: M =Z .f_{p x y} M =125,3x10 Nmm_p 6

Momen Batas Tekuk: M =(f -f ).S_{r y r x} M =81,77.10 Nmm_r 6 (karena

tegangan leleh flens dan badan sama)

Gaya aksial Leleh: P =A .f_{y g y} P =1,123.10 N_y 6

Periksa Kekompakan Penampang:

Harus memenuhi syarat kekompakan penampang pada Tabel 15.7-1 (SNI 03-1729-2002)

Pada Pelat sayap:

f f

f

b

λ =

2.t f=8,333

p y

170

λ =

f λ =10,97ps

Kesimpulan: Penampang kompak Pada Pelat badan:

w w

h'

λ =

t λ =39,38w

p y

1680

λ =

f λ =108,54p

Kesimpulan: Penampang kompak (λ <λ_{w p})

1. Menghitung Kapasitas Momen Balok B-13 1.a Kondisi batas tekuk lokal

Pada pelat sayap:

pf y

170

λ =

F λ =10,97pf

rf

y r

370

λ =

f -f λ =28,38rf

f=8,333



Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat sayap: (M_nFLB)

nFLB p f pf

M =M jikaλ λ







f pf



nFLB p p r pf f

rf pf λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ <λ <λ

λ -λ rf

6

nFLB p

M =M =125,3x10 Nmm

nFLB

M =112752000Nmm



Pada pelat badan:

pw y 1680 λ = f         108, 44 pw   rw y 2550 λ = f         164, 61 rw   w λ =39,38

Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat badan:

nWLB p w

M =M jikaλ _pw







w pw



nWLB p p r pw

rw pw

λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ

λ -λ  w rw

2 rf

nFLB r f

f λ

M = .M jikaλ

λ rf

  _

   

2 rw

nWLB r w

w λ

M = .M jikaλ

λ rw

  _

   

6

nWLB p

M =M =125,3x10 Nmm

nWLB

M =112752000Nmm



1.b Kondisi batas tekuk lateral Panjang tak bertumpu:

b

L =6000mm

Batas-batas jarak pengekang lateral:

 

2 2 6 11

w y

1 1

I = .h .I = . 300 .5,08.10 =1,143.10

4 4

p y

y

E 200000

L =1,76.r . =1,76.32,9. =1671,54mm

F 240

3

1 5

π E.G.J.A π 200000.80000.98714,75.4,678.10

X = . =12553,68MPa

S 2 4,81.10 2

2

2 5 11

-4 4 2

w

2 6

Y

I

S 4,81.10 1,143.10

X =4. . =4. . =3,34.10 mm /N

G.J I 80000.98714,75 5,08.10

          _{ } 2 1

r y 2 L

L

X

L =r . . 1+ 1+X .F F       -4 2 r 12553,68

L =32,9. . 1+ 1+3,34.10 .170 =7929,5mm 170       Maka, b

L =6000mm L =1671,54mm_p L =7929,5mm_r

Keterangan: “Bentang pendek” jika L_b L_p

“ Bentang menengah jika L <L <L_{p b r}

“ Bentang panjang jika L_b L_r Kesimpulan: bentang menengah

Momen Nominal Tekuk Lateral (M_nLTB)

Momen Plastis

6 p

M =125,3x10 Nmm

Momen Batas Tekuk

r y r

M =S.(f -f )=81770000Nmm

Menghitung nilai C :_b

Gambar L.3.2 Momen Maksimum

Data Momen yang didapat dari ETABS untuk menghitung nilai Cb:

Momen di ¼ bentang (Ma) = 3140308,957 Nmm

Momen di ½ bentang (Mb) = 654605,411 Nmm

Momen di ¾ bentang (Mc) = 2817192,817 Nmm

Momen maksimum = 7243461,697 Nmm

maks b

maks A B c

12,5.M

C = 2,3

2,5.M +3.M +4.M +3.M 

b

12,5.7243461,697

C = 2,3

2,5.7243461,697+3.3140308,957+4.654605,411+3.2817192,817

b

C =2,242,3

Menghitung Momen kritis:

 

2

y f

w

I . d-t C =

4

 

  -7 6

w

C =1,075x10 m

21

1 s y

A =E .I .G.J=8,02x10

2

28 s

2 y w

π.E

A = .I .C =3,04x10 L

 

 

 

π

Momen Nominal Tekuk Lateral pada sumbu-x: (M_nLTBx)

nLTBx

M = M_pjika L_b L_p

nLTBx

M =





r

b r p1 r

r p

L -L C . M + M -M

L -L

  

 _ _

 _{ }

 

jika L <L <L_{p b r}

nLTBx cr p1

M =minM ,M jika L_b L_r Jadi M_nLTBx= 114672264,4 Nmm

nLTBx

M =

 104247513,15 Nmm

Momen nominal Tekuk Lateral pada sumbu-y:( M_nLTBy)

Momen plastis pada sumbu –y:

py y y y y

M = min (Z .F ,1,5S .F )

py

M =24372000 Nmm

nLTBy

M =21934800Nmm



1.c Menghitung Momen Nominal (M )_n

Momen nominal pada sumbu-x: (M )_nx

nx nFLB nWLB nLTBx p

M = min (M ,M ,M ,M )

nx

M = 114672264,4 Nmm

Momen Nominal pada sumbu-y: (M )_ny

ny nLTBy

M =M

ny

M =24372000 Nmm

Maka besarnya kapasitas momen adalah sebagai berikut: Kapasitas momen pada sumbu-x: (M )_nx

nx

M =

Kapasitas momen pada sumbu-y: (M )_ny

ny

M = 21934800 Nmm



2. Menghitung kapasitas Tarik Balok B-17 Kuat tarik nominal: (P )_nt

nt g y

P =A .f P =1122720N_nt

Maka besarnya kapasitas tarik adalah sebagai berikut: (P_nt)

nt

P =1010448N



3. Menghitung Kapasitas Tekan Balok B-17 3.a Hitung tegangan kritis: F_crl

Besaran penampang yang perlu dihitung:

c

k =1 ( beban aksial tidak ada)

k c

L =k .L L = 6000mm_k

x y

r = min (r ,r ) r = 32,9mm

y k c s f L

λ = .

π.r E λ =2,01c



c



2

cr1 y c

F =_ 0,658.λ .F jikaλ 1,5_ 

c

cr1 2 y c

0,877

F = .F jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr1 F =52,10MPa

3.b Hitung Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur: Besaran penampang yang perlu dihitung:

2

y f

w

I .(d-2.t ) C = 4     11 C =1,075x10

Tegangan Tekuk elastik puntir lentur:(Fe)





2 s w e 2 x y k

π .E .C 1

F = +G.J I +I K.L

 

 

 

  e

F =178,69MPa y e e f λ =

F λ =1,159e

Maka besarnya Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur:

 

2 e λ

cr2 y c

f = 0,658 .f jikaλ 1,5

 

  cr1 _e2 y c

0,877

f = .f jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr1 F =156,69MPa

Besarnya Kuat tekan nominal adalah:

cr

F =156,69MPa

nc g cr

P =A .F P =732995,82N_nc

Sehingga besarnya kapasitas tekan balok adalah:

nc

P =659696,238N



4. Menghitung Kapasitas Gaya Geser Balok B-13 4.a Gaya Geser Nominal pada sumbu-x:

Besaran penampang yang perlu dihitung:

w1 w

A = d.t A = 1950 mm_w1 2

a = 6000 mm

n 2 5 k =5+ a h'       _{ }   _{ }    n

k = 5,009

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-x:

w

h'

n s

nx y w1 w

y

k .E V =(0,6.F .A )jikaλ 1,10.

F

 

 _ _

 

n s n s n s

nx y w1 w

y w y y

k .E 1 k .E k .E V =0,6.F .A .1,10. . jika 1,10. λ <1,37.

F λ F F

 



 

 

 

 

w1 n s n s

nx 2 w

y w

0,9.A .k .E k .E

V = jikaλ 1,37.

F

λ 

nx

V =280800N

4.b Gaya geser Nominal pada sumbu-y: Besaran penampang yang perlu dihitung:

w2 f f

5 A = .b .t

3       2 w2 A =2250mm

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-y:

ny y w2

V =0,6.F .A V = 324000 N_ny

Maka besarnya kapasitas gaya geser adalah sebagai berikut: Kapasitas gaya geser pada sumbu-x:

nx

V =252720N



Kapasitas gaya geser pada sumbu-y:

ny

V =291600N



Selanjutnya, akan dihitung rasio tegangan akibat gaya geser yang bekerja: Rasio tegangan pada sumbu-x:

ux nx

V = V

 0,000 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,000

Rasio tegangan pada sumbu-y:

uy ny

V = V

6.Menghitung Faktor Amplikasi Momen (_b) Data yang diperlukan:

g y

cr 2

c

A .F P =

λ P = 277894,1115 Ncr

Maka faktor Amplikasi momen adalah sebagai berikut:

1

1

m b

u cr

C P P

 

 

 

 

1 1, 02

b

 

Dari hasil kombinasi pembebanan dan kapasitas balok yang didapat diatas, maka dapat dihitung persamaan interaksi akibat gaya aksial dan momen sebagai berikut:

Rasio = u ux uy u

nt b nx b ny nt

M

P 8 M P

+ . + jika 0, 2 P 9 .M .M P

   

  



 _ _

  

 

uy

u ux u

nt b nx b ny nt

M

P M P

+ + jika <0,2 2. P  .M  .M P

  

 _ _

 _{ }

 

Maka rasio = 0,062 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,058

Desain Kolom

Karakteristik Profil:

WF = 400.400.13.21 (BJ37)

d = 400 mm b = 400 mm_f

w

t =13 mm t = 21 mm_f

L = 3500 mm Ag = 21870 mm2

8 4

x

I = 6,66.10 mm I = 2,24.10 mm_y 8 4

x

r =175 mm r = 101 mm_y

5 3

x

S =33,3.10 mm S =11,2.10 mm_y 5 3

c

r = 22 mm

f c

h'=d-2.t -2.r h'= 314 mm





w f w

A = d-2.t .t A = 4654 mm_w 2

 





2

x f f w f

1

Z =b.t . d-t + t . d-2.t 4

6 3

x

Z =3,66.10 mm

2 2

y f f w

1 1

Z = .t .b + .(d-2.t ).t

2 4

6 3

y

Z =1,69.10 mm

Data Material: Modulus Elastisitas:

s

E =200000MPa

Tegangan Leleh Flens dan Badan:

y

f =240MPa

Tegangan Sisa:

r

f =70MPa (rolled beam)

Faktor reduksi

0,9

Faktor modifikasi Tegangan Leleh:

y

R =1,5jika f_y 250MPa

y

R =1,3jika f_y 290MPa

Maka R =1,5_y

Besaran penampang yang perlu dihitung:

L y r

f =f -f f =70MPa_{r G=0,8.10 MPa}5

L

f =170MPa



3







3

f f f w

1

J= . 2.b .t + d-2.t .t 3

    

    

 

4

J= 3256126 mm

 

2

w f

1 I = . d-t

2      _{ }    2 w

I = 35910,25 mm

Momen Leleh: M =S .f_{y x y} M =799,2.10 Nmm_y 6

Momen Plastis: M =Z .f_{p x y} M =878,4.10 Nmm_p 6

Momen Batas Tekuk: M =(f -f ).S_{r y r x} M = 566,1.10 Nmm_r 6 (karena

tegangan leleh flens dan badan sama)

Gaya aksial Leleh: P =A .f_{y g y} P = 5,25.10 N_y 6

Periksa Kekompakan Penampang:

Harus memenuhi syarat kekompakan penampang pada Tabel 15.7-1 (SNI 03-1729-2002)

Pada Pelat sayap:

f f

f

b

λ =

2.t λ = 9,5f

p y

170

λ =

f λ =10,97ps

f ps

 

Pada Pelat badan:

w w

h'

λ =

t λ =24,9w

p y

1680

λ =

f λ =108,54p

Kesimpulan: Penampang kompak (λ <λ_{w p})

1. Menghitung Kapasitas Momen Kolom C-7 (Lantai 2) 1.a Kondisi batas tekuk lokal

Momen Nominal Tekuk lokal (berdasarkan Tabel 7.5-1) Pada pelat sayap:

pf y

170

λ =

F λ =10,97pf

rf

y r

370

λ =

F -F λ =28,38rf

f λ =9,5

Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat sayap: (M_nFLB)

nFLB p f pf

M =M jika λ λ







f pf



nFLB p p r pf f rf

rf pf λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ <λ <λ

λ -λ 2 rf

nFLB r f

f λ

M = .M jikaλ

λ rf

  _

   

6

nFLB p

M =M =878,4.10 Nmm

nFLB

M =790560000Nmm



Pada pelat badan:

u u

pw

y y

2, 75.N N 1680

λ = 1 jika 0,125

.N .N

fy b b

 _{ }

    

 _ _

u u

y y

N N

500 665

max . 2,33 , jika 0,125

.N f .N

pw b b y y F    _ _{  }  _{ }   _{ }     pw

λ = 42,93

u rw b y y N 2550

λ = . 1 0,74

.N F       _ _  _{ }   rw

λ =87,26 λ =24,9w

Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat badan:

nWLB p w

M =M jika λ _pw







w pw



nWLB p p r pw w rw

rw pw

λ -λ

M =M - .(M -M ) jika λ <λ <λ

λ -λ 2 rw

nWLB r w

w λ

M = .M jika λ

λ rw

  _

   

6

nWLB p

M =M =878,4.10 Nmm

nWLB

M =790560000Nmm



1.b Kondisi batas tekuk lateral Panjang tak bertumpu:

b

L =3500mm

Batas-batas jarak pengekang lateral:

 

2 2 8 12

w y

1 1

I = .h .I = . 400 .2,24.10 =8,96.10

4 4

p y

y

E 200000

L =1,76.r . =1,76.101. =5131,49 mm 240

f

1 5

π E.G.J.A π 200000.80000.3256126.21870

X = = . = 22517,78 MPa

S 2 33,3.10 2

2

2 _{5 12}

-5 4 2

w

2 8

Y

I

S 33,3.10 8,96.10

X =4. . =4. . = 2,61.10 mm /N

G.J I 80000.3256126 2,24.10

 

 

 

 

2 1

r y 2 L

L

X

L =r . . 1+ 1+X .F F

     

-5 2

r

22517, 78

L =101. . 1+ 1+2,61.10 .170 =18930,14 mm 170

 

 

 

Maka,

b

L =3500mm L = 5131,49 mm_p L = 18930,14 mm_r

Keterangan: “ Bentang pendek” jika L_b L_p

“ Bentang menengah jika L <L <L_{p b r}

“ Bentang panjang jika L_b L_r Kesimpulan: bentang pendek

Momen Nominal Tekuk Lateral (M_nLTB)

Momen Plastis

6 p

M =878,4.10 Nmm

Momen Batas Tekuk

6

r y r

M =S.(f -f )= 566,1.10 Nmm

Menghitung nilai C :_b

Data Momen yang didapat dari ETABS untuk menghitung nilai cb: Momen di ¼ bentang (Ma) = 10512168,1 Nmm

Momen di ½ bentang (Mb) = 869484,48 Nmm

Momen di ¾ bentang (Mc) = 8773199 Nmm

Momen maksimum = 20154851,7 Nmm

maks b

maks A B c

12,5.M

C = 2,3

2,5.M +3.M +4.M +3.M 

b

12,5.20154851, 7

C 2,3

2,5.20154851, 7 3.10512168,1 4.869484, 48 3.8773199

 

  

b

C =2,252,3

Menghitung Momen kritis:

 

2

y f

w

I . d-t C = 4     12 w

C = 8,04.10

25

1 s y

A =E .I .G.J=1,17.10

2

25 s

2 y w

π.E

A = .I .C =5,8.10 L

 

 

 

cr b 1 2

π

M =C . . A +A L

10 cr

M =1,69x10 Nmm

Momen Nominal Tekuk Lateral pada sumbu-x: (M_nLTBx)

nLTBx

M = M_pjika L_b L_p

nLTBx

M =





r

b r p1 r

r p

L -L C . M + M -M

L -L

  

 _ _

 _{ }

 jika Lp  Lb Lr

nLTBx cr p1

M =minM ,M jika L_b L_r Jadi M_nLTBx=M_p=878,4x10 Nmm6

nLTBx

M =

Momen nominal Tekuk Lateral pada sumbu-y:( M_nLTBy)

Momen plastis pada sumbu –y:

py y y y y

M =min(Z .F ,1,5S .F )

py

M =403200000 Nmm

nLTBy

M =362880000 Nmm



1.c Menghitung Momen Nominal (M )_n

Momen nominal pada sumbu-x: (M )_nx

nx nFLB nWLB nLTBx p

M =min(M ,M ,M ,M )

nx

M =878,4x10 Nmm6

Momen Nominal pada sumbu-y: (M )_ny

ny nLTBy

M =M

ny

M = 403200000 Nmm

Maka besarnya kapasitas momen adalah sebagai berikut: Kapasitas momen pada sumbu-x: (M )_nx

nx

M =

 790560000 Nmm

Kapasitas momen pada sumbu-y: (M )_ny

ny

M =362880000 Nmm



2. Menghitung kapasitas Tarik Kolom C-7 (Lantai 2) Kuat tarik nominal: (P )_nt

nt g y

P =A .f

6 nt

P =5,25x10 N

Maka besarnya kapasitas tarik adalah sebagai berikut: (P_nt)

nt

P = 4723920 N

3. Menghitung Kapasitas Tekan Kolom C-7 (Lantai 2) 3.a Hitung tegangan kritis: F_crl

Besaran penampang yang perlu dihitung:

Faktor panjang efektif kc, ditentukan dengan menggunakan faktor G:

A

G = 1,0 (jepit)

A B

B

66600 66600

I ₊

Σ( ) _{350 350}

L

G = = =15,8

I 7210 7210

Σ( ) +

L 600 600

                        c

k = 2

k c

L =k .L L =7000 mm_k

x y

r=min(r ,r ) r= 101mm

y k c s f L

λ = .

π.r E λ =0,76c

 

2 c λ

cr1 y c

F =_ 0,658 .f _jikaλ 1,5

 

c

cr1 2 y c

0,877

F = .f jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr1

F = 195,71 MPa

3.b Hitung Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur: Besaran penampang yang perlu dihitung:

 

2

y f

w

I . d-t C =

4

 

  12

w

C =8,04x10

Tegangan Tekuk elastik puntir lentur:(Fe)





2 s w e 2 x y z k

π .E .C 1

F = +G.J I +I K .L         e

y e

e

f

λ =

F λ =0,37e

Maka besarnya Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur:

 

2 e λ

cr2 y c

F = 0,658 .f jikaλ 1,5

 

 

e

cr2 2 y c

0,877

F = .f jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr2

F =226,63 MPa

Besarnya Kuat tekan nominal adalah:

cr cr1 cr2

F =min(F ,F )

cr

F =195,71 MPa

nc g cr

P =A .F P =4280114,486 N_nc

Sehingga besarnya kapasitas tekan kolom adalah:

nc

P =3852103,04 N



4. Menghitung Faktor Modifikasi Momen (Cm)

1

M = 12905778 Nmm (momen ujung terkecil)

2

M = 20154851,7 Nmm (momen ujung terbesar)

Kurvatur = 2 (double curvature)

1 2

m

1 2

min(M ,M )

β =

max(M ,M ) jika kurvatur > 2

1 2

m

1 2

min(M ,M )

β =

-max(M ,M )

 

 

  jika kurvatur < 1

m m

C =0,6-0,4.β

m

5.Menghitung Faktor Amplikasi Momen (_b) Data yang diperlukan:

u

N = 2445642,9N

y k cx x s F L

λ = .

π.r E λ =0,44cx

y k cy y s F L

λ = .

π.r E λ =0,76cy

g y

crx 2

cx

A .F N =

λ Ncrx= 108446281 N

g y

cry 2

cy

A .F N =

λ Ncry=36349030,47 N

Maka faktor Amplikasi momen adalah sebagai berikut:

1 1 m b x u crx C N N         1 0,35 b x  

1 max( 1 ,1)

b x b x

   b x1 1, 00

1 1 m b y u cry C N N     _ _   1 0,36 b y  

1 max( 1 ,1)

b y b y

   b y1 1, 00

6. Menghitung Kapasitas Gaya Geser Kolom C-7 (Lantai 2) 6.a Gaya Geser Nominal pada sumbu-x:

Besaran penampang yang perlu dihitung:

w1 w

A =d.t A =5200mm_w1 2

n 2 5 k =5+ a h'       _{ }   _{ }    n

k = 5,04

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-x:

w w

h'

λ =

t λ =24,15w

n s

nx y w1 w

y

k .E V =(0,6.f .A )jikaλ 1,10.

f

 

 _ _

 

n s n s n s

nx y w1 w

y w y y

k .E 1 k .E k .E V =0,6.F .A .1,10. . jika 1,10. λ <1,37.

F λ F F

 



 

 

 

 

w1 n s n s

nx 2 w

y w

0,9.A .k .E k .E

V = jikaλ 1,37.

F

λ 

nx

V = 748800 N

6.b Gaya geser Nominal pada sumbu-y: Besaran penampang yang perlu dihitung:

w2 f f

5 A = .b .t

3       2 w2 A =1400mm

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-y:

ny y w2

V =0,6.f .A V =2016000 N_ny

Maka besarnya kapasitas gaya geser adalah sebagai berikut: Kapasitas gaya geser pada sumbu-x:

nx

V =673920 N



Kapasitas gaya geser pada sumbu-y:

ny

V = 1814400N



Selanjutnya, akan dihitung rasio tegangan akibat gaya geser yang bekerja: Rasio tegangan pada sumbu-x:

ux nx

V 640,96

= =0,001 V 673920

 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,001

Rasio tegangan pada sumbu-y:

uy

V didapat dari nilai maksimum kombinasi = 11020,21 N

uy ny

V _11020,21

= =0,006

V 1814400

 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,006

Dari hasil kombinasi pembebanan dan kapasitas kolom yang didapat diatas, maka dapat dihitung persamaan interaksi akibat gaya aksial dan momen sebagai berikut:

Rasio = u ux uy u

nt b nx b ny nt

M

N 8 M N

+ . + jika >0,2

N 9 .M .M N

   

  

 _ _

 _{ }

 

uy

u ux u

nt b nx b ny nt

M

N M N

+ + jika <0,2 2. N  .M  .M N

  

 _ _

 _{ }

 

Maka rasio = 0,660 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,661

B. Pembahasan Rasio P-M Gedung yang Didesain Berdasarkan FEMA 450 Desain Balok

Elevation-B (B17) Story 2 Karakteristik Profil :

WF = 300.150.6,5.9 (BJ37)

d = 300 mm bf = 150 mm tw = 6,5 mm tf = 9 mm

L = 6000 mm Ag = 4, 678.10 mm3 2

Ix = 7,21.1010 mm7 4 Iy = _{5,08.10 mm}6 4

x

r =124 mm r =32,9 mm_y

5 3

x

S =4,81.10 mm S =6,77.10 mm_y 4 3

c

r =13mm

f c

h'=d-2.t -2.r h' = 256mm





w f w

A = d-2.t .t A =1833mm_w 2

 





2

x f f w f

1

Z =b.t . d-t + t . d-2.t 4

5 3

x

Z =5,22.10 mm

2 2

y f f w

1 1

Z = .t .b + .(d-2.t ).t

2 4

5 3

y

Z =1,04.10 mm

Data Material: Modulus Elastisitas :

s

E =200000MPa

Tegangan Leleh Flens dan Badan:

y

f =240MPa

Tegangan Sisa:

r

f =70MPa (rolled beam)

Faktor reduksi

Faktor modifikasi Tegangan Leleh:

y

R =1,5jika f_y 250MPa

y

R =1,3jika f_y 290MPa

Maka R =1,5_y

Besaran penampang yang perlu dihitung:

L y r

f =f -f f =70MPa_{r G=0,8.10 MPa}5

L

f =170MPa



3







3

f f f w

1

J= . 2.b .t + d-2.t .t 3

    

    

 

4

J=98714,75mm

 

2

w f

1 I = . d-t

2

  

 

_{ } 

 

2 w

I =21170,25mm

Momen Leleh: M =S .f_{y x y} M =115,44.10 Nmm_y 6

Momen Plastis: M =Z .f_{p x y} M =125,3x10 Nmm_p 6

Momen Batas Tekuk: M =(f -f ).S_{r y r x} M =81,77.10 Nmm_r 6 (karena

tegangan leleh flens dan badan sama)

Gaya aksial Leleh: P =A .f_{y g y} P =1,123.10 N_y 6

Periksa Kekompakan Penampang:

Harus memenuhi syarat kekompakan penampang pada Tabel 15.7-1 (SNI 03-1729-2002)

Pada Pelat sayap:

f f

f

b

λ =

2.t f=8,333

p y

170

λ =

f λ =10,97ps

Pada Pelat badan:

w w

h'

λ =

t λ =39,38w

p y

1680

λ =

f λ =108,54p

Kesimpulan: Penampang kompak ( _w  _p)

1. Menghitung Kapasitas Momen Balok B-13 1.a Kondisi batas tekuk lokal

Momen Nominal Tekuk lokal (berdasarkan Tabel 7.5-1) Pada pelat sayap:

pf y

170

λ =

F λ =10,97pf

rf

y r

370

λ =

f -f λ =28,38rf

f=8,333



Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat sayap: (M_nFLB)

nFLB p f pf

M =M jikaλ λ







f pf



nFLB p p r pf f

rf pf λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ <λ <λ

λ -λ rf

2 rf

nFLB r f

f λ

M = .M jikaλ

λ rf

  _

   

6

nFLB p

M =M =125,3x10 Nmm

nFLB

M =112752000Nmm

Pada pelat badan: pw y 1680 λ = f         108, 44 pw   rw y 2550 λ = f         164, 61 rw   w λ =39,38

Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat badan:

nWLB p w

M =M jikaλ _pw







w pw



nWLB p p r pw

rw pw

λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ

λ -λ  w rw

2 rw

nWLB r w

w λ

M = .M jikaλ

λ rw

  _

   

6

nWLB p

M =M =125,3x10 Nmm

nWLB

M =112752000Nmm



1.b Kondisi batas tekuk lateral Panjang tak bertumpu:

b

L =6000mm

Batas-batas jarak pengekang lateral:

 

2 2 6 11

w y

1 1

I = .h .I = . 300 .5,08.10 =1,143.10

4 4

p y

y

E 200000

L =1,76.r . =1,76.32,9. =1671,54mm

F 240

3

1 5

π E.G.J.A π 200000.80000.98714,75.4,678.10

X = . =12553,68MPa

S 2 4,81.10 2

2

2 _{5 11}

-4 4 2

w

2 6

Y

I

S 4,81.10 1,143.10

X =4. . =4. . =3,34.10 mm /N

G.J I 80000.98714,75 5,08.10

 

 

 

 

2 1

r y 2 L

L

X

L =r . . 1+ 1+X .F F

     

-4 2

r

12553,68

L =32,9. . 1+ 1+3,34.10 .170 =7929,5mm 170

 

 

 

Maka,

b

L =6000mm L =1671,54mm_p L =7929,5mm_r

Keterangan: “Bentang pendek” jika L_b L_p

“ Bentang menengah jika L_p  L_b L_r

“ Bentang panjang jika L_b L_r Kesimpulan: bentang menengah

Momen Nominal Tekuk Lateral (M_nLTB)

Momen Plastis

6 p

M =125,3x10 Nmm

Momen Batas Tekuk

M =S.(f -f )=81770000Nmm_{r y r}

Menghitung nilai c :_b

Gambar L.3.6 Momen Maksimum

Data Momen yang didapat dari ETABS untuk menghitung nilai cb: Momen di ¼ bentang (Ma) = 3145095,258 Nmm

Momen di ½ bentang (Mb) = 654608,737 Nmm

Momen di ¾ bentang (Mc) = 2821972,465 Nmm

maks b

maks A B c

12,5.M

C = 2,3

2,5.M +3.M +4.M +3.M 

b

12,5.7253024,32

C = 2,3

2,5.7253024,32 +3.3145095,258+4.654608,737+3.2821972,465

b

C =2,242,3

Menghitung Momen kritis:

 

2

y f

w

I . d-t C =

4

 

  -7 6

w

C =1,075x10 m

21

1 s y

A =E .I .G.J=8,02x10

2

28 s

2 y w

π.E

A = .I .C =3,04x10 L

 

 

 

cr b 1 2

π

M =C . . A +A L

11 cr

M =2,045x10 Nmm

Momen Nominal Tekuk Lateral pada sumbu-x: (M_nLTBx)

nLTBx

M = M_pjika L_b L_p

nLTBx

M =





r

b r p1 r

r p

L -L C . M + M -M

L -L

  

 _ _

 _{ }

 jika Lp  Lb Lr

nLTBx cr p1

M =minM ,M jika L_b L_r Jadi M_nLTBx= 114672264,4 Nmm

nLTBx

M =

 104247513,15 Nmm

Momen nominal Tekuk Lateral pada sumbu-y:( M_nLTBy)

Momen plastis pada sumbu –y:

py y y y y

M = min (Z .F ,1,5S .F )

py

M =24372000 Nmm

nLTBy

M =21934800Nmm

1.c Menghitung Momen Nominal (M )_n

Momen nominal pada sumbu-x: (M )_nx

nx nFLB nWLB nLTBx p

M = min (M ,M ,M ,M )

nx

M = 114672264,4 Nmm

Momen Nominal pada sumbu-y: (M )_ny

ny nLTBy

M =M

ny

M =24372000 Nmm

Maka besarnya kapasitas momen adalah sebagai berikut: Kapasitas momen pada sumbu-x: (M )_nx

nx

M =

 104247513,15 Nmm

Kapasitas momen pada sumbu-y: (M )_ny

ny

M = 21934800 Nmm



2. Menghitung kapasitas Tarik Balok B-17 Kuat tarik nominal: (P )_nt

nt g y

P =A .F P =1122720N_nt

Maka besarnya kapasitas tarik adalah sebagai berikut: (P_nt)

nt

P =1010448N



3. Menghitung Kapasitas Tekan Balok B-17 3.a Hitung tegangan kritis: F_crl

Besaran penampang yang perlu dihitung:

c

k =1 ( beban aksial tidak ada)

k c

y k c s f L

λ = .

π.r E λ =2,01c



c



2

cr1 y c

F =_ 0,658.λ .F jikaλ 1,5_ 

c

cr1 2 y c

0,877

F = .F jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr1 F =52,10MPa

3.b Hitung Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur: Besaran penampang yang perlu dihitung:

2

y f

w

I .(d-2.t ) C = 4     11 w C =1,075x10

Tegangan Tekuk elastik puntir lentur:(Fe)





2 s w e 2 x y k

π .E .C 1

F = +G.J I +I K.L

 

 

 

  e

F =178,69MPa y e e f λ =

F λ =1,159e

Maka besarnya Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur:

 

2 e λ

cr2 y c

f = 0,658 .f jikaλ 1,5

 

  cr1 _e2 y c

0,877

f = .f jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr1 F =156,69MPa

Besarnya Kuat tekan nominal adalah:

cr

F =156,69MPa

nc g cr

P =A .F P =732995,82N_nc

Sehingga besarnya kapasitas tekan balok adalah:

nc

P =659696,238N

4. Menghitung Kapasitas Gaya Geser Balok B-13 4.a Gaya Geser Nominal pada sumbu-x:

Besaran penampang yang perlu dihitung:

w1 w

A = d.t A = 1950 mm_w1 2

a = 6000 mm

n 2 5 k =5+ a h'       _{ }   _{ }    n

k = 5,009

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-x:

w w

h'

λ =

t w 39,385

n s

nx y w1 w

y

k .E V =(0,6.F .A )jikaλ 1,10.

F

 

 _ _

 

n s n s n s

nx y w1 w

y w y y

k .E 1 k .E k .E V =0,6.F .A .1,10. . jika 1,10. λ <1,37.

F λ F F

 



 

 

 

 

w1 n s n s

nx 2 w

y w

0,9.A .k .E k .E

V = jikaλ 1,37.

F

λ 

nx

V =280800N

4.b Gaya geser Nominal pada sumbu-y: Besaran penampang yang perlu dihitung:

w2 f f

5 A = .b .t

3       2 w2 A =2250mm

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-y:

ny y w2

V =0,6.F .A V = 324000 N_ny

Maka besarnya kapasitas gaya geser adalah sebagai berikut: Kapasitas gaya geser pada sumbu-x:

Kapasitas gaya geser pada sumbu-y:

ny

V =291600N



Selanjutnya, akan dihitung rasio tegangan akibat gaya geser yang bekerja: Rasio tegangan pada sumbu-x:

ux nx

V = V

 0,000 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,000

Rasio tegangan pada sumbu-y:

uy ny

V = V

 0,012 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,011

5. Menghitung Faktor Modifikasi Momen (Cm)

m

C =1 ujung-ujung batang yang bisa bertranslasi

6.Menghitung Faktor Amplikasi Momen (_b) Data yang diperlukan:

g y

cr 2

c

A .F P =

λ P = 277894,1115 Ncr

Maka faktor Amplikasi momen adalah sebgai berikut:

1 1 m b u cr C P P        

1 1, 02

b

 

Dari hasil kombinasi pembebanan dan kapasitas balok yang didapat diatas, maka dapat dihitung persamaan interaksi akibat gaya aksial dan momen sebagai berikut:

Rasio = u ux uy u

nt b nx b ny nt

M

P 8 M P

+ . + jika 0, 2 P 9 .M .M P

         _ _  _{ }   uy

u ux u

nt b nx b ny nt

M

P M P

+ + jika <0,2 2. P  .M  .M P

  

 _ _

  

 

Gambar L.3.7 Nilai Output Balok yang Didesain Berdasarkan FEMA 450

Desain Kolom

Karakteristik Profil:

WF = 400.400.13.21 (BJ37)

d = 400 mm b = 400 mm_f

w

t =13 mm t = 21 mm_f

L = 3500 mm Ag = 21870 mm2

8 4

x

I = 6,66.10 mm I = 2,24.10 mm_y 8 4

x

r =175 mm r = 101 mm_y

5 3

x

S =33,3.10 mm S =11,2.10 mm_y 5 3

c

r = 22 mm

f c

h'=d-2.t -2.r h'= 314 mm





w f w

A = d-2.t .t A = 4654 mm_w 2

 





2

x f f w f

1

Z =b.t . d-t + t . d-2.t 4

6 3

x

Data Material: Modulus Elastisitas:

s

E =200000MPa

Tegangan Leleh Flens dan Badan:

y

f =240MPa

Tegangan Sisa:

r

f =70MPa (rolled beam)

Faktor reduksi

0,9

  _c 0,85 _b 0,9

Faktor modifikasi Tegangan Leleh:

1,5

y

R  jika F_y 250MPa 1,3

y

R  jika F_y 290MPa

Maka R =1,5_y

Besaran penampang yang perlu dihitung:

L y r

f =f -f f =70MPa_{r G=0,8.10 MPa}5

L

f =170MPa



3







3

f f f w

1

J= . 2.b .t + d-2.t .t 3

    

    

 

4

J= 3256126 mm

 

2

w f

1 I = . d-t

2

  

 

_{ } 

 

2 w

I = 35910,25 mm

Momen Leleh: M =S .f_{y x y} M =799,2.10 Nmm_y 6

Momen Plastis: M =Z .f_{p x y} M =878,4.10 Nmm_p 6

Momen Batas Tekuk: M =(f -f ).S_{r y r x} M = 566,1.10 Nmm_r 6 (karena

tegangan leleh sayap dan badan sama)

Periksa Kekompakan Penampang:

Harus memenuhi syarat kekompakan penampang pada Tabel 15.7-1 (SNI 03-1729-2002)

Pada Pelat sayap:

f f

f

b

λ =

2.t λ = 9,5f

p y

170

λ =

f λ =10,97ps

f ps

 

Kesimpulan: penampang kompak Pada Pelat badan:

w w

h'

λ =

t λ =24,9w

p y

1680

λ =

f λ =108,54p

Kesimpulan: Penampang kompak ( _w  _p)

1. Menghitung Kapasitas Momen Kolom C-7 (Lantai 2) 1.a Kondisi batas tekuk lokal

Momen Nominal Tekuk lokal (berdasarkan Tabel 7.5-1) Pada pelat sayap:

pf y

170

λ =

F λ =10,97pf

rf

y r

370

λ =

F -F λ =28,38rf

f λ =9,5

Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat sayap: (M_nFLB)

nFLB p f pf







f pf



nFLB p p r pf f rf

rf pf λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ <λ <λ

λ -λ 2 rf

nFLB r f

f λ

M = .M jikaλ

λ rf

  _

   

6

nFLB p

M =M =878,4.10 Nmm

nFLB

M =790560000Nmm



Pada pelat badan:

u pw

y y

2, 75. N 1680

λ = 1 jika 0,125

. .N

f

u

b y b

N N    _{ }       _ _   u y y N 500 665

max . 2,33 , jika 0,125

. .N

f

u pw

b y y b

N N F    _ _{  }  _{ }   _{ }     pw

λ = 42,93

u rw b y y N 2550

λ = . 1 0,74

.N F       _ _  _{ }   rw λ =87,26 w λ =24,9

Momen Nominal Tekuk Lokal pada pelat badan:

nWLB p w

M =M jikaλ _pw







w pw



nWLB p p r pw w rw

rw pw

λ -λ

M =M - .(M -M )jikaλ <λ <λ

λ -λ 2 rw

nWLB r w

w λ

M = .M jikaλ

λ rw

  _

   

6

nWLB p

M =M =878,4.10 Nmm

nWLB

M =790560000Nmm

1.b Kondisi batas tekuk lateral Panjang tak bertumpu:

b

L =3500mm

Batas-batas jarak pengekang lateral:

 

2 2 8 12

w y

1 1

I = .h .I = . 400 .2,24.10 =8,96.10

4 4

p y

y

E 200000

L =1,76.r . =1,76.101. =5131,49 mm 240

f

1 5

π E.G.J.A π 200000.80000.3256126.21870

X = = . = 22517,78 MPa

S 2 33,3.10 2

2

2 _{5 12}

-5 4 2

w

2 8

Y

I

S 33,3.10 8,96.10

X =4. . =4. . = 2,61.10 mm /N

G.J I 80000.3256126 2,24.10

            2 1

r y 2 L

L

X

L =r . . 1+ 1+X .F F       -5 2 r 22517, 78

L =101. . 1+ 1+2,61.10 .170 =18930,14 mm 170       Maka, b

L =3500mm L = 5131,49 mm_p L = 18930,14 mm_r

Keterangan: “ Bentang pendek” jika L_b L_p

“ Bentang menengah jika L_p  L_b L_r

“ Bentang panjang jika L_b L_r Kesimpulan: bentang pendek

Momen Nominal Tekuk Lateral (M_nLTB)

Momen Plastis

6 p

M =878,4.10 Nmm

Menghitung nilai C :_b

Gambar L.3.8 Momen pada Kolom

Data Momen yang didapat dari ETABS untuk menghitung nilai Cb:

Momen di ¼ bentang (Ma) = 10512168,1 Nmm

Momen di ½ bentang (Mb) = 869484,48 Nmm

Momen di ¾ bentang (Mc) = 8773199 Nmm

Momen maksimum = 20154851,7 Nmm

maks b

maks A B c

12,5.M

C = 2,3

2,5.M +3.M +4.M +3.M 

b

12,5.20154851, 7

C 2,3

2,5.20154851, 7 3.10512168,1 4.869484, 48 3.8773199

 

  

b

C =2,252,3

Menghitung Momen kritis:

 

2

y f

w

I . d-t C =

4

 

 

12 w

C = 8,04.10

25

1 s y

A =E .I .G.J=1,17.10

2

25 s

2 y w

π.E

A = .I .C =5,8.10 L

 

 

cr b 1 2 π

M =C . . A +A L

10 cr

M =1,69x10 Nmm

Momen Nominal Tekuk Lateral pada sumbu-x: (M_nLTBx)

nLTBx

M = M_pjika L_b L_p

nLTBx

M =





r

b r p1 r

r p

L -L C . M + M -M

L -L

  

 _ _

 _{ }

 jika Lp  Lb Lr

nLTBx cr p1

M =minM ,M jika L_b L_r Jadi M_nLTBx=M_p=878,4x10 Nmm6

nLTBx

M =

 790560000 Nmm

Momen nominal Tekuk Lateral pada sumbu-y:( M_nLTBy)

Momen plastis pada sumbu –y:

py y y y y

M =min(Z .F ,1,5S .F )

py

M =403200000 Nmm

nLTBy

M =362880000 Nmm



1.c Menghitung Momen Nominal (M_n) Momen nominal pada sumbu-x: (M_nx)

nx nFLB nWLB nLTBx p

M =min(M ,M ,M ,M )

nx

M =_{878,4x10 Nmm}6

Momen Nominal pada sumbu-y: (M )_ny

ny nLTBy

M =M

ny

Maka besarnya kapasitas momen adalah sebagai berikut: Kapasitas momen pada sumbu-x: (M )_nx

nx

M =

 790560000 Nmm

Kapasitas momen pada sumbu-y: (M )_ny

ny

M =362880000 Nmm



2. Menghitung kapasitas Tarik Kolom C-7 (Lantai 2) Kuat tarik nominal: (P )_nt

nt g y

P =A .f

6 nt

P =5,25x10 N

Maka besarnya kapasitas tarik adalah sebagai berikut: (P_nt)

nt

P =4723920 N



3. Menghitung Kapasitas Tekan Kolom C-7 (Lantai 2) 3.a Hitung tegangan kritis: F_crl

Besaran penampang yang perlu dihitung:

Faktor panjang efektif kc, ditentukan dengan menggunakan faktor G:

A

G = 1,0 (jepit)

A B

B

66600 66600

I ₊

Σ( ) _{350 350}

L

G = = =15,8

I 7210 7210

Σ( ) +

L 600 600

                        c

k = 2

k c

L =k .L L =7000 mm_k

x y

r=min(r ,r ) r= 101mm

y k c s f L

λ = .

 

2 c λ

cr1 y c

F = 0,658 .f jikaλ 1,5

 

 

c

cr1 2 y c

0,877

F = .f jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr1

F = 195,71 MPa

3.b Hitung Tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur: Besaran penampang yang perlu dihitung:

 

2

y f

w

I . d-t C =

4

 

  12

w

C =8,04x10

Tegangan Tekuk elastik puntir lentur:(Fe)





2 s w e 2 x y z k

π .E .C 1

F = +G.J I +I K .L         e

F = 1748,34 MPa

y e

e

f

λ =

F λ =0,37e

Maka besarnya tegangan kritis dengan memperhitungkan tekuk puntir lentur:

 

2 e λ

cr2 y c

F = 0,658 .f jikaλ 1,5

 

 

e

cr2 2 y c

0,877

F = .f jikaλ 1,5

λ     _ _  _{ }    cr2

F =226,63 MPa

Besarnya kuat tekan nominal adalah:

cr cr1 cr2

F =min(F ,F )

cr

F =195,71 MPa

nc g cr

P =A .F P =4280114,486 N_nc

4. Menghitung Faktor Modifikasi Momen (Cm)

1

M = 12905778 Nmm (momen ujung terkecil)

2

M = 20154851,7 Nmm (momen ujung terbesar)

Kurvatur = 2 (double curvature)

1 2

m

1 2

min(M ,M )

β =

max(M ,M ) jika kurvatur > 2

1 2

m

1 2

min(M ,M )

β =

-max(M ,M )

 

 

  jika kurvatur < 1

m m

C =0,6-0,4.β

m

C =0,34

5.Menghitung Faktor Amplikasi Momen (_b) Data yang diperlukan:

u

N = 2445642,9N

y k cx x s F L

λ = .

π.r E λ =0,44cx

y k cy y s F L

λ = .

π.r E λ =0,76cy

g y

crx 2

cx

A .F N =

λ Ncrx= 108446281 N

g y

cry 2

cy

A .F N =

λ Ncry=36349030,47 N

Maka faktor Amplikasi momen adalah sebgai berikut:

m 1 u crx C N 1-N b x         1 0,35 b x  

1 max( 1 ,1)

b x b x

m 1 u cry C N 1 N b y     _ _   1 0,36 b y  

1 max( 1 ,1)

b y b y

   b y1 1, 00

6. Menghitung Kapasitas Gaya Geser Kolom C-7 (Lantai 2) 6.a Gaya Geser Nominal pada sumbu-x:

Besaran penampang yang perlu dihitung:

w1 w

A =d.t A =5200mm_w1 2

a = 3500 mm

n 2 5 k =5+ a h'       _{ }   _{ }    n

k = 5,04

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-x:

w w

h'

λ =

t λ =24,15w

n s

nx y w1 w

y

k .E V =(0,6.f .A )jikaλ 1,10.

f

 

 _ _

 

n s n s n s

nx y w1 w

y w y y

k .E 1 k .E k .E V =0,6.F .A .1,10. . jika 1,10. λ <1,37.

F λ F F

 



 

 

 

 

w1 n s n s

nx 2 w

y w

0,9.A .k .E k .E

V = jikaλ 1,37.

F

λ 

nx

V = 748800 N

6.b Gaya geser Nominal pada sumbu-y: Besaran penampang yang perlu dihitung:

5

Maka besarnya gaya geser nominal pada sumbu-y:

ny y w2

V =0,6.f .A V =2016000 N_ny

Maka besarnya kapasitas gaya geser adalah sebagai berikut: Kapasitas gaya geser pada sumbu-x:

nx

V =673920 N



Kapasitas gaya geser pada sumbu-y:

ny

V = 1814400N



Selanjutnya, akan dihitung rasio tegangan akibat gaya geser yang bekerja: Rasio tegangan pada sumbu-x:

ux

V didapat dari nilai maksimum kombinasi = 640,96 N

ux nx

V 640,96

= =0,001 V 673920

 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,001

Rasio tegangan pada sumbu-y:

uy

V didapat dari nilai maksimum kombinasi = 11020,21 N

uy ny

V 11020,21

= =0,006

V 1814400

 Hasil Output ETABS: Rasio= 0,006

Dari hasil kombinasi pembebanan dan kapasitas kolom yang didapat diatas, maka dapat dihitung persamaan interaksi akibat gaya aksial dan momen sebagai berikut:

Rasio = u ux uy u

nt b nx b ny nt

M

N 8 M N

+ . + jika >0,2

N 9 .M .M N

        _ _  _{ }   uy

u ux u

nt b nx b ny nt

M

N M N

+ + jika <0,2 2. N  .M  .M N

  

 _ _

 _{ }

 

LAMPIRAN IV

DESAIN SAMBUNGAN

L.4 Desain Sambungan

L.4.1 Elemen Struktur Gedung yang Didesain Berdasarkan SNI 03-1726-2002 A. Desain dan Detailing Sambungan Balok – Kolom

Gambar L.4.2 Detail Sambungan Balok-Kolom

Didapat dari data ETABS: Mu = 7501,054 kgm = 75010540 Nmm

Vu= 4295,91 kg = 42959,1 N

Balok 450.200.9.14 Kolom 400.400.13.21

Menghitung tahanan nominal baut:

Geser n

R =

 b

1 u

.r .f .Ab.m

 = 0,75.0,5.825.(0,25..162).1 = 62203,53 N

Tumpu

Badan balok : R =2,4.d .t .f_{n b p u} = 0,75.2,4.16. 9.370 = 95904 N Sayap balok : R =2,4.d .t .fu_{n b p} = 0,75 . 2,4.16.14.370 = 358041,6 N

Tarik n

R =

 b

u

Perhitungan siku penyambung atas dan bawah

Dicoba dua buah baut arah sayap kolom pada masing-masing profil siku, sehingga :

M 75010540

d = = = 401,96

2T 2.93305,302 550 mm

Jarak baut terhadap sayap atas balok = ½* ( 550 – 450 ) = 50 mm. Gunakan profil siku 100.200.14, sehingga :

a = 50 - t_siku - r_siku = 50 – 14 – 15 = 21 mm

dengan d = 550 mm, maka gaya yang bekerja pada profil siku adalah :

M 75010540

T= = = 136382,8

d 550 N

Gaya ini menimbulkan momen pada profil siku sebesar :

M = 0,5. T. a = 0,5.136382,8 .21 = 1432019,4 N Kapasitas nominal penampang persegi adalah :

2

n y

bxd M =0,9 .f

4

 _ _

 

Sehingga diperoleh : b =

2

4 1432019, 4 0,9 240 14

x

x x 135,3 mm

Gunakan profil siku 100.200.14 dengan panjang 200 mm pada arah sayap balok.

Perhitungan sambungan pada sayap balok

Gaya geser pada sayap balok adalah = 75010540 166690, 09

450  N

Baut penyambung adalah baut dengan satu bidang geser, sehingga: 166690, 09

n= =

62203,53 2,67  4 buah baut

Perhitungan sambungan pada badan balok

Tahanan dua bidang geser (124407,0691 N) lebih besar dari pada tahanan tumpu (95904 N) sehingga baut ditentukan oleh tahanan tumpu.

Sambungan badan balok dengan sayap kolom

Baut yang menghubungkan balok dengan sayap kolom adalah sambungan dengan satu bidang geser (R =_n 62203,53 N), sehingga:

42959,1 n= =0,69

62203,53  2 buah baut

B. Desain dan Detailing Sambungan Kolom – Kolom

Gambar L.4.3 Detail Sambungan Kolom-Kolom

Didapat dari data ETABS: Mu = 4345,71 kgm = 43457100 Nmm

Vu = 2031,21 kg = 20312,1 N

Nu = 127187,84 kg = 1271878,4 N

Kolom 400.400.13.21 1. Plat Penyambung Badan

Menggunakan tipe tumpu, tanpa ulir pada bidang geser f =_ub 825 Mpa fu = 370 MPa

An = [260- 4(16+2)] .6.2 = 2256 mm2

SNI 03-1729-2002 TCPSBUBG Hal 110 Pasal 13.5.4 (las pengisi)

n

R =

2. Plat Penyambung Sayap

u u

c.N M 0,5.1271878,4 43457100

P = + = + =

2 h' 2 (400-2.21) 439358,15 N An = [398-2.(16+2)] .6 = 2172 mm2

y

.Ag.f =0,9.21870.240 = 4723920

 N  P = 439358,15 N (OK)

u

.An.f =0,75.2172.370=602730

 N  P = 439358,15 N (OK)

3. Baut Penyambung Badan

2

x

 = (302 .2)+(902. 2) _{= 18000} 2

mm

= 18000 mm2

Akibat Momen:

x 2 2

M.y K =

Σx +Σy =

43457100.0 18000 = 0 N

y 2 2

M.x K =

Σx +Σy =

43457100.30

18000 = 72428,5 N

Akibat Lintang:

x'

Vu 20312,1

K = = = 5078,025

n 4 N

2 2

x x' y

R= (K +K ) +(K ) = (0 5078, 025) 2(72428,5)2 = 72606,29 N

R Ky

SNI 03-1729-2002 TCPSBUBG Hal 100 Pasal 13.2.2.3 (Baut tipe tumpu memikul geser dan tarik)

Kekuatan sebuah baut:

n

V =

 b

1 u

.r .f .Ab.m

 =0,75.0,5.825.(0,25..162).2= 124407,07 N

n b p u

R =2,4.d .t .f

 = 0,75.2,4.16.9. 370 = 95904 N (ambil nilai terkecil)

n

R

 = 95904 N  R = 72606,29 N (OK)

4. Baut Penyambung Sayap

Tiap baut memikul gaya : P 439358,15 73226,36

n  6  N

Catatan: n = dilihat tiap segmen

SNI 03-1729-2002 TCPSBUBG Hal 101 Pasal 13.2.2.4 (Kuat tumpu) Kekuatan sebuah baut:

n

V =

 b

1 u

.r .f .Ab.m

 =0,75.0,5.825.(0,25..162).2=124407,07 N

n b p u

R =2,4.d .t .f

 = 0,75.2,4.16.9. 370 = 95904 N (ambil nilai terkecil)

n

R =

 95904 N  P= 73226,36

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Wilayah Indonesia mencakup daerah-daerah yang mempunyai tingkat resiko gempa yang tinggi diantara beberapa daerah gempa diseluruh dunia. Hampir setiap tahun terjadi bencana akibat gempa bumi di berbagai tempat di Indonesia. Gempa yang terjadi dapat mengakibatkan kerusakan yang menimbulkan korban jiwa serta dampaknya besar terhadap ekonomi dan pembangunan daerah di wilayah tersebut.

Tingginya kerusakan karena gempa merupakan hal yang perlu ditinjau sehingga diperlukan peraturan bangunan tahan gempa. Dengan itu, kerusakan akibat gempa dapat diminimalkan. Peraturan bangunan tahan gempa yang berlaku saat ini yaitu Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur bangunan Gedung (SNI 03-1726 – 2002) dan FEMA 450.

SNI 03-1726 – 2002 diterbitkan April 2002 oleh Departemen Pekerjaan Umum, merupakan pengganti dari Standar Nasional Indonesia SNI 03-1726-1989. SNI 1726 – 2002 menjadi persyaratan minimum perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung. Standar ini dimaksudkan sebagai pengganti Standar Nasional Indonesia SNI 03-1726-1989 dan untuk selanjutnya menjadi persyaratan minimum perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung. Standar ini bertujuan agar struktur gedung yang ketahanan gempanya direncanakan menurut standar ini dapat berfungsi menghindari terjadinya korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat gempa yang kuat, membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga masih dapat diperbaiki, membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi gempa ringan sampai sedang serta mempertahanakan setiap layanan vital dari fungsi gedung. Selain tujuan fungsi diatas syarat SNI 03-1726-2002 tidak berlaku untuk bangunan seperti gedung dengan sistem struktur yang tidak umum atau yang masih memerlukan pembuktian tentang kelayakannya, gedung dengan sistem

Universitas Kristen Maranatha 2 isolasi landasan (base isolation) untuk meredam pengaruh gempa terhadap struktur atas, serta rumah tinggal satu tingkat dan gedung-gedung non-teknis lainnya.

FEMA 450 diterbitkan pada tahun 2003 oleh Building Seismic Safety Council (BSSC). BSSC sendiri berdiri pada tahun 1979 dibawah bantuan National Institute of Building Sciences. FEMA 450 merupakan peraturan seismik untuk gedung baru dan struktur bangunan lain. Tujuan utama dari departemen keamanan Federal Emergency Management Agency (FEMA) dan National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) adalah untuk menganjurkan mendesain dan merencanakan suatu bangunan terhadap bahaya gempa bumi dan memperkecil resiko kerusakan dan korban jiwa. FEMA merupakan standar utama BSSC dalam perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung.

Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas tentang perbandingan peraturan gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450 terhadap bangunan baja. Hal yang ditinjau berupa desain balok, desain kolom, desain sambungan, serta perencanaan pondasi.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Melakukan perencanaan struktur gedung baja tahan gempa berdasarkan peraturan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450.

2. Pembahasan meliputi penentuan ukuran profil baja yang digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom, gaya geser dasar, peralihan, desain sambungan, dan perhitungan pondasi.

1.3 Ruang Lingkup Penulisan

Ruang lingkup Tugas Akhir adalah sebagai berikut: 1. Gedung baja, dengan jumlah lantai 6.

2. Fungsi gedung untuk perkantoran. 3. Kategori gedung adalah beraturan.

4. Gedung terletak di Bandung, wilayah gempa 3 tanah keras. 5. Perencanaan balok, kolom berdasarkan SNI 03-1729-2002.

6. Perencanaan pelat berdasarkan SNI 03-2847-2002.

7. Beban gempa dihitung berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450, parameter yang dibandingkan adalah gaya geser dasar (V) dan gaya geser tiap lantai arah-x (Fx) dan arah-y (Fy).

8. Perangkat lunak yang digunakan adalah ETABS Versi 9.5.0. 9. Profil baja digunakan IWF.

10. Data tanah untuk perhitungan pondasi menggunakan asumsi-asumsi dasar yang diambil dari laporan struktur.

11. Perencanaan plat landas menggunakan Program RisaBase Plate.

12. Perencanaan pondasi akibat beban lateral menggunakan Program LPile Plus 4. 13. Berat jenis tanah yang digunakan diasumsikan tiap kedalaman.

14.Displacement ijin pada Program LPile Plus 4 sebesar 5 mm.

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan terdiri dari empat bab, yaitu Pendahuluan, Tinjauan Literatur, Studi kasus dan Pembahasan, dan Kesimpulan dan Saran.

BAB 1 PENDAHULUAN, terdiri dari Latar Belakang, Tujuan Penulisan, Ruang Lingkup Penulisan, dan Sistematika Penulisan.

BAB 2 TINJAUAN LITERATUR, terdiri dari Gedung Baja, Beban, Peraturan Gempa SNI 03-1726-2002, Peraturan Gempa FEMA 450, dan Perangkat Lunak ETABS serta Pondasi.

BAB 3 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN, terdiri dari Data Struktur, Analisis, Desain, Detailing, dan Pembahasan.

Universitas Kristen Maranatha 68

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Hasil desain balok dan kolom dengan menggunakan beban gempa

berdasarkan SNI 03-17260-2002 dan FEMA 450 memberikan hasil yang

sama untuk nilai rasio P/M.

2. Nilai gaya geser nominal arah-x (V

x

) berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan

FEMA 450 mempunyai perbedaan sebesar 0,08%, sedangkan nilai gaya geser

nominal arah-y (V

y

) berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450

mempunyai perbedaan sebesar 0,16%. Hal ini terjadi karena hasil perhitungan

nilai F

xi

dan F

yi

dengan kedua metode tersebut memberikan hasil yang hampir

sama.

3. Pada balok yang ditinjau, perbedaan nilai V

u

pada gedung yang didesain

dengan SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450 sebesar 0,09%, dan M

u

mempunyai selisih sebesar 0,13%. Sedangkan lendutan pada balok perbedaan

0,00%.

4. Pada kolom yang ditinjau, nilai V

u

dan M

u

pada gedung yang didesain dengan

SNI 03-1726-2002 dan FEMA 450 mempunyai hasil yang sama, perbedaan

nilai N

u

sebesar 0,18%.

5. Pada reaksi tumpuan, perbedaan nilai N

u

adalah 0,001%, nilai V

u

mempunyai

perbedaan 0,08% sedangkan perbedaan pada M

u

adalah 0,08%, sehingga

menghasilkan pondasi tiang dan ukuran pilecap yang sama pada gedung yang

didesain dengan SNI 03-1726-2002 dengan gedung yang didesain dengan

FEMA 450.

6. Pada desain sambungan, baut dan pelat mempunyai hasil yang sama, hal ini

dikarenakan perbedaan nilai N

u

, V

u,

dan M

u

berdasarkan gedung yang didesain

7. Pada desain pondasi akibat beban lateral didapatkan nilai

displacement

sebesar 3 mm.

8. Secara umum, Metode SNI 03-1726-2002 dan metode FEMA 450

memberikan perbedaan hasil perhitungan yang tidak terlalu signifikan. Hal ini

mengindikasikan bahwa dalam hal studi kasus Tugas Akhir ini, peraturan

gempa Indonesia memberikan hasil rekomendasi yang tidak berbeda dengan

peraturan gempa Amerika Serikat. Hal ini dapat terjadi dikarenakan nilai gaya

geser dasar (V) dari hasil perhitungan tersebut hampir sama.

4.2 Saran

1. Perlu dilakukan studi lanjut analisis gempa berdasarkan SNI -03-1726-2002

dan FEMA 450 dengan cara dinamik.

2. Perlu dilakukan studi lanjut analisis gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002

dan FEMA 450 dengan menggunakan

bracing.

3. Melakukan studi lanjut analisis gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan

FEMA 450 pada gedung tidak beraturan.

Universitas Kristen Maranatha

70

DAFTAR PUSTAKA

1. Badan Standardisasi Nasional, 2002,

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa

Untuk Struktur Bangunan Gedung (SN1 03-1726–2002).

2. Badan Standardisasi Nasional, 2002,

Tata Cara Perhitungan Struktur Baja Untuk

Bangunan Gedung (SN1 03-1729–2002).

3. Badan Standardisasi Nasional, 2002,

Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

Untuk Bangunan Gedung (SN1 03-2847–2002).

4. Bowles, J.E, 1993,

Analisis Dan Desain Pondasi Edisi Keempat

, Penerbit

Erlangga.

5. Computer and Structures, Inc. 2007, “

ETABS version 9.5.0

”, Computer and

Structures, Inc., Berkeley, C.A.

6. Engineering Service Center, 1999,

Daftar Produk Baja PT.Gunung Garuda.

7. ENSOFT, Incorporated 2003,

LPILEPlus version 4.0

, produksi Ensoft Inc.

8. Lauw, C. 2005,

Struktur Baja II,

Universitas Katolik Parahyangan.

9. Madutujuh, N. 1999,

Concrete Pilecap Design

, Produksi PT. Anugrah Multi

Cipta Karya.

10. Peraturan Gempa FEMA 450, 2004,

Recommended Provisions For Seismic

Regulations For New Buildings And Other Structures (FEMA 450).

11. RISA Technologies1999,

RISABase version 1.02

, produksi RISA Technologies.

12. Salmon, C.G & Johnson, J.E, 1990,

Struktur Baja 2

, Terjemahan Penerbit

Gramedia.

13. Setiawan, A., 2008,

Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

, Penerbit

Erlangga.