SHORTCOURSE
HAKI
Perencanaan Gempa untuk Gedung Hipotetis 10 Lantai By Iswandi Imran & Fajar Hendrik
Gaya gempa bekerja pada gedung hipotetis seperti terlihat pada gambar. Informasi mengenai gedung:
Tinggi lantai dasar 4,5 m.
Tinggi tipikal lantai diatasnya 3,7 m.
Dimensi kolom untuk semua lantai sama= 60 x 60 cm.
Dimensi balok untuk semua lantai sama = 40 x 60 cm.
Tebal pelat lantai dan atap = 12 cm.
Tebal preliminary Tebal preliminary design shearwall design shearwall = 40 cm, dengan panjang 5 m. m.
Kuat tekan beton, f c’ = 30 MPa.
Kuat tarik baja, f y = 400 MPa.
SHORTCOURSE
HAKI
Beban mati, DL tambahan pada lantai:
Berat partisi = 2,5 kN/m2.
Beban screed + keramik, + keramik, plafond, mekanikal, elektrikal = 1,6 kN/m2.
Beban hidup, LL pada lantai:
Beban occupancy = occupancy = 2,5 kN/m2.
Beban mati, DL tambahan pada atap:
Beban plafond, mekanikal, dan elektrikal = 0,5 kN/m 2.
Beban hidup, LL pada atap:
Beban = 1,5 kN/m2.
Seismic design data:
Lokasi gedung di zone gempa 4. 4.
Kondisi tanah di lokasi proyek termasuk ke dalam kategori tanah sedang . Untuk tanah sedang,
Percepatan puncak batuan dasar = 0,2 g.
Percepatan puncak muka tanah, A 0 = 0,28 g. (Tabel 5. Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002).
SHORTCOURSE
HAKI
Tc = 0,6 detik.
A m = 2,5 A 0 = 0,7 g.
A r = A m x Tc = 0,42. (Tabel 6. Pasal 4.7.6 SNI 1726 -2002).
Gedung digunakan untuk perkantoran biasa, Faktor Keutamaan Struktur, I = 1,0. (Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 1726 -2002).
Shearwall dipasang pada grid B dan E di baris 2-3. Terlihat pada denah gedung.
Untuk gedung dengan tipe dual system (shearwall system (shearwall yang dipasang pada struktur rangka pemikul momen khusus) pada arah Utara-Selatan , Faktor Reduksi Gempa, R = 8,5
Untuk sistem rangka pemikul momen khusus arah Barat-Timur, R = 8,5. (Tabel 3. Pasal 4.3.6 SNI 1726 -2002).
SHORTCOURSE
Gambar 1. Denah gedung.
HAKI
SHORTCOURSE
HAKI
Berat struktur pada lantai 1: Berat sendiri struktur:
Berat kolom lantai 1 = (0,6 x 0,6 x 4,5) m3 x 24 kN/m3 x 24 + (0,6 x 0,6 x 1,85) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 933,12 kN + 383,62 383,62 kN = 1.316, 1.316,74 74 kN.
Berat balok lantai 1 = (0,4 x 0,6 x 5,4) m3 x 24 kN/m3 x 20 = 622,08 kN + (0,4 x 0,6 x 4,4) m3 x 24 kN/m3 x 18 = 459,19 kN = 1.078,27 kN.
Berat pelat lantai 1 = (30 x 15) m2 x 0,12 m x 24 kN/m3 = 1.296 kN.
Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,9 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall + (4,4 m x 0,4 m x 1,85 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall + = 329,47 329,47 kN + 156,29 156,29 kN
Gambar 2. Tampak penempatan shearwall.
Berat lantai-lantai lainnya (tipikal) :
= 485,76 485,76 kN.
SHORTCOURSE
Gambar 3. Elemen struktur yang masuk ke dalam perhitungan
berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap.
HAKI
SHORTCOURSE
HAKI
Berat sendiri struktur:
Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 3,7) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 767,23 kN.
Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kN.
Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = 1.296 1.296 kN .
Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,1 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall = 261,88 261,88 kN .
Berat lantai 10 (atap) : Berat sendiri struktur:
Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 1,85) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 383,62 kN.
Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kN.
Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = 1.296 1.296 kN .
Berat shearwall
SHORTCOURSE
HAKI
= (4,4 m x 0,4 m x 1,25 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall = 105,60 105,60 kN .
Beban mati tam bahan tiap lantai = 4,1 kN/m2 x (15 x 30) m2 = 1.845 1.845 k N Beban hidup tiap lantai (occupancy load) = 2,5 kN/m2 x 450 m2 = 1.125 kN Beban hidup dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja pada struktur struktur hanya 30 % saja = 337,5 337,5 kN. Beban mati tambahan untuk atap = 0,5 kN/m2 x 450 m2 = 225 kN Beban hidup pada atap = 1,5 kN/m2 x 450 m2 = 675 kN Beban hidup pada atap juga dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja bekerja hanya 30 % saja = 202,5 202,5 kN.
Berat Struktur
Berat lantai 1 = (1.316,74 + 1.078,27 + 1.296 + 485,76) kN + 1.845 kN + 337,5 kN
SHORTCOURSE
HAKI
= 6.359,27 kN.
Berat lantai 2 - 9 = (767,23 + 1.078,27 + 1.296 + 261,88) kN + 1.845 kN + 337,5 kN = 5.585,88 kN.
Berat lantai 10 = (383,62 + 1.078,27 + 1.296 + 105,60) kN + 225 kN + 202,5 kN = 3.291,00 kN.
Tabel 1.
Lantai
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Berat struktur per lantai.
Tinggi hx
Berat Lantai Wx
(m)
(kN)
37,8 34,1 30,4 26,7 23 19,3 15,6 11,9 8,2 4,5
Wxhx (kN‐m)
3.291 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 6.360
124.400 190.483 169.814 149.146 128.478 107.810 87.142 66.473 45.805 26.620
54 .33 9
1.098.171
SHORTCOURSE
HAKI
Periode Natural
Arah Utara-selatan Arah utara-selatan merupakan sistem rangka dengan shearwall,
0,04 ,0488
0,04 0,0488 88 37,8 37,8 , ..
T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa, A r
= A m x Tc
= 0,7 x 0,6
0,42 0,74
= 0,42 , .
SNI 172 6-2002 P asal 4.7.6 4.7.6 Untuk T
≤
Tc
Untuk T > Tc
C = A m. C = A r / T, dimana A r = A m x Tc.
Arah Barat-timur Arah barat-timur merupakan SRPM beton,
0,07 ,0731 Gambar 4. Ct untuk arah utara-selatan.
SHORTCOURSE
HAKI
0,073 0,0731 1 37,8 37,8 , . .
T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa, A r
= A m x Tc
= 0,7 x 0,6
= 0,42.
0,42 1,1
, .
Base Shear
Arah Utara-selatan
. .
0,57 1,0 54.339 8,5
. . .
Arah Barat-timur
0,38 1,0 54.339 8,5
. . .
Gambar 5. Ct untuk arah barat-timur.
Gaya Lateral Equivalent
∑
SHORTCOURSE
HAKI
Sehingga gaya lateral yang bekerja di lantai 10 arah utara-selatan:
3.644 124.400 1.098.171
Gaya lateral equivalent yang bekerja di lantai 10 arah barat-timur:
2.429 124.400 1.098.171
Perbandingan tinggi dengan panjang denah dalam arah pembebanan gempa utara-selatan = 37.8/15 = 2,52 < 3, dan juga untuk arah pembebanan gempa barat-timur, perbandingannya = 37,8/30 = 1,26 < 3, sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat sebesar 0,1 V b di lantai tingkat paling atas. Gaya lateral untuk lantai lainnya seperti terlihat pada Tabel 2 dan Tabel 3. 3.
Gambar 6.
Gaya lateral equivalent di tiap lantai.
SHORTCOURSE
Tabel 2.
Lantai
HAKI
Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah utara-selatan.
hx
wx
wxhx
(m)
(kN)
(kN‐m)
F Lateral
V Story
Fx
Vx
(kN)
(kN)
Tabel 3.
Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah barat-timur.
Lantai
hx
wx
wxhx
(m)
(kN)
(kN‐m)
F Lateral
V Story
Fx
Vx
(kN)
(kN)
10
37.8
3,291
124,400
413
413
10
37.8
3,291
124,400
275
275
9
34.1
5,586
190,483
632
1,045
9
34.1
5,586
190,483
421
696
30.4
5,586
169,814
376
1,072
26.7
5,586
149,146
330
1,402
8
30.4
5,586
169,814
563
1,609
8
7
26.7
5,586
149,146
495
2,103
7
6
23
5,586
128,478
426
2,530
6
23
5,586
128,478
284
1,686
19.3
5,586
107,810
238
1,924
5
19.3
5,586
107,810
358
2,888
5
4
15.6
5,586
87,142
289
3,177
4
15.6
5,586
87,142
193
2,117
3
11.9
5,586
66,473
221
3,397
3
11.9
5,586
66,473
147
2,264
8.2
5,586
45,805
101
2,366
4.5
6,360
28,620
63
2,429
54,3 54,339 39
1,09 1,098, 8,17 171 1
2
8.2
5,586
45,805
152
3,549
2
1
4.5
6,360
28,620
95
3,644
1
54,3 54,339 39
1,09 1,098, 8,17 171 1
Dalam contoh ini ada 6 portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 413 kN / in t . 6 joint = 68,83 ≈ 6 9 k N / j o in
Dalam contoh ini ada 4 portal dalam arah barat-timur, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 275 kN / 4 joint = 68,75
≈
6 9 k N / j o in in t .
