Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Yang Menggunakan Sambungan Lewatan (Lap Splices) Pada Ujung Kolom

  

LAMPIRAN A

Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen

  Beban gempa direncanakan dengan prosedur gaya lateral ekivalen berdasarkan pada RSNI3 03-1726-201x.

  A.

  Berat keseluruhan bangunan.

1. Berat atap

  a. )

  D

1 Beban mati (W

• = (

  Pelat atap = (

  24 ) ( , 15 ) ( 24 ) ( 48 ) = 4147 kN × × ×

  Beban tambahan

• × × × × ×

  1 , 4 ) (

24 ) (

48 ) = 1613 kN × ×

  =

  4 ( , 4 , 8 - 48 ) 7 ( , 4 ,

  8 24 ) 24 = 2765 kN

  Balok induk [ ]

  × × ×

  =

  3 ( 3 ,

  

6

48 ) , 24 - = 622 kN

  Balok anak

  × × × 28 (

• 1 , = 75 ,

  7 , 7 ) 24 = 952 kN

  Beban Kolom

• × × × × ×

  = - (

  7 24 ) (

  4 48 ) ,

  15 1 ,

  75 17 = 1606 kN

[ ]

  Dinding Bata = 11705 kN

  b. ) = × × × = 346 kN

  L

  1 1 ( 24 ) ( 48 ) .

  3 Beban hidup (W

  Berat Total Atap (W ) = W + W

  1 D

  1 L

  

1

  = 11705 + 346 = 12051 kN 2. Berat Lantai 2 sampai Lantai 11

  a. D

  2 )

  Beban mati (W = (

• 24 ) × ( , 15 ) × (

  24 ) × ( 48 ) = 4147 kN

  Pelat lantai = (

  1 , - 4 ) × (

24 ) × (

48 ) = 1613 kN

  Beban tambahan = × × × × × + -

  = 2765 kN

  4 ( , 4 ,

  

8

48 ) 7 ( , 4 ,

  8 24 )

  24 Balok induk [ ]

• =

  =

  3 ( , 3 × , 6 × 48 ) × 24 = 622 kN

  Balok anak

  28 - ( 3 , 5 × ,

9 × ,

9 ) × 24 = 1905 kN

  Beban Kolom = × × × × × + = 3213 kN -

  (

  7 24 ) (

  

4

48 ) .

  15 3 .

  5

  17 Dinding Bata [ ]

  = 14265 kN

  × × ×

  b. L

  Beban hidup (W Berat Total Atap (W

  2 ) = 2 , 5 ( 24 ) ( 48 ) , 3 = 864 kN

  2 ) = W D 2 + W L

  2

  = 14265 + 864 = 15129 kN 3. Berat lantai 1

  a. D3 ) Beban mati (W

• =

  = 4147 kN

  ( 24 ) × ( ,

15 ) × (

24 ) × ( 48 )

  Pelat atap

• =

  = 1613 kN

  ( 1 , 4 ) × ( 24 ) × ( 48 )

  Beban tambahan

  × × × + × ×

• =

  =

  4 ( , 4 ,

  8 48 ) 7 ( , 4 ,

  8 24 ) 24 = 2765 kN [ ]

  Balok induk

• =

  3 ( , 3 × , 6 × 48 ) × 24 = 622 kN

  Balok anak

  28 ( 5 - , 25 × , 9 × , 9 ) × 24 = 2858 kN

  Beban Kolom = (

• = 16824 kN

  17 [ ]

  Dinding Bata

  7 × 24 ) ( + = 4820 kN

4 ×

48 ) × , 15 × 5 , 25 ×

  b. L

  Beban hidup (W Berat Total Atap (W

  3 ) = 2 , 5 × ( 24 ) × ( 48 ) × , 3 = 864 kN

  3 ) = W D 3 + W L

  3

  = 16824 + 864 = 17688 kN

• t )

  Berat total keseluruhan bangunan (W

  W = W + 10(W ) + W t

  1

  2

  3

  = 12051 + 10 (15129) + 17688 = 181029 kN

• Bangunan adalah bangunan gedung perkantoran.
• Menurut Tabel 1 RSNI3 03-1726-201x, bangunan perkantoran dikategorikan ke dalam resiko II C.
• Wilayah gempa diasumsikan berada pada kota Medan 

• Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode pendek F
• Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode 1 detik F
• Parameter spectrum respons percepatan pada periode pendek 7 , 5 , 4 ,
• Parameter spectrum respons percepatan pada periode pendek 54 , 3 , 8 ,
• Parameter spectral desain untuk periode pendek

  2 = = = _{s s}

  3

  2

  3

  ) 47 , ( 7 ,

  s dan SD 1 .

  Parameter percepatan spectral desain SD

  1 _{1 1} = × = × = S F SM _v F.

  S F SM

  = 1 = × × = _{s a s}

  s dan SM 1 .

  menurut tabel 5 SNI-03-1726-2010 untuk kelas situs SD dan S s , diperoleh F v = 1,8 E. Parameter spectrum Respons Percepatan SM

  v

  menurut tabel 4 SNI-03-1726-2010 untuk kelas situs SD dan S s , diperoleh F a = 1,4

  a

  

a dan F v

  Koefisien situs untuk desain seismic F

  1 = 0,3 g D.

  Percepatan batuan dasar pada periode 1 detik S

  s = 0,5 g b.

  Percepatan batuan dasar pada periode pendek S

  a.

  Berdasarkan peta gerak tanah pada Gambar 9 dan Gambar 10 dari dalam RSNI3 03- 1726-201x dapat ditentukan untuk kelas situs SD.

  s dan S

1 .

  Parameter percepatan terpetakan S

  Kategori Resiko Struktur Bangunan.

  B.

SM SD

• Parameter spectral desain untuk periode 1 detik

  2

  2 _{1 1} = = = SM

SD G.

  3

• Untuk T ≤ T : 188 , 843 ,
• Untuk T ≤ T ≤ T
• Untuk T > T
• Berdasarkan tabel 2 SNI-03-1726-2010 untuk kategori resiko bangunan II, faktor keamanan gempa I

  = 47 , = _{DS a}

  e = 1,0.

  Faktor keutamaan gempa, I e .

  H.

  36 , ₁ = =

  S : T T S S ^D _a

  S S

  T S S _DS ^DS _a

  S :

  3

  1 4 , = 6 , + = + T S T

  S S T 767 , 47 ,

  2 , ¹ = = = _DS ^D

  153 , 47 , 36 , 2 ,

  Spektrum respon desain.

  ) 36 , ( 54 ,

  36 , ₁

= = =

_DS ^D _S S S T

I. Faktor modifikasi respons, R.

• Untuk gedung akan direncanakan sebagai rangka beton bertulang pemikul momen khusus.
• Berdasarkan tabel 9 SNI 03-1726-2010 untuk rangka beton bertulangan pemikul momen khusus, R = 8.
• Periode fundamental pendekatan dapat ditentukan dengan persamaan : _{x n t a}

  J.

• Karena T > T
• Koefisien respon seismic dapat ditentukan dengan persamaan:
• Gaya geser seismic dapat ditentukan dengan:
• Gaya gempa lateral yang timbul disemua tingkat harus ditentukan dengan rumus dibawah sesuai dengan pasal 7.8.3 pada SNI 03-1726-2010.

  

=

× =

  x

  Distribusi gaya gempa, F

  M.

  W C V kN

  , 0334 181029 6048 6 , = × = × = _{t s}

  Gaya geser dasar seismic (V)

  I C C ^e _s L.

  R

  0334 ,

  8 , 1 267 = ×

  Periode fundamental, T.

  S : 267 ,

36 ,

₁ = = = =

  s

  Koefisien respon seismic, C

  = × = ⋅ = = ^x _{n t a} C h T T K.

  , 0466 42 ( ^{9 .}

  C t = 0,0466 dan x = 0,9 347 , 1 )

  Dimana nilai C t dan x untuk rangka beton pemikul momen diambil dari tabel 15 SNI 03-1726-2010. Maka :

  C h T T ⋅ = =

  T T S S C ^D _a

  k _{j j}

ⁿ

_j ^{k i i i} W h V h W

  V x = V y

  90 22 12,8 1 3,5 17.688 105.222 6.049 39 10 5,6

  60 34,4 3 10,5 15.129 429.904 6.049 160 40 22,8 2 7,0 15.129 241.392 6.049

  9 31,5 15.129 2.053.551 6.049 763 191 109,0 8 28,0 15.129 1.736.581 6.049 645 161 92,2 7 24,5 15.129 1.435.983 6.049 534 133 76,2 6 21,0 15.129 1.153.074 6.049 429 107 61,2 5 17,5 15.129 889.509 6.049 331 83 47,2 4 14,0 15.129 647.454 6.049 241

  (kN) atap 42,0 12.051 2.463.631 6.049 916 229 130,8 11 38,5 15.129 2.732.468 6.049 1016 254 145,1 10 35,0 15.129 2.385.815 6.049 887 222 126,7

  F iy = F i /7

  (kN)

  F ix =F i /4

  (kN)

  F i

  (kN)

  (kNm)

  F

  W h ×

  (kN) ^{k i i}

  W i

  (m)

  h i

  untuk T = 1,347, maka k = 1,423 Tingkat

  ≤ 0,5 detik k = 2 untuk T ≥ 2,5 detik k = interpolasi untuk 0,5 < T < 2,5 detik

  Dengan k = 1 untuk T

  

=1

  =

  × Σ × ×

  ∑= 16.274.582

  LAMPIRAN B Hasil Output Analisis Penampang dengan XTRACT

  

LAMPIRAN C

Analisis Beban Dorong Dengan SAP2000

  Setelah dimensi balok dan kolom ditentukan analisa struktur dapat dilakukan dengan program SAP2000 yang kemudian akan dilanjutkan dengan melakukan analisis beban dorong (pushover analysis) setelah tulangan pada balok dan kolom ditentukan dan kekuatan leleh dari masing-masing komponen struktur diperoleh. Langkah-langkah analisis dengan menggunakan program SAP2000 akan diuraikan pada lampiran ini.

A. Analisa Struktur Untuk Menentukan Gaya Dalam Pada Komponen Struktur

  Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: 1.

  Membuat model struktur baru, memasukkan data jumlah lantai serta jarak antar kolom.

  File  New Model  3D Frames

2. Mendefinisikan material yang akan digunakan.

  Define  Material

3. Mendefinisikan dimensi kolom dan balok yang akan dipakai dalam desain.

  Define  Section Properties  Frame Section

  Pilih “Add New Property  Rectangular”, dengan “Frame Section Properties Type” yang dipakai sesuai dengan Material yang dibuat.

  Kemudian dimasukan ukuran balok dan kolom yang didesain. Selanjutnya didesain pelat lantai. Define  Section Properties Area Section Pilih “Add Copy of Section”¸ kemudian pada “Type” pilih “Membrane”. Dipakai membrane dikarenakan agar tidak mengganggu kekakuan balok.

  4. Melakukan pemodelan struktur gedung dengan menggunakan menu draw. Permodelan struktur meliputi penggambaran kolom, balok induk, balok anak, dan perletakan struktur.

  Jenis perletakan yang dipergunakan adalah jepit.

  5. Memodelkan hubungan balok kolom dalam bentuk dimana tiap lantai memiliki pola goyangan yang sama pada keseluruhan tiap lantainya.

  Pilih semua titik yang ada di dalam model. Assign  Joint  Constraint

  Pilih “Add New Constrain”, dengan “Constrain Type” dipakai “Diaphragm”.

  6. Mendefinisikan beban-beban yang akan bekerja pada struktur.

  Define  Load Pattern Beban mati (DEAD), beban mati tambahan (DEAD+), beban hidup lantai (LFLOOR) dan beban hidup atap (LROOF) yang bekerja pada pelat (beban area) dimasukkan secara manual langsung ke pelat berupa beban merata yang besarnya diambil dari hasil perhitungan manual.

  7. Memasukkan beban-beban yang bekerja pada struktur ke pelat pada tiap lantai.

  Pilih pelat yang akan dimasukkan beban. Assign  Area Loads  Uniform to Frame

8. Menentukan mass source.

  Define  Mass source 9.

  Memasukkan nilai beban gempa.

  Beban yang diinputkan ialah beban hasil perhitungan dengan menggunakan prosedur gaya lateral ekivalen secara manual tiap lantainya dari arah x dan y. Dimana gaya lateralnya didistribusikan menjadi gaya gempa.

  Pilih titik dimana beban gempa akan dimasukkan. Assign  Joint Loads  Forces 10.

  Memasukkan kombinasi pembebanan yang digunakan.

  Define  Load Combination 11.

  Analisa struktur telah dapat dilakukan.

  Setelah analisa struktur selesai dilakukan, gaya-gaya dalam pada element balok dan kolom dapat dicetak dengan menggunakan perintah “File-Print Table”.

B. Analisa Beban Dorong (Pushover Analysis)

  Setelah penulangan pada balok dan kolom telah ditentukan dan nilai momen leleh pada balok dan kolom telah diperoleh, analisis beban dorong dengan menggunakan program SAP2000 dapat dimulai. Langkah-langkah analisis dengan menggunakan program SAP2000 adalah sebagai berikut:

1. Mendefinisikan “Hinge Property” yang akan digunakan pada balok dan kolom.

  Define  Section Properties  Hinge Properties Tekan pada “Add New Property” untuk menambahkan data baru.

  Pilih “Concrete” kemudian tekan pada tombol “OK”.

  Isikan kolom “Hinge Property Name” dengan nama yang diinginkan, kemudian pada tab “Hinge Type” pilih “Deformation Controlled (Ductile). Pada drop down list, pilih “Momen M3” untuk balok, kemudian tekan pada tombol “OK”.

  Isikan data rotasi sendi plastis yang diperoleh darike dalam tab “Displacement Control Parameters”. Gunakan menu “symmetric”.

  Pada tab “Load Carrying Capacity Beyond Point E”, pilih “Drops To Zero”. Pada tan “Scaling for Moment and Rotation”, pilih “Use Yield Moment” dan isikan nilai momen leleh balok pada “Moment SF”.

  Tekan “OK” untuk keluar dari menu. Ulangi langkah yang sama untuk mendefinisikan “Hinge Properties” untuk kolom.

  Pilih “Interacting M2-M3” dari drop down list kemudian tekan pada tombol “Modify/Show Hinge Property” untuk memasukkan nilai rotasi sendi plastis kolom.

  Pada tab “Symmetric Condition”, pilih “Moment Rotation Dependence is Doubly Symmetric about M2 and M3”, kemudian tekan pada tombol “Modify/Show Moment Rotation Curve Data”.

  Isikan data rotasi sendi plastis yang diperoleh darike dalam tab “Moment Rotation Data for Selected Curve”. Kemudian pindahlah ke “angle” yang berikutnya untuk mengisikan kembali data rotasi sendi plastis. Setelah selesai, tekan pada tombol “OK”.

  2. Memasukkan data sendi plastis ke dalam balok dan kolom.

  Pilih semua balok yang akan ditambahkan sendi plastis kemudian pilih “Assign-Frame- Hinges” Pilihlah “Hinge Property” sesuai yang dibutuhkan dari drop down list, kemudian ketikkan letak sendi plastis yang akan ditambahkan pada “Relative Distance”. Tekan pada tombol “Add” untuk menambahkan sendi plastis.

  3. Mendefinisikan “Load Case” untuk analisis beban gravitasi nonlinier.

  Pilih “Define-Load Case” kemudian tekan pada tombol “Add New Load Case” untuk menambahkan “Load Case” yang baru.

  Pertama definisikan terlebih dahulu beban gravitasi nonlinier yang akan digunakan sebagai analisis inisial sebelum melakukan analisa beban dorong.

  Pada tab “Load Case Type”, pilihlah “Static” dari drop down list dan pilihlah “Nonlinear” pada tab “Analysis Type”.

  Pada tab “Initial Condition”, pilih “Zero Initial Conditions – Start from Unstressed State”. Pada tab “Load Applied”, isikan beban-beban yang termasuk dalam beban gravitasi. Tekan pada tombol “OK” setelah selesai.

4. Mendefinisikan “Load Case” untuk analisis beban dorong.

  Pada menu “Define Load Case”, tekan pada tombol “Add New Load Case” untuk menambahkan “Load Case” baru yaitu load case untuk analisa beban dorong.

  Isikan nama load case pada tab “Load Case Name” dan pilih lah “Static” pada drop down list yang terdapat pada tab “Load Case Type” serta pilihlah “Nonlinear” pada tab “Analysis Type”.

  Pada tab “Initial Conditions”, pilih “Continue from State at End of Nonlinear Case” dan pilihlah load case beban gravitasi dari drop down list.

  Pada tab “Load Applied”, pilihlah “Load Pattern” yang sesuai dengan arah beban dorong yang akan ditambahkan.

  Kemudian tekan tombol “Modify/Show” pada tab “Other Parameters” untuk “Load Application”.

  Pilih “Displacement Control” pada tab “Load Application Control” dan “Use Monitored Displacement” pada tab “Control Displacement.

  Pilih lah DOF yang sesuai dengan arah beban dorong pada tab “Monitored Displacement” dan tekan tombol “OK” untuk kembali ke jendela sebelumnya.

  Kemudian tekan tombol “Modify/Show” pada tab “Other Parameters” untuk “Results Saved”.

  Pada tab “Results Saved”, pilih “Multiple States” kemudian tekan tombol “OK” untuk kembali ke jendela sebelumnya.

  Kemudian tekan tombol “Modify/Show” pada tab “Other Parameters” untuk “Nonlinear Parameters”.

  Pada tab “Hinge Unloading Method”, pilih “Restart Using Secant Stiffness”. Klik “OK” untuk kembali ke jendela sebelumnya, dan tekan pada tombol “OK” lagi untuk mengakhiri.

  Ulangi langkah yang sama untuk menentukan “Load Case” untuk analisis beban dorong pada arah yang lain.

5. Mendefinisikan fungsi respon spektrum yang akan digunakan untuk menentukan kinerja bangunan.

  Pilih “Define-Fucntions-Response Spectrum”, kemudian pada tab “Choose Function Type to Add” pilihlah “IBC 2012” dari drop down list, kemudian tekan pada tombol “Add New Function”.

  Isikan nama yang dinginkan pada “Fucntion Name”. Isikan nilai S s dan S

  1 serta pilih lah “Site Class” yang sesuai dengan data gempa yang diinginkan.

  Tekan tombol “OK” untuk menambahkan respon spektrum yang telah didefinisikan. Ulangi langkah yang sama untuk menentukan fungsi respon spektrum yang lain.

  6. Mengeksekusi analisis beban dorong dengan menu “Analyze-Run Analysis” dan pastikan seluruh “Load Case” terpilih untuk dieksekusi.

  7. Melihat hasil analisa beban dorong berupa kurva beban dorong statik (Static Pushover Curve ).

  Pilih menu “Display-Show Static Pushover Curve”. Kurva “Resultant Base Shear vs Monitored Displacement” dapat dilihat disini berikut beberapa nilai titik kinerja yang dianalisis menurut keempat metode yang telah disebutkan pada Bab IV.

  Nilai “Performance point” yang dihitung berdasarkan keempat metode tersebut di atas untuk berbagai jenis respon spektrum dapat dilihat pada menu ini.

  

LAMPIRAN D

Penyebaran Sendi Plastis Pada Analisis Beban Dorong