ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK) TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA.
TUGAS AKHIR
ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK)
TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA
MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJ OYO MADURA
Untuk memenuhi sebagian persyar atan dalam memper oleh
Gelar Sarjana ( S-1 ) Program Studi Teknik Sipil
DISUSUN OLEH :
CHOIRUL ANAS
0953010056
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
J AWA TIMUR
2013
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK) TERHADAP
PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA MAHASISWI UNIVERSITAS
TRUNOJ OYO MADURA
Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir
Progam Studi Teknik Sipil FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur
Pembimbing Utama
Tim Penguji
Penguji I
Ir. MADE D. ASTAWA., MT
NIP. 19530919 198601 1 00 1
Ir. WAHYU KARTINI., MT
NPT. 3 6304 94 0031 1
Penguji II
Pembimbing Pendamping
Ir. ALI ARIFIN., MT
SUMAIDI., ST
3 7603 09 02741
NPT. 3 6304940031 1
Penguji III
CANDRA IRAWAN., ST., MT
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Univer sitas Pembangunan Nasional “Veteran” J awa Timur
Ir. NANIEK RATNI J ULIADI AR., M.Kes.
NIP. 19590729 198603 2 00 1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji syukur kehadirat Allah SWT, dengan Rahmat dan
Hidayah-Nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Analisa
Pembesaran Momen Pada Kolom Untuk Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK) Terhadap Adanya Pengaruh Drift Akibat Gaya Gempa Pada Gedung
Asrama Mahasiswi Universitas Trunojoyo ” ini dengan baik.
Dalam menyesaikan laporan tugas akhir ini penulis banyak mendapat
bimbingan serta bantuan yang sangat bermanfaat untuk menyelesaikannya. Oleh
karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Ir.Naniek Ratni Juliadi AR., Mkes selaku Dekan Fakultas Teknik
Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran”
Jawa Timur.
2. Bapak Ibnu Sholichin, ST., MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil
Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur.
3. Bapak Ir. Made D. Astawa, MT., selaku Dosen Pembimbing Utama
4. Bapak Sumaidi, ST., selaku Dosen Pendamping
5. Bapak Nugroho Utomo, ST.,MT., selaku Dosen Wali
6. Para Dosen dan Staff pengajar yang telah memberikan bekal ilmu dan
pengetahuan yang amat berguna
Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini bermanfaat bagi kita
semua khusunya diri pribadi penulis dan teman-teman Jurusan Teknik Sipil. Penulis
merasa bahwa laporan ini mempunyai kekurangan serta penulis mengharapkan saran
serta kritik yang membangun untuk menjadikan lebih baik.
Surabaya, 20 Oktober 2013
Penyususn
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
ABSTRAK……………………………………………………………………….
i
KATA PENGANTAR……………………………………………………….…..
ii
DAFTAR ISI …………………………………………………………………..
iii
Daftar Gambar…………………………………………………………………..
vi
Daftar Tabel……………………………………………………………………..
viii
vi
Daftar Grafik………………..…………………………………………………..
ix
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ………………………………………....…..
1
1.1
Latar Belakang …..……………………………………..
1
1.2
Rumusaan Masalah …………………………...………....
3
1.3
Tujuan Penulisan…...…………………………………….
3
1.4
Batasan Masalah ………………………..…..…………..
4
1.5
Manfaat …………………………………………………
5
TINJAUAN PUSTAKA ….….……...…………………………
6
2.1
Pengertian Umum ………………………………...……
6
2.2
Wilayah Gempa …………………..…………………..
7
2.3
Deskripsi Umum Bangunan……………………..………
8
2.4
Pembebanan …………………………………………….
9
2.4.1. Beban Mati ……………………………………..
9
2.4.2.
Beban Hidup……………………………………
10
2.4.3.
Beban Gempa…………………………………..
10
2.4.4.
Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen……….
12
Kinerja Struktur Gedung………………………………..
14
2.5.1.
Kinerja Batas Layan (KBL)……………………..
14
2.5.2.
Kinerja Batas ultimit (KBU)……………………
15
2.6.
Daktalitas Struktur Bangunan ……………………………
15
2.7.
Pengaruh P – Δ …………………………………………..
17
2.8.
Sistem Struktur Bangunan ………………………………
17
2.5.
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2.9.
2.10.
BAB III
BAB IV
2.8.1.
Pengertian Sistem Rangka Pemikul Momen…..
17
2.8.1.
Pengertian Metode SRPMK……………….…..
18
Perencanaan Kolom………………………………………
19
2.9.1.
Pengertian Kolom………………………………
19
2.9.2.
Penulangan Kolom……………………………..
19
2.9.3.
Menentukan Kolom Termasuk Kolom Langsing
Atau Pendek……………………………………
21
2.9.4.
Faktor Pembesaran Momen……………………...
21
2.9.5.
Persyaratan Strong Column Weak Beam………..
22
Hubungan Balok-Kolom…………………………………
23
METODOLOGI PENELITIAN…………………………..........
26
3.1
Jenis Penelitian………………………………….……....
26
3.2
Rancangan Penelitian……………………..……………..
27
3.3
Populasi Sampel …………………………………...…….
29
3.4
Variabel Penelitian………………………………...…….
30
3.5
Metode Pengumpulan Data………………………...…….
31
3.5.1.
Metode Kepustakaan ……………………………
31
3.5.2.
Metode eksperimen..……………………………
31
3.6
Diagram Alir Perhitungan.………………………...…….
31
3.7
Metode Analisis Data……………………………...…….
33
PEMBAHASAN……………….………...……………………...
4.1.
35
Preeliminary Design (Perencanaan Awal)………………
35
4.1.1. Data Bangunan…………………………………
35
4.1.2. Data Material……………………………………
35
4.2. Pembebanan……………………………………………
4.2.1.
4.2.1.
36
Tributari Plat Lantai..................................................
37
Tributari Plat Atap..........................................................
44
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.3. Perencanaan Dimensi Pelat, Balok dan kolom………
51
4.3.1.
Pelat………………………………………….
51
4.3.2.
Perencanaan Dimensi Balok.........................
51
4.3.3.
Perencanaan Dimensi Kolom……………..
53
4.4. Pembebabanan Gempa.................................................
54
4.4.1.
Perhitungan berat bangunan total (Wt)..........
54
4.4.2.
Perhitungan periode alami struktur (T)........
55
4.4.3.
Penentuan faktor respon gempa (C1)...........
56
4.4.4.
Penentuan faktor keutamaan (I).....................
57
4.4.5.
Penentuan parameter daktilitas struktur (R)....
57
4.4.6.
Kontrol Trayleigt...........................................
60
4.4.7.
Kontrol kinerja batas layan..........................
61
4.4.8.
Kontrol kinerja batas ultimit...........................
62
Perencanaan Kolom………………………………..…
108
4.6. Penulangan Balok………………………………………
143
4.7. Konsep Balok Lemah – Kolom Kuat…………………….
146
4.5
4.8. Perencanaan HBK………………………………………..
153
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN………………………………..….115
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………..
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Wilayah Gempa Indonesia ……………………………………..
8
Gambar 2.2.
Sistem Rangka Pemikul Momen…………………………………
18
Gambar 2.3.
Mekanisme Tekan pada HBK..…………………………….........
25
Gambar 3.1.
Diagram Alir Perhitungan Perencanaan …..……………….........
32
Gambar 4.1.
Pembebanan plat type 1………………..…..……………….........
37
Gambar 4.2.
Pembebanan plat type 2………………..…..……………….........
37
Gambar 4.3.
Pembebanan plat type 3………………..…..……………….........
38
Gambar 4.4.
Pembebanan plat type 4………………..…..……………….........
38
Gambar 4.5.
Pembebanan plat type 5………………..…..……………….........
39
Gambar 4.6.
Pembebanan plat type 6………………..…..……………….........
39
Gambar 4.7.
Pembebanan plat type 7………………..…..……………….........
40
Gambar 4.8.
Pembebanan plat type 8………………..…..……………….........
40
Gambar 4.9.
Pembebanan plat type 9………………..…..……………….........
41
Gambar 4.10. Pembebanan plat type 10………………..…..…………….........
41
Gambar 4.11. Pembebanan plat type 11………………..…..…………….........
42
Gambar 4.12. Pemodelan Potongan Melintang…….…..…..…………….........
43
Gambar 4.13. Potongan Melintang Beban Hidup……..…..…………….........
43
Gambar 4.14.
Pembebanan plat type 1………………..…..…………….........
44
Gambar 4.15.
Pembebanan plat type 2……………..…..……………….........
44
Gambar 4.16.
Pembebanan plat type 3………………..…..………………........
45
Gambar 4.17.
Pembebanan plat type 4……………….…..……………….........
45
Gambar 4.18.
Pembebanan plat type 5……………….…..……………….........
46
Gambar 4.19.
Pembebanan plat type 6……………..…..……………….........
46
Gambar 4.20.
Pembebanan plat type 7………………....……………….........
47
Gambar 4.21.
Pembebanan plat type 8………………....……………….........
47
Gambar 4.22.
Pembebanan plat type 9……………..…..……………….........
48
Gambar 4.23. Pembebanan plat type 10………………..…..…………….........
48
Gambar 4.24. Pembebanan plat type 11………………..…..…………….........
49
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.25. Pemodelan Potongan memanjang…….…..…..…………….........
50
Gambar 4.26. Potongan Memanjang Beban Mati….……..…..…………….......
50
Gambar 4.27. Pemodelan Pembebanan Gempa…….…..…..…………….........
58
Gambar 4.28. Nomogram Portal Bergoyang………..…..…..…………….........
66
Gambar 4.29. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan 3-3…………..
101
Gambar 4.30. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan A-A………….
102
Gambar 4.31. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan B-B………….
103
Gambar 4.32. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan 4-4………….
104
Gambar 4.33. Diagram Momen Akibat Beban GravitasiPotongan 4-4………..
105
Gambar 4.34. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan A-A………….
106
Gambar 4.35. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan B-B………….
107
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Parameter Daktalitas pada Struktur Gedung ……………………
6
Tabel 2.2. Percepatan Puncak Batuan dasar dan Percepatanpuncak Muka
Tanah untuk Masing-masing Wilayah Gempa Indonesia….........
7
Tabel 2.3. Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Kategori Gedung dan
Bangunan………………………………………………………...
Tabel 2.4. Koefisien ψ Untuk Menghitung Faktor Respons Gempa Vertikal Cv
…..…………………………………………….........
9
11
Tabel 2.5. Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental
Struktur Gedung………………………………………………
12
Tabel 4.1. Pembebanan tributari plat lantai.....................................................
42
Tabel 4.2. Pembebanan tributari plat atap......................................................
49
Tabel 4.3. Tebal min balok non prategang........................................................
51
Tabel 4.4. Dimensi rencana elemen struktur....................................................
53
Tabel 4.5. Perhitungan Gaya gempa Dasar..........................................................
58
Tabel 4.6. Perhitungan eksentrisitas rencana ed pada arah x................................
59
Tabel 4.7. Perhitungan eksentrisitas rencana ed pada arah y……………….......
59
Tabel 4.8 T-Rayleight dalam arah x (Tx)……………………………………….
60
Tabel 4.9 T-Rayleight dalam arah Y (Ty)……………………………………….
60
Tabel 4.10. Analisa Δ s akibat gempa arah x……………………………………
61
Tabel 4.11. Analisa Δ s akibat gempa arah y……………………………………
62
Tabel 4.12. Analisa Δ m akibat gempa arah x………………………………….
63
Tabel 4.13. Analisa Δ m akibat gempa arah y………………………………..
63
Tabel 4.14. output gaya maksimum kolom lantai 1………………………….
86
Tabel 4.15. output gaya maksimum kolom lantai 2 …………………………
89
Tabel 4.16. output gaya maksimum kolom lantai 3 …………………………
91
Tabel 4.17. output gaya maksimum kolom lantai 4…………………………..
94
Tabel 4.18. output gaya maksimum kolom lantai 5 ………………………….
96
Tabel 4.19. output gaya maksimum kolom lantai 6………………………….
90
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Faktor respon spektrum …………………………………………
56
Grafik 4.2. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1…………………………
69
Grafik 4.3. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2…………………………
72
Grafik 4.4. Kuat rencana diagram interaksi lantai 3…………………………
75
Grafik 4.5. Kuat rencana diagram interaksi lantai 4…………………………
78
Grafik 4.6. Kuat rencana diagram interaksi lantai 5…………………………
81
Grafik 4.7. Kuat rencana diagram interaksi lantai 6…………………………
84
Grafik 4.8. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1…………………………
87
Grafik 4.9. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2…………………………
89
Grafik 4.10. Kuat rencana diagram interaksi lantai 3…………………………
92
Grafik 4.11. Kuat rencana diagram interaksi lantai 4…………………………
94
Grafik 4.12. Kuat rencana diagram interaksi lantai 5…………………………
97
Grafik 4.13. Kuat rencana diagram interaksi lantai 6…………………………
99
Grafik 4.14. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1…………………………
144
Grafik 4.15. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2…………………………
145
ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK)
TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA
MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJ OYO MADURA
CHOIRUL ANAS
0953010056
ABSTRAK
Struktur gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo termasuk dalam
kategori struktur gedung beraturan maka digunakan beban gempa nominal statik
ekuivalen. Semua struktur akibat beban lateral akan melentur kesamping (Δ ),
begitu juga akibat beban gempa. Δ ini akan menimbulkan momen sekunder
(disebut pengaruh P-Δ ) oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpang
ke samping dan dengan demikian terjadi pembesaran momen pada komponen
komponen kolom. Pada perencanaan gedung ini digunakan program bantu
ETABS untuk menghitung gaya dalam pada struktur, sedangkan perencanaan
kolom menggunakan program bantu PCACOL.
Dari hasil perhitungan didapatkan tebal plat lantai 12 cm, plat atap 10 cm,
balok b1 ukuran 20/30 dengan tulangan tarik tumpuan 5D14 tarik lapangan 3D14,
balok b2 ukuran25/35 dengan tulangan tarik tumpuan 5D22 tarik lapangan 3D22,
balok b3 ukuran 30/45 dengan tulangan tarik tumpuan 5D22 tarik lapangan 3D22,
balok b4 ukuran 30/50 dengan tulangan tarik tumpuan 6D28 tulangan tarik
lapangan 3D28, kolom dengan dimensi 650/650 tulangan 12D25, tulangan geser
HBK eksterior 4D12-100, HBK interior 4D12-100. Prosentase penambahan
momen terbesar terdapat pada lantai 3 arah x 3,61% dengan drift sebesar 0,0186
m, dengan kebutuhan penambahan tulangan dibawah toleransi 1 % dari
perencanaan. Karena tidak ada penambahan tulangan yang terjadi dengan tulang
kolom terpasang 12D25 mampu menahan pembesaran momen akibat drift.
Persyaratan strong colomn weak beam dapat dipenuhi dengan nilai 1929,23 kNm
≥1763,13 .
.
Kata Kunci : Pembesaran momen, gempa nominal statik ekuivalen, P-∆, drift
i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perencanaan gedung bertingkat perlu memperhatikan beberapa kriteria,
antara lain kriteria kekuatan, perilaku struktur yang baik pada taraf gempa rencana
serta aspek ekonomis. Perencanaan struktur bangunan gedung terhadap beban gempa
di Indonesia sangat penting. Beberapa kejadian gempa yang telah terjadi pada kurun
waktu 5 tahun terakhir menunjukkan bahwa wilayah Indonesia termasuk dalam
kategori wilayah gempa dengan intensitas tinggi. Gedung asrama mahasiswi
Universitas Trunojoyo yang semula memiliki 4 lantai akan dimodifikasi menjadi 6
lantai sehingga terjadi perubahan tinggi gedung yang semula 16,8 m berubah
menjadi 25,2 m dan memodifikasi zona gempa yang seharusnya zona gempa 2
dirubah menjadi zona gempa 6. Sehingga dengan adanya penambahan ketinggian
berpengaruh pada beban gempa tersebut mempengaruhi drift yang terjadi pada
struktur bangunan, terutama pada struktur kolom dasar dan berakibat terhadap
pembesaran momen pada kolom struktur bangunan tersebut.
Struktur gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo termasuk dalam
kategori struktur gedung beraturan karena gedung modifikasi memiliki tinggi 25,2m
dari taraf penjepitan kurang dari 40 m atau kurang dari 10 tingkat syarat lainya denah
struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan, kalaupun mempunyai
tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari ukuran terbesar denah
struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut. Karena termasuk dalam kategori
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
bangunan beraturan maka menggunakan beban gempa nominal statik ekuivalen.
Perhitungan hubungan balok kolom juga berpengaruh dalam ketahan gempa
sehingga oleh sebab itu perlu diketahui perilaku sambungan agar dalam mendesain
struktur diperoleh suatu struktur yang ekonomis dan aman terhadap gempa.
Setiap struktur bangunan memiliki nilai perhitungan terhadap kebutuhan
tulangan (ρ) yang sangat berpengaruh terhadap defleksi struktur jika mendapat beban
gempa. Jika nilai kebutuhan tulangan (ρ) pada bangunan hanya direncanakan pada
kondisi tanpa adanya pengaruh defleksi, maka tentunya akan terjadi pembesaran
momen pada struktur bangunan tersebut jika mendapat beban gempa.
Secara umum, perencanaan struktur bangunan gedung beton bertulang tahan
gempa berdasarkan standar peraturan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002) dan
standar peraturan beton Indonesia (SNI 03-2847-2002) dapat dilakukan dengan
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Konsep perencanaan ini akan
menghasilkan jumlah luas tulangan nominal, sehingga hal ini dapat untuk
mengetahui perbedaan nilai drift terhadap pembesaran momen bangunan.
Dalam perencanaan penulangan pada struktur kolom juga harus diperhatikan
nilai drift karena faktor tersebut mempengaruhi ketidakstabilan kolom portal akibat
beban gravitasi. Dalam pengertian lain semua struktur apabila mendapat beban
lateral akan mengalami defleksi sehingga akan melentur ke samping (Δ ), begitu juga
akibat beban gempa. Sehingga Δ ini akan menimbulkan momen sekunder yang
disebut sebagai pengaruh P–Δ .
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) adalah sistem struktur
tahan gempa yang memanfaatkan daktilitas yang dimiliki secara penuh oleh sebuah
struktur bangunan. Sehingga dengan alasan tersebut mengapa Sistem Rangka
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dipakai untuk mengetahui nilai pembesaran
momen pada bangunan akibat adanya drift pada struktur.
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, permasalahan yang dapat dirumuskan
dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimanakah pengaruh drift terhadap pembesaran momen pada kolom untuk
SRPMK pada gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura?
2. Berapa perubahan nilai pembesaran momen terhadap kebutuhan tulangan (ρ) pada
kolom?
3. Perhitungan hubungan balok kolom?
1.3.
Tujuan Penulisan
Berdasarkan rumusan masalah yang telah disebutkan di atas, tujuan
penulisan skripsi ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh drift terhadap pembesaran momen pada kolom untuk
SRPMK pada gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura
2. Mengetahui perubahan nilai pembesaran momen terhadap kebutuhan tulangan (ρ)
pada kolom
3. Mengetahui kekuatan hubungan balok kolom
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.4.
Batasan Masalah
Untuk lebih memfokuskan penulisan agar tidak menyimpang dari
permasalahan, maka diberikan batasan penulisan sebagai berikut :
1. Bangunan adalah struktur beton bertulang.
2. Bangunan yang dihitung dan direncanakan adalah gedung asrama mahasiswi
Universitas Trunojoyo Madura dibangun pada jenis tanah keras.
3. Dimensi bangunan gedung direncanakan dengan ketentuan :
-
Tinggi tiap lantai 4,2 meter.
-
Dimensi gedung dengan panjang: 38m & lebar: 21m.
-
Model bangunan 3 dimensi.
4. Fungsi gedung untuk asrama.
5. Analisis struktur dan disain dilakukan menggunakan program ETABS, untuk
menghasilkan gaya-gaya dalam yang terjadi
dengan kombinasi pembebanan
sesuai dengan SNI 03-2847-2002.
6. Sistem struktur yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK).
7. Struktur direncanakan terletak di zona wilayah gempa 6 untuk SRPMK
berdasarkan SNI 03-1726-2002.
8. Tidak memperhitungkan struktur bangunan bawah.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
1.5.
Manfaat
Manfaat yang bisa didapatkan dari analisa ini adalah :
1. Dapat merencanakan struktur yang memenuhi persyaratan keamanan
2. Dari analisa ini bisa diketahui hal-hal yang diperhatikan pada saat perencanaan
sehingga kegagalan struktur bisa diminimalisasi.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1.
Pengertian Umum
Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan suatu
metode dimana struktur beton diproporsikan sedemikian rupa, sehingga memenuhi
persyaratan ditail struktur yang khusus dan memang dikhususkan pada bangunan
yang benar – benar tahan terhadap gempa. Beban geser bagian dasar akibat gaya
gempa untuk perancangan dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK) ditentukan menurut “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002” dengan ketentuan bahwa nilai faktor jenis
struktur sekurang – kurangnya R = 8,5.
Tabel 2.1 Parameter Daktilitas pada Struktur Gedung
µ
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,3
Taraf Kinerja Struktur Gedung
Elastik Penuh
Daktail Parsial
Daktail Penuh
R pers. (6)
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
7,2
8,0
8,5
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 10
6
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
2.2.
Wilayah Gem pa (WG)
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 4.7.1 Indonesia terbagi dalam 6
Wilayah Gempa, dimana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan
paling rendah dan Wilayah Gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian
Wilayah Gempa ini didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat
pengaruh Gempa Rencana dengan periode ulang 500 tahun yang nilai rata-ratanya.
Tabel 2.2 Percepatan Puncak Batuan Dasar Dan Percepatan
Puncak Muka Tanah untuk Masing-Masing Wilayah Gempa Indonesia
Percepatan puncak muka tanah Ao (‘g’)
Wilayah
Percepatan
Gempa
puncak
Tanah
Tanah
Tanah
Tanah
batuan dasar
Keras
Sedang
lunak
khusus
(‘g’)
1
0,03
0,04
0,05
0,08
Diperlukan
evaluasi
2
0,10
0,12
0,15
0,20
khusus
di
3
0,15
0,18
0,23
0,30,
setiap lokasi
4
0,20
0,24
0,28
0,34
5
0,25
0,28
0,32
0,36
6
0,30
0,33
0,36
0,38
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 17
Dari tabel 2.4 berdasarkan percepatan gravitasi metode Sistem Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPMK) sangat tepat digunakan pada bangunan yang
berada pada Wilayah Gempa 5 dan 6 (WG 5 dan 6), atau Wilayah Gempa yang
itensitasnya tinggi. Hal itu dikarenakan faktor percepatan puncak batuan dasar (‘g’)
pada Wilayah Gempa 5 dan 6 memiliki nilai yang sangat tinggi. Selain itu, kerusakan
atau keretakan pada struktur merupakan resiko yang paling utama yang harus
dipertimbangkan dalam sebuah perencanaan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak
Batuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahun (SNI 03-1726-2002 )
2.3.
Deskripsi Umum Bangunan
Semakin penting struktur tersebut semakin besar pula perlindungan yang
harus diberikan, untuk itu Faktor keutamaan (I) dipakai untuk memperbesar beban
gempa rencana agar struktur mampu memikul beban gempa dengan periode ulang
yang lebih panjang, atau dengan kata lain dengan tingkat kerusakan yang lebih
kecil sesuai dengan rumus pada SNI 03-1726-2002 Pasal. 4.1.2 hal 7
I = I1.I2 ....................................................................................(2.1)
Di mana :
I1
Faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa
berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu
selama umur gedung, sedangkan
I2
Faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa
berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. Faktor-faktor
keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan menurut Tabel 2.3
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Katagori Gedung dan
Bangunan
Faktor Keutamaan
Katagori gedung
I1
I2
I
Gedung umum seperti untuk penghunian,
1
1
1
perniagaan dan perkantoran
Monumen dan bangunan monumental
Gedung penting pasca gempa seperti rumah
sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga
listrik, pusat penyelamatan dalai keadaan
darurat, fasilitas radio dan televisi
Gedung untuk menyimpan bahan bebahaya
seperti gas, produk minyak bumi, asam,
bahan beracun.
1
1.6
1.6
1.4
1
1.4
1.6
1
1.6
Cerobong, tangki di atas menara
1.6
1.6
1
Catatan :
Untuk semua unsur bangunan gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan
sebelum berlakunya Standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat
dikalikan 80%
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 14
2.4.
Pembebanan
Pada suatu struktur gedung mempunyai beban-beban yang dipikul oleh
bangunan tersebut, baik beban tetap maupun yang tidak tetap. Dalam penentuan
beban yang terjadi pada bangunan, menurut ketentuan dibedakan sebagai berikut:
2.4.1. Beban Mati (PPIUG 1983 pasal 1.0-1)
Beban Mati adalah berat semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap,
termasuk segala unsur tambahan, mesin-mesin serta peralatan tetap yang
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung.
§ Kuat perlu U untuk menahan beban mati D sesuai pada SNI 03-28472002 pasal 11.2.1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
U = 1,4D …………………………………………….………….( 2.2 )
2.4.2. Beban Hidup (PPIUG 1983 pasal 1.0-2)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian suatu
gedung atau penggunaan suatu gedung dan kedalamannya yang termasuk bebanbeban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah,
§ Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban
hidup L yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling
berbahaya sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1, yaitu
U = 0,9D ± 1,6W …………………………………………………( 2.3 )
2.4.3.
Beban Gempa
Beban Gempa adalah semua beban statis yang bekerja pada gedung atau
bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu.
Komponen-komponen dalam perencanaan bangunan tahan gempa ini antara lain:
Pengaruh gempa vertikal
Pembatasan waktu getar alami struktur
Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam
perencanaan, maka nilai kuat perlu U sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1 harus
diambil sebagai
U = 1,2D + 1,0L ± 1,0E …………………….………………………( 2.4 )
Atau U = 0,9D ± 1,0E ……………………………….………...……( 2.5 )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Pengaruh Gempa Vertikal
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 4.8.1 unsur struktur
gedung yang memiliki kepekaan yang tinggi terhadap beban gravitasi
seperti balkon, kanopi, dan balok kantilever berbentang panjang,
balok transfer pada struktur gedung tinggi yang memikul beban
gravitasi dari dua atau lebih tingkat diatasnya serta balok beton
pratekan
berbentang
panjang,
harus
diperhitungkan
terhadap
komponen vertikal gerakan tanah akibat pengaruh Gempa Rencana,
berupa gempa vertikal nominal statik ekivalen yang harus ditinjau
bekerja ke atau ke bawah yang besarnya harus dihitung sebagai
perkalian Faktor Respon Gempa Vertikal Cv dan beban gravitasi,
termasuk beban hidup yang sesuai.
Faktor Respons Gempa Vertikal Cv yang disebut diatas harus
dihitung berdasarkan persamaan pada SNI 03-1726-2002.Pasal 4.8.2
hal 22:
Cv
=
ψ Ao I
….............................................……(2.6)
Dimana Koefisien ψ bergantung pada wilayah gempa tempat struktur
gedung berada.
Tabel 2.4. Keofisien ψ Untuk Menghitung Faktor
Respons Gempa Vertikal C v
Wilayah Gempa
ψ
1
0,5
2
0,5
3
0,5
4
0,6
5
0,7
6
0,8
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 22
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Pembatasan Waktu Getar Alami Struktur
Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu
fleksibel, nilai waktu getar T1 dari struktur gedung harus dibatasi,
bergantung pada koefisien ξ untuk Wilayah Gempa (WG) tempat
struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya n menurut persamaan
SNI 03-1726-2002 Pasal 5.6 hal 26 :
T1 < ξ n …........................................................……
(2.7)
dimana:
T1 = Periode getar alami struktur.
ξ
=
Koefisien yang membatasi waktu getar alami struktur sesuai
dengan tabel 2.6.
n
= jumlah lantai.
Tabel 2.5. Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar
Alami Fundamental Struktur Gedung
Wilayah Gempa
ξ
1
0,20
2
0,19
3
0,18
4
0,17
5
0,16
6
0,15
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 26
2.4.4.
Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen
Gaya Geser Dasar Akibat Gempa
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 6.1.1 bahwa struktur gedung
beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan gempa nominal akibat
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
pengaruh gempa rencana dalam arah masing-masing sumbu utama denah struktur
sumbu tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekivalen. Maka beban geser
dasar nominal statik ekivalen (V) yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung
menurut persamaan pada SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.2 hal 27 :
V =
C1. I
.Wt
R
…………………………………………. (2.8)
dimana:
C1 =
Faktor respon gempa tergantung pada lokasi wilayah
gempa
dan jenis lapisan tanah yang berada dibawah
gedung yang di disain.
I
=
Faktor keutamaan sesuai dengan tabel 2.3.
Wt = Total beban grafitasi (D + L) beban L boleh direduksi
sesuai SNI
03-1727-1987,
dimana
beban
L
untuk
perhitungan Wt dikenai koefisien reduksi sebesar 0,30.
R =
Faktor reduksi gempa sesuai sistem struktur yang akan
dipakai.
Distribusi Gaya Geser Gempa
Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur
gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap
pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan pada SNI 03-1726-2002
pasal 6.1.3 hal 28:
W i . zi x.V
Fi = n
∑ .W . z
i =1 i i
……............................................................(2.9)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung
Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah
masing-masing sumbu utama yang dapat ditentukan dengan rumus control T
Rayleigh SNI 03-1726-2002 Pasal 6.2.1 hal 28 sesuai sebagai berikut :
n
∑ .W i . d 2
i ………………………………………... (2.10)
T = 6,3 i =1n
1
g ∑ . Fi . d i
i =1
Di mana Wi dan Fi mempunyai arti yang sama, di adalah simpangan
horizontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm dan ‘g’ adalah percepatan
gravitasi yang ditetapkan 9,81 m/det2.
.
2.5.
Kinerja Struktur Gedung
Sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8 tentang Kinerja Struktur Gedung, bahwa
Kinerja Struktur Gedung dibagi menjadi dua yaitu :
2.5.1. Kinerja Batas Layan (KBL)
Kinerja Batas Layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antartingkat akibat pengaruh Gempa Rencana, menurut pasal 8.1.1 tidak boleh
0,03
kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung
R
melampaui
yang mana yang nilainya terkecil sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2.
≤
0,03
hi atau ≤ 30 mm ..........................................................(2.11)
R
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
2.5.2.
Kinerja Batas Ultimit (KBU)
Kinerja Batas Ultimit struktur Gedung ditentukan oleh simpangan dan
simpangan antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa
Rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, Sesuai Pasal 4.3.3
simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur
gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali
sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8.2.1 hal 34 sebagai berikut :
• untuk struktur gedung beraturan :
ξ = 0,7 R ..............................................................................(2.12)
- untuk struktur gedung tidak beraturan :
ξ=
2.6.
0,7.R
……………………………………….…....(2.13)
FaktorSkala
Daktilitas Struktur Bangunan
Daktilitas adalah kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami
simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang kali dan bolak-balik akibat
beban gempa di atas beban gempa yang menyebabkan terjadinya lelehan pertama,
sambil mempertahankan kekuatan dan kekuatan yang cukup, sehingga struktur
gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang
keruntuhan tanpa mengalami deformasi. Sedangkan faktor daktilitas struktur
gedung μ
adalah rasio antara simpangan maksimum struktur gedung akibat
pengaruh gempa rencana pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan δm dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
simpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama δy sesuai SNI
03-2847-2002 Pasal 4.3.1, yaitu :
1,0 ≤ µ =
δ m
≤ µ m ..............................................................(2.14)
δy
dimana:
μ
= faktor daktilitas gedung.
δm = simpangan maksimum struktur gedung saat mencapai kondisi ambang
keruntuhan.
δy = simpangan struktur gedung saat terjadi pelelehan pertama.
untuk nilai μ = 1,0 adalah nilai faktor daktilits untuk struktur gedung
yang berperilaku elastik penuh, sedangkan μ m adalah nilai faktor daktilitas
maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung yang
bersangkutan.
Sedangkan untuk nilai faktor reduksi gempa ( R ) harus memenuhi
persamaan pada SNI 03-2847-2002 Pasal 4.3.3:
1,6 ≤ R = µ f 1 ≤ R m .......................................................................(2.15)
dimana f1 = 1,6 adalah faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di
dalam struktur gedung, dan untuk nilai μ
dan R dapat ditabelkan sesuai
persamaan di atas, sedangkan nilai faktor daktilitas struktur gedung μ
di
dalam perencanaan struktur gedung dapat dipilih menurut kebutuhan, tetapi
tidak boleh lebih besar dari nilai faktor daktilitas maksimum μ m.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
2.7.
Pengaruh P - Δ
Semua struktur akibat beban lateral akan melentur kesamping (Δ ), begitu
juga akibat beban gempa. Δ
ini akan menimbulkan momen sekunder (disebut
pengaruh P-Δ ) oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpang ke samping
dan dengan demikian terjadi momen tambahan pada komponen komponen kolom.
UBC Section 1630.1.3 menetapkan bila ratio momen sekunder terhadap momen
primer > 0,1, maka pengaruh P-Δ
harus diperhitungkan. Untuk zona 1 dan 2
biasanya tidak diperhitungkan, sedangkan pada zona 3 dan 4 (identik dengan WG
5 dan 6) pengaruh P-Δ tak perlu diperhitungkan bila Δ s ≤ 0,02 hi/R. sudah barang
tentu struktur yang fleksibel yang memiliki R lebih besar akan berkemungkinan
lebih besar terkena peraturan P-Δ ini.
2.8.
Sistem Struktur Bangunan
2.8.1.
Pengertian Sistem Rangka Pemikul Momen
Pada SNI 03-287-2002 pasal 23.1.1 hal 21. Menyatakan sistem rangka
ruang dalam mana komponen-komponen struktur dan join-joinnya menahan gayagaya yang bekerja melalui aksi lentur, geser, dan aksial. Sistem rangka pemikul
momen dapat dikelompokkan sebagai berikut:
•
Struktur Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)
•
Struktur Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)
•
Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
Dasar sistem struktur rangka pemikul momen dapat diilustrasikan seperti
pada gambar 2.4 dibawah ini. (Purwono, 2006).
Gambar 2.2. Sistem Rangka Pemikul Momen (Purwono, 2006).
2.8.2.
Pengertian Metode SRPMK
Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan
suatu metode dimana struktur beton diproporsikan sedemikian rupa, sehingga
memenuhi persyaratan ditail struktur yang khusus dan memang dikhususkan pada
bangunan yang benar – benar tahan terhadap gempa. Beban geser bagian dasar
akibat gaya gempa untuk perancangan dengan metode Sistem Rangka Pemikul
Momen Khusus (SRPMK) ditentukan menurut “Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002” dengan ketentuan bahwa
nilai faktor jenis struktur sekurang – kurangnya R = 8,5.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
2.9.
Perencanaan Kolom
2.9.1.
Pengertian Kolom
SNI 03-2847-2002 pasal 3.25 menyatakan kolom adalah komponen struktur
dengan rasio tinggi terhadap dimensi lateral terkecil sama dengan 3 atau lebih
digunakan terutama untuk mendukung beban aksial tekan. Sedangkan ketentuan
struktur kolom untuk daktilitas yaitu mampu merespon terhadap gempa kuat secara
inelastik tanpa mengalami keruntuhan getas. Sedangkan pengertian dari drift adalah
Suatu struktur yang memiliki kekakuan yang cukup sehingga pergerakkannya dapat
dibatasi. Kekakuan struktur dapat diukur dari besarnya simpangan antar lantai
bangunan, semakin kecil simpangan struktur maka bangunan tersebut akan semakin
kaku
2.9.2.
Penulangan Kolom
Syarat dimensi kolom menurut SNI 03-2847-2002. Pasal 23.4.1 harus
dipenuhi apabila:
§ Kolom sebagai SPBL (Struktur Pemikul Beban Lateral).
§ Menerima beban aksial berfaktor lebih besar dari
Ag . f c
10
, apabila
lebih kecil dari beban aksial terfaktor yang tercantum maka
berlaku:
1) Ukuran penampang terkecil tidak kurang dari 300 mm.
2) Ukuran terkecil penampang terhadap ukuran dalam arah tegak
lurusnya tidak kurang dari 0,4.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Asumsi yang dipakai dalam mendisain adalah kolom persegi
dari portal bergoyang, peninjauan efek kelangsingannya sebagai
berikut:
ΨA =
ΨB =
∑ (EI / I)
∑ (EI / I)
balok
………………..…………………..(2.16)
∑ (EI / I)
∑ (EI / I)
kolom
= 1 Anggapan untuk jepit..............(2.17)
balok
kolom
Adapun untuk mendapat EI untuk kolom dapat diperoleh dari
persamaan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.12.3. berikut:
EI =
(0,2 E c I g + E s I se )
1+ βd
.............................................................( 2.18 )
atau secara efektif lebih konservatif sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal
12.12.3.
EI =
0, 4 E c I g
1+ βd
.......................................................................... ( 2.19 )
Dari kedua persamaan diatas dipilih EI yang terbesar sesuai SNI 032847-2002 Pasal 10.5.1 dan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.11.1 ,
dimana:
E c = 4700 f c'
Ig =
........................................................................
(2.20)
1
b.h 3 ........................................................................... (2.21)
12
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
2.9.3.
Menentukan Kolom Ter masuk Kolom Langsing atau Pendek
Suatu kolom dikatakan pendek apabila:
2.10. Untuk kolom dengan pengaku samping sesuai SNI 03-28472002 Pasal.12.12.2
k.lu
< 34-12
r
M1
M 2 .......................................................(2.22)
2.11. Untuk kolom tanpa pengaku samping sesuai SNI 03-28472002.Pasal.12.13.2
k.lu
< 22 .....................................................................(2.23)
r
dimana:
k
= Faktor tekuk kolom
lu = Panjang kolom
r
= Jari-jari girasi (untuk penampang persegi empat = 0.3 h)
M1 dan M2 = Momen batas ujung-ujung kolom
Jika harga yang didapat lebih besar dari yang diisyaratkan
diatas, maka kolom tersebut termasuk kolom langsing (panjang).
2.9.4.
Faktor Pembesar an Momen
Jika kolom mendapat momen pada panjang tanpa pengaku ,momen akan
berpindah secara lateral dalam bidang lenturnya .Komponen stuktur tekan harus
direncanakan dengan menggunakan beban aksial terfaktor Pu dan momen terfaktor
yang diperbesar, dengan definisi SNI 03-2847-2002 Pasal.12.12.3 sebagai berikut:
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
Mc = δns M2 ........................................................................... ( 2.24)
Untuk faktor pembesaran momen untuk kolom pendek
(δns dan δs) adalah
1, sedangkan untuk kolom langsing (panjang) dapat dicari rumus sesuai SNI 032847-2002 Pasal.12.12.3 berikut ini:
δns =
Pc =
Cm
≥1,0 ................................................................ (2.25)
Pu
1−
0,75Pc
π 2 EI
( klu )
................................................................................(2.26)
Dan untuk momen M1 dan M2 pada ujung-ujung komponen struktur tekan
harus diambil sebesar sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal.12.13.3 :
M1 = M1ns + δs M1s.....................................................................( 2.27 )
M2 = M2ns + δs M2s.....................................................................( 2.28 )
2.9.5.
Persyar atan “Strong Columns Weak Beams”
Perencanaan struktur gedung bertingkat secara umum harus memenuhi
persyaratan “Strong Column Weeak Beam”atau Kolom Kuat, Balok Lemah.
Dimana perencanaan ini dinamakan sebagai Desain Kapasitas yang artinya ketika
struktur gedung memikul pengaruh Gempa Rencana, sendi-sendi plastis di dalam
struktur gedung tersebut hanya boleh terjadi pada ujung-ujung balok dan pada kaki
kolom serta kaki dinding geser saja. Oleh karena itu perlu adanya batasan-batasan
yang jelas mengenai konsep ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
Sesuai filosofi “Capacity Design”, maka kuat lentur kolom
harus memenuhi SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4(2) hal 212 :
∑Me >
6
∑Mg .............................................................................(2.29)
5
dimana :
∑Me
:
Jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom,
sehubungan dengan kuat lentur nominal kolom yang merangka pada
hubungan balok-kolom tersebut. Kuat lentur kolom harus dihitung
untuk gaya aksial terfaktor, yang sesuai dengan arah gaya-gaya lateral
yang ditinjau, yang menghasilkan nilai kuat lentur yang terkecil.
∑Mg : Jumlah
momen
pada
pusat
hubungan
balok-kolom,
sehubungan dengan kuat lentur nominal balok-balok yang merangka
pada hubungan balok-kolom tersebut.
2.10.
Hubungan Balok Kolom
Hubungan balok-kolom (beam-column joint) merupakan daerah yang kritis
pada saat terjadi beban gempa. Beban gempa mempunyai pengaruh yang komplek
terhadap struktur, oleh sebab itu perlu diketahui perilaku sambungan agar dalam
mendesain struktur diperoleh suatu struktur yang ekonomis dan aman terhadap
gempa.
•
Gaya geser pada kolom HBK Interior:
.
.
……………………………………….……….( 2.30 )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
= Gaya geser pada kolom
dimana :
lc = ketinggian lantai
hc= tinggi penampang kolom
Zb= lengan tuas.
Vb= Gaya geser pada tumpuan balok
Tb= Gaya tarik tulangan tumpuan balok
Gaya geser horizontal pada joint HBK Interior :
=
− 1 −
dimana :
…………………………………. …. . . …( 3.31 )
= Gaya geser horizontal pada joint
lc = tinggi kolom dari lantai bawah ke lantai atasnya
•
Gaya geser pada kolom HBK Exterior:
.
=
.
………….……………………….…....…..( 2.32 )
Gaya geser horizontal pada joint HBK Interior :
=
•
− 1 −
……………………………. …. . . …. …( 2.33 )
Kekuatan Geser J oint
=
+
…………………………………………….……………..( 2.34 )
dimana : Vch = kuat geser beton
Vsh = Kuat geser sengkang horizontal pada joint
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
J oint Interior
J oint exterior
Gambar 2.3. Mekanisme
Mekanisme tekan
tekan pada Hubungan Balok-Kolom
(Diktat kuliah beton III )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
J enis Penelitian
Klasifikasi penelitian ini adalah jenis penelitian eksperimental analisis yang
mengacu pada studi literatur yang menjadi dasar pemikiran. Dimana literatur
utama yang dipakai adalah standar gempa Indonesia SNI 03-1726-2002 dan
standar peraturan beton Indonesia SNI 03-2847-2002. Dalam penelitian ini akan
menganalisa struktur bangunan terhadap pengaruh drift akibat gaya gempa
terhadap pembesaran momen pada kolom untuk Sistem Rangka Pemikul Momen
Khusus (SRPMK). Analisa yang dimaksud adalah besarnya pengaruh drift,
dengan letak bangunan yang berada pada wilayah gempa yang sama yaitu wilayah
gempa 6. Inti dari penelitian ini nantinya adalah melakukan analisa tentang
perencanaaan bangunan gedung tahan gempa SRPMK, yang direncanakan
berdasarkan standar peraturan beton Indonesia SNI 03-2847-2002, dengan
bantuan analisis komputer menggunakan program ETABS. Dimana hasilnya nan
ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK)
TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA
MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJ OYO MADURA
Untuk memenuhi sebagian persyar atan dalam memper oleh
Gelar Sarjana ( S-1 ) Program Studi Teknik Sipil
DISUSUN OLEH :
CHOIRUL ANAS
0953010056
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
J AWA TIMUR
2013
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK) TERHADAP
PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA MAHASISWI UNIVERSITAS
TRUNOJ OYO MADURA
Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir
Progam Studi Teknik Sipil FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur
Pembimbing Utama
Tim Penguji
Penguji I
Ir. MADE D. ASTAWA., MT
NIP. 19530919 198601 1 00 1
Ir. WAHYU KARTINI., MT
NPT. 3 6304 94 0031 1
Penguji II
Pembimbing Pendamping
Ir. ALI ARIFIN., MT
SUMAIDI., ST
3 7603 09 02741
NPT. 3 6304940031 1
Penguji III
CANDRA IRAWAN., ST., MT
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Univer sitas Pembangunan Nasional “Veteran” J awa Timur
Ir. NANIEK RATNI J ULIADI AR., M.Kes.
NIP. 19590729 198603 2 00 1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji syukur kehadirat Allah SWT, dengan Rahmat dan
Hidayah-Nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Analisa
Pembesaran Momen Pada Kolom Untuk Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK) Terhadap Adanya Pengaruh Drift Akibat Gaya Gempa Pada Gedung
Asrama Mahasiswi Universitas Trunojoyo ” ini dengan baik.
Dalam menyesaikan laporan tugas akhir ini penulis banyak mendapat
bimbingan serta bantuan yang sangat bermanfaat untuk menyelesaikannya. Oleh
karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Ir.Naniek Ratni Juliadi AR., Mkes selaku Dekan Fakultas Teknik
Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran”
Jawa Timur.
2. Bapak Ibnu Sholichin, ST., MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil
Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur.
3. Bapak Ir. Made D. Astawa, MT., selaku Dosen Pembimbing Utama
4. Bapak Sumaidi, ST., selaku Dosen Pendamping
5. Bapak Nugroho Utomo, ST.,MT., selaku Dosen Wali
6. Para Dosen dan Staff pengajar yang telah memberikan bekal ilmu dan
pengetahuan yang amat berguna
Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini bermanfaat bagi kita
semua khusunya diri pribadi penulis dan teman-teman Jurusan Teknik Sipil. Penulis
merasa bahwa laporan ini mempunyai kekurangan serta penulis mengharapkan saran
serta kritik yang membangun untuk menjadikan lebih baik.
Surabaya, 20 Oktober 2013
Penyususn
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
ABSTRAK……………………………………………………………………….
i
KATA PENGANTAR……………………………………………………….…..
ii
DAFTAR ISI …………………………………………………………………..
iii
Daftar Gambar…………………………………………………………………..
vi
Daftar Tabel……………………………………………………………………..
viii
vi
Daftar Grafik………………..…………………………………………………..
ix
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ………………………………………....…..
1
1.1
Latar Belakang …..……………………………………..
1
1.2
Rumusaan Masalah …………………………...………....
3
1.3
Tujuan Penulisan…...…………………………………….
3
1.4
Batasan Masalah ………………………..…..…………..
4
1.5
Manfaat …………………………………………………
5
TINJAUAN PUSTAKA ….….……...…………………………
6
2.1
Pengertian Umum ………………………………...……
6
2.2
Wilayah Gempa …………………..…………………..
7
2.3
Deskripsi Umum Bangunan……………………..………
8
2.4
Pembebanan …………………………………………….
9
2.4.1. Beban Mati ……………………………………..
9
2.4.2.
Beban Hidup……………………………………
10
2.4.3.
Beban Gempa…………………………………..
10
2.4.4.
Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen……….
12
Kinerja Struktur Gedung………………………………..
14
2.5.1.
Kinerja Batas Layan (KBL)……………………..
14
2.5.2.
Kinerja Batas ultimit (KBU)……………………
15
2.6.
Daktalitas Struktur Bangunan ……………………………
15
2.7.
Pengaruh P – Δ …………………………………………..
17
2.8.
Sistem Struktur Bangunan ………………………………
17
2.5.
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2.9.
2.10.
BAB III
BAB IV
2.8.1.
Pengertian Sistem Rangka Pemikul Momen…..
17
2.8.1.
Pengertian Metode SRPMK……………….…..
18
Perencanaan Kolom………………………………………
19
2.9.1.
Pengertian Kolom………………………………
19
2.9.2.
Penulangan Kolom……………………………..
19
2.9.3.
Menentukan Kolom Termasuk Kolom Langsing
Atau Pendek……………………………………
21
2.9.4.
Faktor Pembesaran Momen……………………...
21
2.9.5.
Persyaratan Strong Column Weak Beam………..
22
Hubungan Balok-Kolom…………………………………
23
METODOLOGI PENELITIAN…………………………..........
26
3.1
Jenis Penelitian………………………………….……....
26
3.2
Rancangan Penelitian……………………..……………..
27
3.3
Populasi Sampel …………………………………...…….
29
3.4
Variabel Penelitian………………………………...…….
30
3.5
Metode Pengumpulan Data………………………...…….
31
3.5.1.
Metode Kepustakaan ……………………………
31
3.5.2.
Metode eksperimen..……………………………
31
3.6
Diagram Alir Perhitungan.………………………...…….
31
3.7
Metode Analisis Data……………………………...…….
33
PEMBAHASAN……………….………...……………………...
4.1.
35
Preeliminary Design (Perencanaan Awal)………………
35
4.1.1. Data Bangunan…………………………………
35
4.1.2. Data Material……………………………………
35
4.2. Pembebanan……………………………………………
4.2.1.
4.2.1.
36
Tributari Plat Lantai..................................................
37
Tributari Plat Atap..........................................................
44
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.3. Perencanaan Dimensi Pelat, Balok dan kolom………
51
4.3.1.
Pelat………………………………………….
51
4.3.2.
Perencanaan Dimensi Balok.........................
51
4.3.3.
Perencanaan Dimensi Kolom……………..
53
4.4. Pembebabanan Gempa.................................................
54
4.4.1.
Perhitungan berat bangunan total (Wt)..........
54
4.4.2.
Perhitungan periode alami struktur (T)........
55
4.4.3.
Penentuan faktor respon gempa (C1)...........
56
4.4.4.
Penentuan faktor keutamaan (I).....................
57
4.4.5.
Penentuan parameter daktilitas struktur (R)....
57
4.4.6.
Kontrol Trayleigt...........................................
60
4.4.7.
Kontrol kinerja batas layan..........................
61
4.4.8.
Kontrol kinerja batas ultimit...........................
62
Perencanaan Kolom………………………………..…
108
4.6. Penulangan Balok………………………………………
143
4.7. Konsep Balok Lemah – Kolom Kuat…………………….
146
4.5
4.8. Perencanaan HBK………………………………………..
153
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN………………………………..….115
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………..
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Wilayah Gempa Indonesia ……………………………………..
8
Gambar 2.2.
Sistem Rangka Pemikul Momen…………………………………
18
Gambar 2.3.
Mekanisme Tekan pada HBK..…………………………….........
25
Gambar 3.1.
Diagram Alir Perhitungan Perencanaan …..……………….........
32
Gambar 4.1.
Pembebanan plat type 1………………..…..……………….........
37
Gambar 4.2.
Pembebanan plat type 2………………..…..……………….........
37
Gambar 4.3.
Pembebanan plat type 3………………..…..……………….........
38
Gambar 4.4.
Pembebanan plat type 4………………..…..……………….........
38
Gambar 4.5.
Pembebanan plat type 5………………..…..……………….........
39
Gambar 4.6.
Pembebanan plat type 6………………..…..……………….........
39
Gambar 4.7.
Pembebanan plat type 7………………..…..……………….........
40
Gambar 4.8.
Pembebanan plat type 8………………..…..……………….........
40
Gambar 4.9.
Pembebanan plat type 9………………..…..……………….........
41
Gambar 4.10. Pembebanan plat type 10………………..…..…………….........
41
Gambar 4.11. Pembebanan plat type 11………………..…..…………….........
42
Gambar 4.12. Pemodelan Potongan Melintang…….…..…..…………….........
43
Gambar 4.13. Potongan Melintang Beban Hidup……..…..…………….........
43
Gambar 4.14.
Pembebanan plat type 1………………..…..…………….........
44
Gambar 4.15.
Pembebanan plat type 2……………..…..……………….........
44
Gambar 4.16.
Pembebanan plat type 3………………..…..………………........
45
Gambar 4.17.
Pembebanan plat type 4……………….…..……………….........
45
Gambar 4.18.
Pembebanan plat type 5……………….…..……………….........
46
Gambar 4.19.
Pembebanan plat type 6……………..…..……………….........
46
Gambar 4.20.
Pembebanan plat type 7………………....……………….........
47
Gambar 4.21.
Pembebanan plat type 8………………....……………….........
47
Gambar 4.22.
Pembebanan plat type 9……………..…..……………….........
48
Gambar 4.23. Pembebanan plat type 10………………..…..…………….........
48
Gambar 4.24. Pembebanan plat type 11………………..…..…………….........
49
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.25. Pemodelan Potongan memanjang…….…..…..…………….........
50
Gambar 4.26. Potongan Memanjang Beban Mati….……..…..…………….......
50
Gambar 4.27. Pemodelan Pembebanan Gempa…….…..…..…………….........
58
Gambar 4.28. Nomogram Portal Bergoyang………..…..…..…………….........
66
Gambar 4.29. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan 3-3…………..
101
Gambar 4.30. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan A-A………….
102
Gambar 4.31. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan B-B………….
103
Gambar 4.32. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan 4-4………….
104
Gambar 4.33. Diagram Momen Akibat Beban GravitasiPotongan 4-4………..
105
Gambar 4.34. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan A-A………….
106
Gambar 4.35. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan B-B………….
107
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Parameter Daktalitas pada Struktur Gedung ……………………
6
Tabel 2.2. Percepatan Puncak Batuan dasar dan Percepatanpuncak Muka
Tanah untuk Masing-masing Wilayah Gempa Indonesia….........
7
Tabel 2.3. Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Kategori Gedung dan
Bangunan………………………………………………………...
Tabel 2.4. Koefisien ψ Untuk Menghitung Faktor Respons Gempa Vertikal Cv
…..…………………………………………….........
9
11
Tabel 2.5. Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental
Struktur Gedung………………………………………………
12
Tabel 4.1. Pembebanan tributari plat lantai.....................................................
42
Tabel 4.2. Pembebanan tributari plat atap......................................................
49
Tabel 4.3. Tebal min balok non prategang........................................................
51
Tabel 4.4. Dimensi rencana elemen struktur....................................................
53
Tabel 4.5. Perhitungan Gaya gempa Dasar..........................................................
58
Tabel 4.6. Perhitungan eksentrisitas rencana ed pada arah x................................
59
Tabel 4.7. Perhitungan eksentrisitas rencana ed pada arah y……………….......
59
Tabel 4.8 T-Rayleight dalam arah x (Tx)……………………………………….
60
Tabel 4.9 T-Rayleight dalam arah Y (Ty)……………………………………….
60
Tabel 4.10. Analisa Δ s akibat gempa arah x……………………………………
61
Tabel 4.11. Analisa Δ s akibat gempa arah y……………………………………
62
Tabel 4.12. Analisa Δ m akibat gempa arah x………………………………….
63
Tabel 4.13. Analisa Δ m akibat gempa arah y………………………………..
63
Tabel 4.14. output gaya maksimum kolom lantai 1………………………….
86
Tabel 4.15. output gaya maksimum kolom lantai 2 …………………………
89
Tabel 4.16. output gaya maksimum kolom lantai 3 …………………………
91
Tabel 4.17. output gaya maksimum kolom lantai 4…………………………..
94
Tabel 4.18. output gaya maksimum kolom lantai 5 ………………………….
96
Tabel 4.19. output gaya maksimum kolom lantai 6………………………….
90
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Faktor respon spektrum …………………………………………
56
Grafik 4.2. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1…………………………
69
Grafik 4.3. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2…………………………
72
Grafik 4.4. Kuat rencana diagram interaksi lantai 3…………………………
75
Grafik 4.5. Kuat rencana diagram interaksi lantai 4…………………………
78
Grafik 4.6. Kuat rencana diagram interaksi lantai 5…………………………
81
Grafik 4.7. Kuat rencana diagram interaksi lantai 6…………………………
84
Grafik 4.8. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1…………………………
87
Grafik 4.9. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2…………………………
89
Grafik 4.10. Kuat rencana diagram interaksi lantai 3…………………………
92
Grafik 4.11. Kuat rencana diagram interaksi lantai 4…………………………
94
Grafik 4.12. Kuat rencana diagram interaksi lantai 5…………………………
97
Grafik 4.13. Kuat rencana diagram interaksi lantai 6…………………………
99
Grafik 4.14. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1…………………………
144
Grafik 4.15. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2…………………………
145
ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK)
TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA
MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJ OYO MADURA
CHOIRUL ANAS
0953010056
ABSTRAK
Struktur gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo termasuk dalam
kategori struktur gedung beraturan maka digunakan beban gempa nominal statik
ekuivalen. Semua struktur akibat beban lateral akan melentur kesamping (Δ ),
begitu juga akibat beban gempa. Δ ini akan menimbulkan momen sekunder
(disebut pengaruh P-Δ ) oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpang
ke samping dan dengan demikian terjadi pembesaran momen pada komponen
komponen kolom. Pada perencanaan gedung ini digunakan program bantu
ETABS untuk menghitung gaya dalam pada struktur, sedangkan perencanaan
kolom menggunakan program bantu PCACOL.
Dari hasil perhitungan didapatkan tebal plat lantai 12 cm, plat atap 10 cm,
balok b1 ukuran 20/30 dengan tulangan tarik tumpuan 5D14 tarik lapangan 3D14,
balok b2 ukuran25/35 dengan tulangan tarik tumpuan 5D22 tarik lapangan 3D22,
balok b3 ukuran 30/45 dengan tulangan tarik tumpuan 5D22 tarik lapangan 3D22,
balok b4 ukuran 30/50 dengan tulangan tarik tumpuan 6D28 tulangan tarik
lapangan 3D28, kolom dengan dimensi 650/650 tulangan 12D25, tulangan geser
HBK eksterior 4D12-100, HBK interior 4D12-100. Prosentase penambahan
momen terbesar terdapat pada lantai 3 arah x 3,61% dengan drift sebesar 0,0186
m, dengan kebutuhan penambahan tulangan dibawah toleransi 1 % dari
perencanaan. Karena tidak ada penambahan tulangan yang terjadi dengan tulang
kolom terpasang 12D25 mampu menahan pembesaran momen akibat drift.
Persyaratan strong colomn weak beam dapat dipenuhi dengan nilai 1929,23 kNm
≥1763,13 .
.
Kata Kunci : Pembesaran momen, gempa nominal statik ekuivalen, P-∆, drift
i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perencanaan gedung bertingkat perlu memperhatikan beberapa kriteria,
antara lain kriteria kekuatan, perilaku struktur yang baik pada taraf gempa rencana
serta aspek ekonomis. Perencanaan struktur bangunan gedung terhadap beban gempa
di Indonesia sangat penting. Beberapa kejadian gempa yang telah terjadi pada kurun
waktu 5 tahun terakhir menunjukkan bahwa wilayah Indonesia termasuk dalam
kategori wilayah gempa dengan intensitas tinggi. Gedung asrama mahasiswi
Universitas Trunojoyo yang semula memiliki 4 lantai akan dimodifikasi menjadi 6
lantai sehingga terjadi perubahan tinggi gedung yang semula 16,8 m berubah
menjadi 25,2 m dan memodifikasi zona gempa yang seharusnya zona gempa 2
dirubah menjadi zona gempa 6. Sehingga dengan adanya penambahan ketinggian
berpengaruh pada beban gempa tersebut mempengaruhi drift yang terjadi pada
struktur bangunan, terutama pada struktur kolom dasar dan berakibat terhadap
pembesaran momen pada kolom struktur bangunan tersebut.
Struktur gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo termasuk dalam
kategori struktur gedung beraturan karena gedung modifikasi memiliki tinggi 25,2m
dari taraf penjepitan kurang dari 40 m atau kurang dari 10 tingkat syarat lainya denah
struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan, kalaupun mempunyai
tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari ukuran terbesar denah
struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut. Karena termasuk dalam kategori
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
bangunan beraturan maka menggunakan beban gempa nominal statik ekuivalen.
Perhitungan hubungan balok kolom juga berpengaruh dalam ketahan gempa
sehingga oleh sebab itu perlu diketahui perilaku sambungan agar dalam mendesain
struktur diperoleh suatu struktur yang ekonomis dan aman terhadap gempa.
Setiap struktur bangunan memiliki nilai perhitungan terhadap kebutuhan
tulangan (ρ) yang sangat berpengaruh terhadap defleksi struktur jika mendapat beban
gempa. Jika nilai kebutuhan tulangan (ρ) pada bangunan hanya direncanakan pada
kondisi tanpa adanya pengaruh defleksi, maka tentunya akan terjadi pembesaran
momen pada struktur bangunan tersebut jika mendapat beban gempa.
Secara umum, perencanaan struktur bangunan gedung beton bertulang tahan
gempa berdasarkan standar peraturan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002) dan
standar peraturan beton Indonesia (SNI 03-2847-2002) dapat dilakukan dengan
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Konsep perencanaan ini akan
menghasilkan jumlah luas tulangan nominal, sehingga hal ini dapat untuk
mengetahui perbedaan nilai drift terhadap pembesaran momen bangunan.
Dalam perencanaan penulangan pada struktur kolom juga harus diperhatikan
nilai drift karena faktor tersebut mempengaruhi ketidakstabilan kolom portal akibat
beban gravitasi. Dalam pengertian lain semua struktur apabila mendapat beban
lateral akan mengalami defleksi sehingga akan melentur ke samping (Δ ), begitu juga
akibat beban gempa. Sehingga Δ ini akan menimbulkan momen sekunder yang
disebut sebagai pengaruh P–Δ .
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) adalah sistem struktur
tahan gempa yang memanfaatkan daktilitas yang dimiliki secara penuh oleh sebuah
struktur bangunan. Sehingga dengan alasan tersebut mengapa Sistem Rangka
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dipakai untuk mengetahui nilai pembesaran
momen pada bangunan akibat adanya drift pada struktur.
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, permasalahan yang dapat dirumuskan
dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimanakah pengaruh drift terhadap pembesaran momen pada kolom untuk
SRPMK pada gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura?
2. Berapa perubahan nilai pembesaran momen terhadap kebutuhan tulangan (ρ) pada
kolom?
3. Perhitungan hubungan balok kolom?
1.3.
Tujuan Penulisan
Berdasarkan rumusan masalah yang telah disebutkan di atas, tujuan
penulisan skripsi ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh drift terhadap pembesaran momen pada kolom untuk
SRPMK pada gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura
2. Mengetahui perubahan nilai pembesaran momen terhadap kebutuhan tulangan (ρ)
pada kolom
3. Mengetahui kekuatan hubungan balok kolom
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.4.
Batasan Masalah
Untuk lebih memfokuskan penulisan agar tidak menyimpang dari
permasalahan, maka diberikan batasan penulisan sebagai berikut :
1. Bangunan adalah struktur beton bertulang.
2. Bangunan yang dihitung dan direncanakan adalah gedung asrama mahasiswi
Universitas Trunojoyo Madura dibangun pada jenis tanah keras.
3. Dimensi bangunan gedung direncanakan dengan ketentuan :
-
Tinggi tiap lantai 4,2 meter.
-
Dimensi gedung dengan panjang: 38m & lebar: 21m.
-
Model bangunan 3 dimensi.
4. Fungsi gedung untuk asrama.
5. Analisis struktur dan disain dilakukan menggunakan program ETABS, untuk
menghasilkan gaya-gaya dalam yang terjadi
dengan kombinasi pembebanan
sesuai dengan SNI 03-2847-2002.
6. Sistem struktur yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK).
7. Struktur direncanakan terletak di zona wilayah gempa 6 untuk SRPMK
berdasarkan SNI 03-1726-2002.
8. Tidak memperhitungkan struktur bangunan bawah.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
1.5.
Manfaat
Manfaat yang bisa didapatkan dari analisa ini adalah :
1. Dapat merencanakan struktur yang memenuhi persyaratan keamanan
2. Dari analisa ini bisa diketahui hal-hal yang diperhatikan pada saat perencanaan
sehingga kegagalan struktur bisa diminimalisasi.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1.
Pengertian Umum
Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan suatu
metode dimana struktur beton diproporsikan sedemikian rupa, sehingga memenuhi
persyaratan ditail struktur yang khusus dan memang dikhususkan pada bangunan
yang benar – benar tahan terhadap gempa. Beban geser bagian dasar akibat gaya
gempa untuk perancangan dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK) ditentukan menurut “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002” dengan ketentuan bahwa nilai faktor jenis
struktur sekurang – kurangnya R = 8,5.
Tabel 2.1 Parameter Daktilitas pada Struktur Gedung
µ
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,3
Taraf Kinerja Struktur Gedung
Elastik Penuh
Daktail Parsial
Daktail Penuh
R pers. (6)
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
7,2
8,0
8,5
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 10
6
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
2.2.
Wilayah Gem pa (WG)
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 4.7.1 Indonesia terbagi dalam 6
Wilayah Gempa, dimana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan
paling rendah dan Wilayah Gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian
Wilayah Gempa ini didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat
pengaruh Gempa Rencana dengan periode ulang 500 tahun yang nilai rata-ratanya.
Tabel 2.2 Percepatan Puncak Batuan Dasar Dan Percepatan
Puncak Muka Tanah untuk Masing-Masing Wilayah Gempa Indonesia
Percepatan puncak muka tanah Ao (‘g’)
Wilayah
Percepatan
Gempa
puncak
Tanah
Tanah
Tanah
Tanah
batuan dasar
Keras
Sedang
lunak
khusus
(‘g’)
1
0,03
0,04
0,05
0,08
Diperlukan
evaluasi
2
0,10
0,12
0,15
0,20
khusus
di
3
0,15
0,18
0,23
0,30,
setiap lokasi
4
0,20
0,24
0,28
0,34
5
0,25
0,28
0,32
0,36
6
0,30
0,33
0,36
0,38
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 17
Dari tabel 2.4 berdasarkan percepatan gravitasi metode Sistem Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPMK) sangat tepat digunakan pada bangunan yang
berada pada Wilayah Gempa 5 dan 6 (WG 5 dan 6), atau Wilayah Gempa yang
itensitasnya tinggi. Hal itu dikarenakan faktor percepatan puncak batuan dasar (‘g’)
pada Wilayah Gempa 5 dan 6 memiliki nilai yang sangat tinggi. Selain itu, kerusakan
atau keretakan pada struktur merupakan resiko yang paling utama yang harus
dipertimbangkan dalam sebuah perencanaan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak
Batuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahun (SNI 03-1726-2002 )
2.3.
Deskripsi Umum Bangunan
Semakin penting struktur tersebut semakin besar pula perlindungan yang
harus diberikan, untuk itu Faktor keutamaan (I) dipakai untuk memperbesar beban
gempa rencana agar struktur mampu memikul beban gempa dengan periode ulang
yang lebih panjang, atau dengan kata lain dengan tingkat kerusakan yang lebih
kecil sesuai dengan rumus pada SNI 03-1726-2002 Pasal. 4.1.2 hal 7
I = I1.I2 ....................................................................................(2.1)
Di mana :
I1
Faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa
berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu
selama umur gedung, sedangkan
I2
Faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa
berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. Faktor-faktor
keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan menurut Tabel 2.3
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Katagori Gedung dan
Bangunan
Faktor Keutamaan
Katagori gedung
I1
I2
I
Gedung umum seperti untuk penghunian,
1
1
1
perniagaan dan perkantoran
Monumen dan bangunan monumental
Gedung penting pasca gempa seperti rumah
sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga
listrik, pusat penyelamatan dalai keadaan
darurat, fasilitas radio dan televisi
Gedung untuk menyimpan bahan bebahaya
seperti gas, produk minyak bumi, asam,
bahan beracun.
1
1.6
1.6
1.4
1
1.4
1.6
1
1.6
Cerobong, tangki di atas menara
1.6
1.6
1
Catatan :
Untuk semua unsur bangunan gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan
sebelum berlakunya Standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat
dikalikan 80%
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 14
2.4.
Pembebanan
Pada suatu struktur gedung mempunyai beban-beban yang dipikul oleh
bangunan tersebut, baik beban tetap maupun yang tidak tetap. Dalam penentuan
beban yang terjadi pada bangunan, menurut ketentuan dibedakan sebagai berikut:
2.4.1. Beban Mati (PPIUG 1983 pasal 1.0-1)
Beban Mati adalah berat semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap,
termasuk segala unsur tambahan, mesin-mesin serta peralatan tetap yang
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung.
§ Kuat perlu U untuk menahan beban mati D sesuai pada SNI 03-28472002 pasal 11.2.1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
U = 1,4D …………………………………………….………….( 2.2 )
2.4.2. Beban Hidup (PPIUG 1983 pasal 1.0-2)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian suatu
gedung atau penggunaan suatu gedung dan kedalamannya yang termasuk bebanbeban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah,
§ Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban
hidup L yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling
berbahaya sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1, yaitu
U = 0,9D ± 1,6W …………………………………………………( 2.3 )
2.4.3.
Beban Gempa
Beban Gempa adalah semua beban statis yang bekerja pada gedung atau
bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu.
Komponen-komponen dalam perencanaan bangunan tahan gempa ini antara lain:
Pengaruh gempa vertikal
Pembatasan waktu getar alami struktur
Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam
perencanaan, maka nilai kuat perlu U sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1 harus
diambil sebagai
U = 1,2D + 1,0L ± 1,0E …………………….………………………( 2.4 )
Atau U = 0,9D ± 1,0E ……………………………….………...……( 2.5 )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Pengaruh Gempa Vertikal
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 4.8.1 unsur struktur
gedung yang memiliki kepekaan yang tinggi terhadap beban gravitasi
seperti balkon, kanopi, dan balok kantilever berbentang panjang,
balok transfer pada struktur gedung tinggi yang memikul beban
gravitasi dari dua atau lebih tingkat diatasnya serta balok beton
pratekan
berbentang
panjang,
harus
diperhitungkan
terhadap
komponen vertikal gerakan tanah akibat pengaruh Gempa Rencana,
berupa gempa vertikal nominal statik ekivalen yang harus ditinjau
bekerja ke atau ke bawah yang besarnya harus dihitung sebagai
perkalian Faktor Respon Gempa Vertikal Cv dan beban gravitasi,
termasuk beban hidup yang sesuai.
Faktor Respons Gempa Vertikal Cv yang disebut diatas harus
dihitung berdasarkan persamaan pada SNI 03-1726-2002.Pasal 4.8.2
hal 22:
Cv
=
ψ Ao I
….............................................……(2.6)
Dimana Koefisien ψ bergantung pada wilayah gempa tempat struktur
gedung berada.
Tabel 2.4. Keofisien ψ Untuk Menghitung Faktor
Respons Gempa Vertikal C v
Wilayah Gempa
ψ
1
0,5
2
0,5
3
0,5
4
0,6
5
0,7
6
0,8
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 22
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Pembatasan Waktu Getar Alami Struktur
Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu
fleksibel, nilai waktu getar T1 dari struktur gedung harus dibatasi,
bergantung pada koefisien ξ untuk Wilayah Gempa (WG) tempat
struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya n menurut persamaan
SNI 03-1726-2002 Pasal 5.6 hal 26 :
T1 < ξ n …........................................................……
(2.7)
dimana:
T1 = Periode getar alami struktur.
ξ
=
Koefisien yang membatasi waktu getar alami struktur sesuai
dengan tabel 2.6.
n
= jumlah lantai.
Tabel 2.5. Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar
Alami Fundamental Struktur Gedung
Wilayah Gempa
ξ
1
0,20
2
0,19
3
0,18
4
0,17
5
0,16
6
0,15
*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 26
2.4.4.
Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen
Gaya Geser Dasar Akibat Gempa
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 6.1.1 bahwa struktur gedung
beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan gempa nominal akibat
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
pengaruh gempa rencana dalam arah masing-masing sumbu utama denah struktur
sumbu tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekivalen. Maka beban geser
dasar nominal statik ekivalen (V) yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung
menurut persamaan pada SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.2 hal 27 :
V =
C1. I
.Wt
R
…………………………………………. (2.8)
dimana:
C1 =
Faktor respon gempa tergantung pada lokasi wilayah
gempa
dan jenis lapisan tanah yang berada dibawah
gedung yang di disain.
I
=
Faktor keutamaan sesuai dengan tabel 2.3.
Wt = Total beban grafitasi (D + L) beban L boleh direduksi
sesuai SNI
03-1727-1987,
dimana
beban
L
untuk
perhitungan Wt dikenai koefisien reduksi sebesar 0,30.
R =
Faktor reduksi gempa sesuai sistem struktur yang akan
dipakai.
Distribusi Gaya Geser Gempa
Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur
gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap
pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan pada SNI 03-1726-2002
pasal 6.1.3 hal 28:
W i . zi x.V
Fi = n
∑ .W . z
i =1 i i
……............................................................(2.9)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung
Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah
masing-masing sumbu utama yang dapat ditentukan dengan rumus control T
Rayleigh SNI 03-1726-2002 Pasal 6.2.1 hal 28 sesuai sebagai berikut :
n
∑ .W i . d 2
i ………………………………………... (2.10)
T = 6,3 i =1n
1
g ∑ . Fi . d i
i =1
Di mana Wi dan Fi mempunyai arti yang sama, di adalah simpangan
horizontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm dan ‘g’ adalah percepatan
gravitasi yang ditetapkan 9,81 m/det2.
.
2.5.
Kinerja Struktur Gedung
Sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8 tentang Kinerja Struktur Gedung, bahwa
Kinerja Struktur Gedung dibagi menjadi dua yaitu :
2.5.1. Kinerja Batas Layan (KBL)
Kinerja Batas Layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antartingkat akibat pengaruh Gempa Rencana, menurut pasal 8.1.1 tidak boleh
0,03
kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung
R
melampaui
yang mana yang nilainya terkecil sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2.
≤
0,03
hi atau ≤ 30 mm ..........................................................(2.11)
R
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
2.5.2.
Kinerja Batas Ultimit (KBU)
Kinerja Batas Ultimit struktur Gedung ditentukan oleh simpangan dan
simpangan antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa
Rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, Sesuai Pasal 4.3.3
simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur
gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali
sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8.2.1 hal 34 sebagai berikut :
• untuk struktur gedung beraturan :
ξ = 0,7 R ..............................................................................(2.12)
- untuk struktur gedung tidak beraturan :
ξ=
2.6.
0,7.R
……………………………………….…....(2.13)
FaktorSkala
Daktilitas Struktur Bangunan
Daktilitas adalah kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami
simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang kali dan bolak-balik akibat
beban gempa di atas beban gempa yang menyebabkan terjadinya lelehan pertama,
sambil mempertahankan kekuatan dan kekuatan yang cukup, sehingga struktur
gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang
keruntuhan tanpa mengalami deformasi. Sedangkan faktor daktilitas struktur
gedung μ
adalah rasio antara simpangan maksimum struktur gedung akibat
pengaruh gempa rencana pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan δm dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
simpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama δy sesuai SNI
03-2847-2002 Pasal 4.3.1, yaitu :
1,0 ≤ µ =
δ m
≤ µ m ..............................................................(2.14)
δy
dimana:
μ
= faktor daktilitas gedung.
δm = simpangan maksimum struktur gedung saat mencapai kondisi ambang
keruntuhan.
δy = simpangan struktur gedung saat terjadi pelelehan pertama.
untuk nilai μ = 1,0 adalah nilai faktor daktilits untuk struktur gedung
yang berperilaku elastik penuh, sedangkan μ m adalah nilai faktor daktilitas
maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung yang
bersangkutan.
Sedangkan untuk nilai faktor reduksi gempa ( R ) harus memenuhi
persamaan pada SNI 03-2847-2002 Pasal 4.3.3:
1,6 ≤ R = µ f 1 ≤ R m .......................................................................(2.15)
dimana f1 = 1,6 adalah faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di
dalam struktur gedung, dan untuk nilai μ
dan R dapat ditabelkan sesuai
persamaan di atas, sedangkan nilai faktor daktilitas struktur gedung μ
di
dalam perencanaan struktur gedung dapat dipilih menurut kebutuhan, tetapi
tidak boleh lebih besar dari nilai faktor daktilitas maksimum μ m.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
2.7.
Pengaruh P - Δ
Semua struktur akibat beban lateral akan melentur kesamping (Δ ), begitu
juga akibat beban gempa. Δ
ini akan menimbulkan momen sekunder (disebut
pengaruh P-Δ ) oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpang ke samping
dan dengan demikian terjadi momen tambahan pada komponen komponen kolom.
UBC Section 1630.1.3 menetapkan bila ratio momen sekunder terhadap momen
primer > 0,1, maka pengaruh P-Δ
harus diperhitungkan. Untuk zona 1 dan 2
biasanya tidak diperhitungkan, sedangkan pada zona 3 dan 4 (identik dengan WG
5 dan 6) pengaruh P-Δ tak perlu diperhitungkan bila Δ s ≤ 0,02 hi/R. sudah barang
tentu struktur yang fleksibel yang memiliki R lebih besar akan berkemungkinan
lebih besar terkena peraturan P-Δ ini.
2.8.
Sistem Struktur Bangunan
2.8.1.
Pengertian Sistem Rangka Pemikul Momen
Pada SNI 03-287-2002 pasal 23.1.1 hal 21. Menyatakan sistem rangka
ruang dalam mana komponen-komponen struktur dan join-joinnya menahan gayagaya yang bekerja melalui aksi lentur, geser, dan aksial. Sistem rangka pemikul
momen dapat dikelompokkan sebagai berikut:
•
Struktur Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)
•
Struktur Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)
•
Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
Dasar sistem struktur rangka pemikul momen dapat diilustrasikan seperti
pada gambar 2.4 dibawah ini. (Purwono, 2006).
Gambar 2.2. Sistem Rangka Pemikul Momen (Purwono, 2006).
2.8.2.
Pengertian Metode SRPMK
Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan
suatu metode dimana struktur beton diproporsikan sedemikian rupa, sehingga
memenuhi persyaratan ditail struktur yang khusus dan memang dikhususkan pada
bangunan yang benar – benar tahan terhadap gempa. Beban geser bagian dasar
akibat gaya gempa untuk perancangan dengan metode Sistem Rangka Pemikul
Momen Khusus (SRPMK) ditentukan menurut “Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002” dengan ketentuan bahwa
nilai faktor jenis struktur sekurang – kurangnya R = 8,5.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
2.9.
Perencanaan Kolom
2.9.1.
Pengertian Kolom
SNI 03-2847-2002 pasal 3.25 menyatakan kolom adalah komponen struktur
dengan rasio tinggi terhadap dimensi lateral terkecil sama dengan 3 atau lebih
digunakan terutama untuk mendukung beban aksial tekan. Sedangkan ketentuan
struktur kolom untuk daktilitas yaitu mampu merespon terhadap gempa kuat secara
inelastik tanpa mengalami keruntuhan getas. Sedangkan pengertian dari drift adalah
Suatu struktur yang memiliki kekakuan yang cukup sehingga pergerakkannya dapat
dibatasi. Kekakuan struktur dapat diukur dari besarnya simpangan antar lantai
bangunan, semakin kecil simpangan struktur maka bangunan tersebut akan semakin
kaku
2.9.2.
Penulangan Kolom
Syarat dimensi kolom menurut SNI 03-2847-2002. Pasal 23.4.1 harus
dipenuhi apabila:
§ Kolom sebagai SPBL (Struktur Pemikul Beban Lateral).
§ Menerima beban aksial berfaktor lebih besar dari
Ag . f c
10
, apabila
lebih kecil dari beban aksial terfaktor yang tercantum maka
berlaku:
1) Ukuran penampang terkecil tidak kurang dari 300 mm.
2) Ukuran terkecil penampang terhadap ukuran dalam arah tegak
lurusnya tidak kurang dari 0,4.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Asumsi yang dipakai dalam mendisain adalah kolom persegi
dari portal bergoyang, peninjauan efek kelangsingannya sebagai
berikut:
ΨA =
ΨB =
∑ (EI / I)
∑ (EI / I)
balok
………………..…………………..(2.16)
∑ (EI / I)
∑ (EI / I)
kolom
= 1 Anggapan untuk jepit..............(2.17)
balok
kolom
Adapun untuk mendapat EI untuk kolom dapat diperoleh dari
persamaan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.12.3. berikut:
EI =
(0,2 E c I g + E s I se )
1+ βd
.............................................................( 2.18 )
atau secara efektif lebih konservatif sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal
12.12.3.
EI =
0, 4 E c I g
1+ βd
.......................................................................... ( 2.19 )
Dari kedua persamaan diatas dipilih EI yang terbesar sesuai SNI 032847-2002 Pasal 10.5.1 dan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.11.1 ,
dimana:
E c = 4700 f c'
Ig =
........................................................................
(2.20)
1
b.h 3 ........................................................................... (2.21)
12
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
2.9.3.
Menentukan Kolom Ter masuk Kolom Langsing atau Pendek
Suatu kolom dikatakan pendek apabila:
2.10. Untuk kolom dengan pengaku samping sesuai SNI 03-28472002 Pasal.12.12.2
k.lu
< 34-12
r
M1
M 2 .......................................................(2.22)
2.11. Untuk kolom tanpa pengaku samping sesuai SNI 03-28472002.Pasal.12.13.2
k.lu
< 22 .....................................................................(2.23)
r
dimana:
k
= Faktor tekuk kolom
lu = Panjang kolom
r
= Jari-jari girasi (untuk penampang persegi empat = 0.3 h)
M1 dan M2 = Momen batas ujung-ujung kolom
Jika harga yang didapat lebih besar dari yang diisyaratkan
diatas, maka kolom tersebut termasuk kolom langsing (panjang).
2.9.4.
Faktor Pembesar an Momen
Jika kolom mendapat momen pada panjang tanpa pengaku ,momen akan
berpindah secara lateral dalam bidang lenturnya .Komponen stuktur tekan harus
direncanakan dengan menggunakan beban aksial terfaktor Pu dan momen terfaktor
yang diperbesar, dengan definisi SNI 03-2847-2002 Pasal.12.12.3 sebagai berikut:
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
Mc = δns M2 ........................................................................... ( 2.24)
Untuk faktor pembesaran momen untuk kolom pendek
(δns dan δs) adalah
1, sedangkan untuk kolom langsing (panjang) dapat dicari rumus sesuai SNI 032847-2002 Pasal.12.12.3 berikut ini:
δns =
Pc =
Cm
≥1,0 ................................................................ (2.25)
Pu
1−
0,75Pc
π 2 EI
( klu )
................................................................................(2.26)
Dan untuk momen M1 dan M2 pada ujung-ujung komponen struktur tekan
harus diambil sebesar sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal.12.13.3 :
M1 = M1ns + δs M1s.....................................................................( 2.27 )
M2 = M2ns + δs M2s.....................................................................( 2.28 )
2.9.5.
Persyar atan “Strong Columns Weak Beams”
Perencanaan struktur gedung bertingkat secara umum harus memenuhi
persyaratan “Strong Column Weeak Beam”atau Kolom Kuat, Balok Lemah.
Dimana perencanaan ini dinamakan sebagai Desain Kapasitas yang artinya ketika
struktur gedung memikul pengaruh Gempa Rencana, sendi-sendi plastis di dalam
struktur gedung tersebut hanya boleh terjadi pada ujung-ujung balok dan pada kaki
kolom serta kaki dinding geser saja. Oleh karena itu perlu adanya batasan-batasan
yang jelas mengenai konsep ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
Sesuai filosofi “Capacity Design”, maka kuat lentur kolom
harus memenuhi SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4(2) hal 212 :
∑Me >
6
∑Mg .............................................................................(2.29)
5
dimana :
∑Me
:
Jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom,
sehubungan dengan kuat lentur nominal kolom yang merangka pada
hubungan balok-kolom tersebut. Kuat lentur kolom harus dihitung
untuk gaya aksial terfaktor, yang sesuai dengan arah gaya-gaya lateral
yang ditinjau, yang menghasilkan nilai kuat lentur yang terkecil.
∑Mg : Jumlah
momen
pada
pusat
hubungan
balok-kolom,
sehubungan dengan kuat lentur nominal balok-balok yang merangka
pada hubungan balok-kolom tersebut.
2.10.
Hubungan Balok Kolom
Hubungan balok-kolom (beam-column joint) merupakan daerah yang kritis
pada saat terjadi beban gempa. Beban gempa mempunyai pengaruh yang komplek
terhadap struktur, oleh sebab itu perlu diketahui perilaku sambungan agar dalam
mendesain struktur diperoleh suatu struktur yang ekonomis dan aman terhadap
gempa.
•
Gaya geser pada kolom HBK Interior:
.
.
……………………………………….……….( 2.30 )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
= Gaya geser pada kolom
dimana :
lc = ketinggian lantai
hc= tinggi penampang kolom
Zb= lengan tuas.
Vb= Gaya geser pada tumpuan balok
Tb= Gaya tarik tulangan tumpuan balok
Gaya geser horizontal pada joint HBK Interior :
=
− 1 −
dimana :
…………………………………. …. . . …( 3.31 )
= Gaya geser horizontal pada joint
lc = tinggi kolom dari lantai bawah ke lantai atasnya
•
Gaya geser pada kolom HBK Exterior:
.
=
.
………….……………………….…....…..( 2.32 )
Gaya geser horizontal pada joint HBK Interior :
=
•
− 1 −
……………………………. …. . . …. …( 2.33 )
Kekuatan Geser J oint
=
+
…………………………………………….……………..( 2.34 )
dimana : Vch = kuat geser beton
Vsh = Kuat geser sengkang horizontal pada joint
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
J oint Interior
J oint exterior
Gambar 2.3. Mekanisme
Mekanisme tekan
tekan pada Hubungan Balok-Kolom
(Diktat kuliah beton III )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
J enis Penelitian
Klasifikasi penelitian ini adalah jenis penelitian eksperimental analisis yang
mengacu pada studi literatur yang menjadi dasar pemikiran. Dimana literatur
utama yang dipakai adalah standar gempa Indonesia SNI 03-1726-2002 dan
standar peraturan beton Indonesia SNI 03-2847-2002. Dalam penelitian ini akan
menganalisa struktur bangunan terhadap pengaruh drift akibat gaya gempa
terhadap pembesaran momen pada kolom untuk Sistem Rangka Pemikul Momen
Khusus (SRPMK). Analisa yang dimaksud adalah besarnya pengaruh drift,
dengan letak bangunan yang berada pada wilayah gempa yang sama yaitu wilayah
gempa 6. Inti dari penelitian ini nantinya adalah melakukan analisa tentang
perencanaaan bangunan gedung tahan gempa SRPMK, yang direncanakan
berdasarkan standar peraturan beton Indonesia SNI 03-2847-2002, dengan
bantuan analisis komputer menggunakan program ETABS. Dimana hasilnya nan