288202190-Skripsi-Teknik-Sipil.pdf

1110/FT.01/SKRIP/07/2012

UNIVERSITAS INDONESIA

EVALUASI BANGUNAN BERTINGKAT AKIBAT BEBAN GEMPA DENGAN BALOK PRATEGANG SEBAGAI TRANSFER BEAM 

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil

WISNU PRATAMA PUTRA 0806329691

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL DEPOK  JUNI 2012

ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah dinyatakan dengan benar.

Nama

: Wisnu Pratama Putra

NPM

: 0806329691

Tanda Tangan : Tanggal

: 25 Juni 2012

iii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh  Nama  NPM Program Studi Judul Skripsi

: : Wisnu W isnu Pratama Putra : 0806329691 0 806329691 : Teknik Sipil : Evaluasi Bangunan Bertingkat akibat Beban Gempa dengan Balok Prategang sebagai Transfer  Beam

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia DEWAN PENGUJI

Pembimbing : Dr. Ir. Yuskar Lase, DEA Penguji I

: Ir. Syahril A Rahim, M.Eng

Penguji II

: Mulia Orientielize, S.T, M.Eng

Ditetapkan di : Depok Tanggal : 25 Juni 2012

iv

KATA PENGANTAR 

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan berkat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil kekhususan Struktur pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Selain itu tentunya, dengan skripsi,  banyak pelajaran yang dapat dap at diambil baik itu pelajaran teknis maupun non-teknis. non-t eknis. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai  pihak, dari awal perkuliahan sampai pada penyusunan penyusu nan skripsi ini, sangatlah sulit  bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih kepada: 1. Tuhan Yesus Yesus Kristus karena atas rahmat-Nya lah yang yang begitu besar, saya bisa diberikan kesempatan untuk menjalani dan menyelesaikan pembuatan skripsi ini. 2. Ayah, ibu ibu dan kakak adik saya yang yang telah memberikan doa, perhatian, dan kasih sayangnya serta bantuan biaya dalam penyusunan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. Yuskar Lase, DEA, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam  penyusunan skripsi selama satu tahun ta hun ini. 4. Bapak Ir. Syahril A Rahim, Rahim, M.Eng, selaku dosen penguji penguji serta dosen penulis dalam beberapa mata kuliah, yang telah begitu banyak memberikan ilmu  praktis dan teoritis tentang keindahan dunia teknik sipil. Totalitas beliau dalam mengajar telah menjadi inspirasi bagi penulis untuk terus bersemangat. 5. Seluruh tim dosen departemen teknik sipil FTUI khususnya khususn ya dosen peminatan struktur, Pak Josia, Ibu Elly, Ibu Cece, Ibu Essy, Pak Heru, dan lain-lain. 6. Seluruh teman-teman teman-teman satu bimbingan dengan Pak Yuskar, terima kasih kasih untuk  sharing ilmu yang telah diberikan.

7. Seluruh keluarga keluarga besar Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 2008. 8. Emiliana, teman baik penulis yang selalu mengingatkan untuk terus  bersemangat dalam menjalankan sekaligus menyelesaikan men yelesaikan tugas akhir ini.

v

9. Teman-teman KUKTEK UI + KMK UI angkatan 2008 yang telah lulus terlebih dahulu dan senantiasa memberikan motivasi bagi penulis untuk senantiasa melaju. 10. SMA Strada St.Thomas Aquino, teman-teman di kelas XI IPA 3 dan XII IPA 2 oleh karena kultur serta kondisi alam yang pada akhirnya “memaksa”  penulis untuk untu k berubah sekaligus berhasil masuk ke Universitas Indo nesia. 11. Seluruh pihak, kerabat, sahabat, teman baik, teman, mantan teman baik, dan semua yang telah membantu penyelesaian skripsi ini yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Akhir kata, saya berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Saya sadar bahwa masih  banyak kekurangan yang terjadi dalam penulisan skripsi ini, saran dan masukan tentu akan semakin menambah kebaikan dari skripsi ini. Untuk keindahan ilmu  pengetahuan, dan untuk orang-orang yang telah berjasa diluar sana, skripsi ini didedikasikan.

Depok, Juni 2012

Penulis

vi

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di  bawah ini:  Nama : Wisnu Pratama Putra  NPM : 0806329691 Program Studi : Teknik Sipil Departemen : Teknik Sipil Fakultas : Teknik Jenis karya : Skripsi demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif ( Non-exclusiv ( Non-exclusivee RoyaltyFree Right ) atas karya ilmiah saya yang berjudul : Evaluasi Bangunan Bertingkat akibat Beban Gempa dengan Balok Prategang sebagai Transfer Beam  beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti  Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Depok Pada tanggal : Juni 2012 Yang menyatakan

(Wisnu Pratama Putra)

vii

ABSTRAK 

 Nama Program Studi Judul

: Wisnu Pratama Putra : Teknik Sipil : Evaluasi Bangunan Bertingkat akibat Beban Gempa dengan Balok Prategang sebagai Transfer Beam

Kebutuhan perluasan ruang vertikal di daerah perkotaan terutama Jakarta terkadang mengalami hambatan dari keberadaan bangunan purbakala yang harus dilestarikan. Oleh karena itu bangunan baru yang ingin dibangun diatas bangunan  purbakala harus menggunakan sistem transfer, yang dalam penelitian ini berupa  balok prategang dan kolom pendukungnya pendukungn ya.. Terletak pada wilayah gempa, nantinya beban gempa termasuk gempa vertikal dan beban gravitasi akan dikerjakan pada bangunan bertingkat yang akan diteliti. Selain itu, untuk menjamin bahwa sistem transfer tidak gagal terlebih dahulu daripada komponen struktur lainnya, gaya gempa pada sistem transfer diperbesar dengan faktor kuat lebih yang diambil berdasarkan SNI 03-1726-2002. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja sistem transfer akan semakin baik dengan penambahan dimensi dari balok prategang. Selain itu, kinerja sistem transfer akan semakin baik seiring dengan pertambahan jumlah lantai yang dipikulnya.  Displacement  pada titik tengah balok prategang akan semakin  berkurang seiring peningkatan jumlah lantai dengan profil dan gaya prategang yang berbeda-beda serta akan berkurang juga seiring dengan peningkatan dimensi  balok prategang. Dapat dilihat juga dengan adanya sistem prategang pada balok transfer, kebutuhan tulangan longitudinal non-prategang pada balok dapat  berkurang. Kata kunci: bangunan purbakala, bangunan sistem transfer, balok transfer, balok  prategang, kolom pendukung, pendu kung, gempa vertikal, faktor kuat lebih, respons dinamik, dinam ik, tulangan.

viii

ABSTRACT

 Name Study Stud y Program Title

: Wisnu Pratama Putra : Civil Engineering : Evaluation of Multi-Story Building Build ing with Prestress System as Transfer Beam under Seismic Loads

The need of vertical expansion in cities especially Jakarta sometimes has obstacle from the existence of heritage building which should be kept. Therefore the new  building intended to be built above the heritage building must use particular transfer system, in this research it would be a prestress beam and its supporting column. Located in seismic region, later a seismic load including its vertical and horizontal component and gravity force will be assigned to the multi-story  building. In addition, to guarantee the transfer system s ystem doesn’t fail before befo re the other o ther structural components do, seismic forces for transfer system will be scaled up with excessive strength factor based on SNI 03-1726-2002. This research shows that the performance of transfer system will be better with the increase of transfer beam dimension. Furthermore, the performance of transfer system also will be better with the increase of number of stories. Displacements at transfer beam mid-span will be less with increasing amount of stories held with different transfer beam dimensions and different prestress loads, also will be less with the increase of prestress beam dimension. It is observable since the existence of prestress system at transfer beam, the need of non-prestress longitudinal reinforcement will be reduced.

Key word: heritage building, transfer system building, transfer beam, prestress  beam, supporting column, vertical seismic loads, load s, excessive strength factor, dynamic response, reinforcement.

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................... ............................................... iii HALAMAN PENGESAHAN................................... PENGESAHAN............................................................... ........................................... ............... iv KATA PENGANTAR ............................................................ ........................................................................................ ................................v ....v ABSTRAK ................................................... ............................................................................... ....................................................... ........................... viii

BAB 1 Pendahuluan................ Pendahuluan........................................ .................................................... ....................................................... ...........................1 1 1.1 Latar Belakang ................................................. ............................................................................ .......................................... ............... 1 1.2 Rumusan Rumusan Permasalahan ............................................. ......................................................................... ............................... ... 2 1.3 Tujuan Penelitian ................................................. ............................................................................ ...................................... ........... 2 1.4 Batasan Penelitian ................................................... ............................................................................... ................................... ....... 2 1.5 Sistematika Sistematika Penulisan ............................................. ......................................................................... ................................... ....... 3 1.6 Hipotesis Penelitian ................................................. ............................................................................. ................................... ....... 4

BAB 2 Dasar Teori .............................. .......................................................... ........................................................ .......................................5 ...........5 2.1 Perancangan Bangunan Bangunan Bertingkat Tahan Gempa......................... Gempa................................ ....... 5

2.1.1 Perancangan Bangunan Tahan Gempa ................................................. ..................................................... .... 5 2.1.2 Modelisasi Dinamik Struktur (MDOF) ................................................ .................................................... .... 6 2.1.3 Analisis Getaran Getaran Bebas dan Getaran Paksa.............................................. Paksa.............................................. 7 2.1.3.1 Getaran Bebas ......................................................... ................................................................................... .......................... 7 2.1.3.2 Getaran Paksa...................... Paksa... ........................................... .................................................... ...................................... .......... 8 2.1.4 Respons Spektrum Spektru m ................................................ ............................................................................ .................................... ........ 9

2.2

Sistem Struktur Penahan Beban Gravitasi dan Lateral ...................... 12

2.2.1 Sistem Penahan Beban Gravitasi.............................. Gravitasi .......................................................... ................................ 12 2.2.2 Sistem Penahan Beban Lateral ................................................. ............................................................... .............. 12

2.3

Transfer Beam berupa Balok Ba lok Prategang Prategang ....................................... ................................................ ......... 14 2.3.1 Transfer beam dan Pola Keruntuhannya Keru ntuhannya .......................................... ................................................ ...... 14

2.3.2 Balok Prategang ........................................................... ..................................................................................... .......................... 17

BAB 3 Metodologi Penelitian ......................... ..................................................... .....................................................3 .........................31 1 3.1 Permodelan Struktur .................................................. .............................................................................. .............................. 31 3.2 Variasi Permodelan......................................... Permodelan..................................................................... ......................................... ............. 35

3.2.1 Variasi Jumlah Lantai............................................................... Lantai............................................................................. .............. 35 3.2.2 Variasi Tinggi Transfer Beam (TB) ....................................................... ....................................................... 35

3.3

Pembebanan Pembebanan Struktur ................................................ ........................................................................ ............................. ..... 36

3.4

Skema Analisa Struk Struktur tur ............................................. ......................................................................... .............................. 39

3.3.1 Pembebanan Gravitasi .......................................................... ............................................................................ .................. 36 3.3.2 Pembebanan Gempa ................................................. ............................................................................. ................................ 36

BAB 4 Hasil dan Analisa ............................................................ .....................................................................................4 .........................41 1 4.1 Variasi I : Variasi Jumlah Lantai Bangunan Bangunan ........................................ ........................................ 41 4.2 Perbandingan Hasil dan Analisa dari Variasi I .................................... .................................... 41

x

4.2.1 Periode Getar ........................................................ .................................................................................... .................................. ...... 41 4.2.2 Pola Ragam Getar dan Partisipasi Massa ............................................... ............................................... 42 4.2.3 Gaya Geser Dasar ................................................. ............................................................................. .................................. ...... 43 4.2.4 Gaya Geser Tingkat .................................................. .............................................................................. ................................ 43 4.2.5 Kinerja Sistem Transfer.................................................... Transfer.......................................................................... ...................... 44 4.2.6 Penulangan ............................................................... ........................................................................................... ................................ 59 4.2.6.1 Tulangan Longitudinal Longitud inal Balok ............................................. ......................................................... ............ 59 4.2.6.2 Tulangan Geser Balok................. Balok.. ........................................... .................................................... ........................ 60 4.2.6.3 Tulangan Longitu Longitudinal dinal Kolom ............................................ ........................................................ ............ 61 4.2.6.4 Tulangan Geser Kolom ........................................... ................................................................... ........................ 62 4.2.6.5 Tulangan Longitudinal Longitud inal Shear Wall (SW) ....................................... ....................................... 62 4.2.6.6 Tulangan Geser SW ........................................................ ........................................................................ ................ 63 4.2.7 Diskusi Variasi I ........................................................... ..................................................................................... .......................... 63 4.3 4.4

Variasi II : Variasi Ketinggian Transfer Beam (TB) ............................ 65 Perbandingan Hasil dan Analisa Variasi II........................................... II........................................... 65

4.4.1 Periode Getar ........................................................ .................................................................................... .................................. ...... 65 4.4.2 Pola Ragam Getar dan Partisipasi Massa ............................................... ............................................... 66 4.4.3 Gaya Geser Dasar ................................................. ............................................................................. .................................. ...... 66 4.4.4 Gaya Geser Tingkat .................................................. .............................................................................. ................................ 67 4.4.5 Kinerja Sistem Transfer.................................................... Transfer.......................................................................... ...................... 68 4.4.5.1 Beban Vertikal Vertikal akibat Beban Gravitasi Gravitasi yang yang Ditransfer oleh TB... 68 4.4.5.2 Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang yang Ditransfer oleh TB ...... 69 4.4.5.3 Gaya Geser yang yang Ditransfer oleh Sistem Transfer... Transfer.................. ....................... ........ 70 4.4.5.4 Displacement di Tengah TB akibat akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa 70 4.4.5.5 Gaya-gaya dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service .................................................. .............................................................................. .................................... ........ 74 4.4.5.6 Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service .... 81 4.4.6 Penulangan ............................................................... ........................................................................................... ................................ 82 4.4.6.1 Tulangan Longitudinal Longitud inal Balok ............................................. ......................................................... ............ 82 4.4.6.2 Tulangan Geser Balok................. Balok.. ........................................... .................................................... ........................ 83 4.4.6.3 Tulangan Longitu Longitudinal dinal Kolom ............................................ ........................................................ ............ 84 4.4.6.4 Tulangan Geser Kolom ........................................... ................................................................... ........................ 84 4.4.6.5 Tulangan Longitu Longitudinal dinal Dinding Geser (SW).................................. .................................. 85 4.4.6.6 Tulangan Geser Dinding Geser Geser (SW) ............................................. ............................................. 86 4.4.7 Diskusi Variasi II (Perbedaan Tinggi TB) ........................................... ............................................... 86

BAB 5 Kesimpulan dan Saran ................................................... ............................................................................ .........................88 88 5.1 Kesimpulan ...................................................... .............................................................................. ......................................... ................. 88 5.2 Saran .................................................... ................................................................................ ..................................................... ......................... 89

xi

DAFTAR GAMBAR 

Gambar 2.1. Kurva Respon Seismik Seism ik Wilay Wila yah Gempa Gem pa 4 ....................................... ....................................... 10 Gambar 2.2 Dinding Geser Berangkai .................................................. .................................................................. ................ 13 Gambar 2.3 Bangunan Sistem Ganda ................................................... ................................................................... ................ 14 Gambar 2.4 Keruntuhan Diagonal Splitting Failure pada Balok Beton................ 15 Gambar 2.5 Shear Compression Failure .................................................. .............................................................. ............ 16 Gambar 2.6 Shear Flexure Failure ........................................... ....................................................................... ............................ 16 Gambar 2.7 Retak Lentur Awal ................................ ............................................................ ............................................ ................ 17 Gambar 2.8 Retak Miring ..................................................... ................................................................................. ................................ .... 17 Gambar 2.9 Retak Sebelum Sebelu m Kegagalan .................................................... ................................................................ ............ 17 Gambar 2.10 (a) Sebuah Bagian dari Penampang Balok Prategang, (b) Bagian dari Balok Beton Bertulang ...................................... .............................................................. .................................................... ............................ 18 Gambar 2.11 Balok prategang p rategang diatas dua tumpuan tu mpuan .............................................. .............................................. 19 Gambar 2.12 Kurva Beban-Defleksi Beb an-Defleksi Balok Prategang Pratega ng ......................................... ......................................... 25 Gambar 2.13 Penampang Balok Prestress Simple Span ....................................... ....................................... 27 Gambar 2.14 (a) Balok Prategang Menerus ; (b) Lendutan yang Terjadi apabila Reaksi di Tengah Bentang Diabaikan ; (c) Reaksi Perletakkan di Tengah Bentang akibat Prestressing ; (d) Defleksi Balok yang Sebenarnya Akibat Prestressing .... 28 Gambar 2.15 (a) Momen Primer Sebagai Hasil Perkalian Gaya Prategang Dengan Eksentrisitas terhadap cgc ; (b) Momen Sekunder Akibat Reaksi di Tengah Bentang ; (c) Momen Mo men Total Tot al ........................................... ....................................................................... ........................................ ............ 29 Gambar 2.16 Lokasi C-line dan cgs line pada Balok Menerus............................. 29 Gambar 3.1 Denah Struktur Stru ktur Lantai Dasar......................... Dasar ..................................................... .................................... ........ 32 Gambar 3.2 Denah struktur struktu r lantai 3 .............................. .......................................................... ........................................ ............ 32 Gambar 3.3 Denah struktur struktu r lantai 4 .............................. .......................................................... ........................................ ............ 33 Gambar 3.4 Tampak Depan Dep an Portal Bangunan................... Bangunan.... ........................................... .................................... ........ 33 Gambar 3.5 Bentuk 3D 3 D Bangunan ........................................................ ........................................................................ ................ 34 Gambar 3.6 Variasi Jumlah J umlah Lantai (4,6, d an 8 lantai) ...................................... .......................................... .... 35 Gambar 3.7 Spektrum Sp ektrum Respons Gempa Gemp a Rencana Wilayah Wila yah 3 ................................ ................................ 38 Gambar 3.8 Skema Penelitian Penelit ian ................................................... ............................................................................... ............................ 39 Gambar 3.9 Skema Analisa Struktur......................... Stru ktur..................................................... ............................................ ................ 40 Gambar 4.1 Periode Period e Getar Bangunan Variasi I..................................................... I..................................................... 42 Gambar 4.2 Gaya Geser Tingkat Bangunan Ba ngunan Variasi I........................................... I........................................... 44 Gambar 4.3 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer TB untuk u ntuk Ketiga Bangunan ................................................................. ................................................................. 44 Gambar 4.4 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer TB untuk u ntuk Ketiga Bangunan ................................................................. ................................................................. 46 Gambar 4.5 Gaya Geser yang Ditransfer TB untuk Ketiga Jenis Bangunan ........ 47 Gambar 4.6 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gravitasi.... 48 Gambar 4.7 Displacement ux dan uy di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gempa ...................................................... .............................................................................. ............................................. ................................................. ............................ 48 Gambar 4.8 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 49

xii

Gambar 4.9 Displacement ux di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 49 Gambar 4.10 Displacement uy di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 50 Gambar 4.11 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ............................................ ................ 51 Gambar 4.12 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 51 Gambar 4.13 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 52 Gambar 4.14 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 52 Gambar 4.15 Gaya Geser Kolom Pendukung C6 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 53 Gambar 4.16 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ............................................ ................ 53 Gambar 4.17 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 54 Gambar 4.18 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 54 Gambar 4.19 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 55 Gambar 4.20 Gaya Geser Kolom Pendukung C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 55 Gambar 4.21 Gaya Vertikal yang Ditransfer TB .............................................. .................................................. .... 58 Gambar 4.22 Rasio Penulangan Longitudinal Balok Balo k............................................ ............................................ 60 Gambar 4.23 Rasio Penulangan Geser Balok ............................................... ....................................................... ........ 61 Gambar 4.24 Rasio Penulangan Penu langan Longitudinal Longitud inal Kolom ................................. .......................................... ......... 61 Gambar 4.25 Rasio Penulangan Geser Kolom.......................... Ko lom.................................................. ............................ .... 62 Gambar 4.26 Rasio Penulangan Penu langan Longitudinal Longitud inal SW ........................................... ............................................... .... 62 Gambar 4.27 Rasio Penulangan Geser SW....................................... S W........................................................... .................... 63 Gambar 4.28 Periode Getar Bangunan 6 Lantai dengan Perbedaan Tinggi TB ... 66 Gambar 4.29 Gaya Geser Tingkat Ketiga Jenis Bangunan Pada Variasi II.......... 67 Gambar 4.30 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer TB untuk u ntuk Ketiga Bangunan ................................................................. ................................................................. 68 Gambar 4.31 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer TB untuk u ntuk Ketiga Bangunan ................................................................. ................................................................. 69 Gambar 4.32 Gay Ga ya Geser yang Ditransfer TB untuk Ketiga Jenis J enis Bangunan ...... 70 Gambar 4.33 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gravitasi.. 71 Gambar 4.34 Displacement ux dan uy di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gempa ........................................... ....................................................................... ........................................................ ............................................ ................ 71 Gambar 4.35 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 72 Gambar 4.36 Displacement ux di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 73 Gambar 4.37 Displacement uy di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 73

xiii

Gambar 4.38 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ............................................ ................ 74 Gambar 4.39 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 75 Gambar 4.40 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 75 Gambar 4.41 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 76 Gambar 4.42 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 76 Gambar 4.43 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ............................................ ................ 77 Gambar 4.44 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 77 Gambar 4.45 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 78 Gambar 4.46 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 78 Gambar 4.47 Gaya Geser Kolom Pendukung C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 79 Gambar 4.48 Gaya Vertikal yang Ditransfer TB .............................................. .................................................. .... 81 Gambar 4.49 Perbandingan Tulangan Longitudinal Balok arah x dan arah y Untuk Ketiga Jenis Bangunan ............................................ ...................................................................... .............................................. .................... 83 Gambar 4.50 Perbandingan Tulangan Longitudinal Balok arah x dan arah y Untuk Ketiga Jenis Bangunan ............................................ ...................................................................... .............................................. .................... 84 Gambar 4.51 Perbandingan Tulangan Longitudinal Kolom Untuk Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 84 Gambar 4.52 Perbandingan Tulangan Geser Kolom Untuk Ketiga Jenis Bangunan ...................................................... .............................................................................. ............................................. ................................................. ............................ 85 Gambar 4.53 Perbandingan Tulangan Longitudinal SW Untuk Ketiga Jenis Bangunan .......................................................... .................................................................................. .................................................... ............................ 85 Gambar 4.54 4.54 Perbandingan Tulangan Geser SW Untuk Ketiga Jenis Bangunan 86

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2-1 Presentase Total To tal Kehilangan Ga ya Prategang ...................................... ...................................... 23 Tabel 2-2 Tegangan yang Diizinkan Diiz inkan pada Komponen Kompo nen Balok Prategang .............. .............. 24 Tabel 3-1 Faktor F aktor Keutamaan I pada Bangunan..................................................... Bangunan..................................................... 37 Tabel 3-2 Besarnya Besarn ya koefisien Ψ untuk menghitung menghitu ng Cv ........................................ ........................................ 38 Tabel 4-1 Perbandingan Periode P eriode Getar Bangunan ................................................ ................................................ 42 Tabel 4-2 Gaya Geser Dasar Bangunan Variasi I ................................. ................................................. ................ 43 Tabel 4-3Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB terhadap Beban Vertikal Total Seluruh Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ........................................ ............ 45 Tabel 4-4 Rasio Gaya Geser yang Ditransfer dengan Gaya Geser Dasar Bangunan ...................................................... .............................................................................. ............................................. ................................................. ............................ 47 Tabel 4-5 Rasio Gaya Aksial dan Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Terhadap Gaya Geser dan Aksial Total Bangunan ............................................... ............................................................... ................ 57 Tabel 4-6 Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB Terhadap Beban Vertikal Seluruh Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ........................................ ............ 58 Tabel 4-7 Tabel Perbandingan Periode Getar Bangunan dengan Variasi Ketinggian TB .................................................. ....................................................................... ................................................. ................................ .... 65 Tabel 4-8 Perbandingan Perband ingan Gaya Geser Dasar Ketiga Jenis J enis Bangunan .................... .................... 67 Tabel 4-9 Perbandingan Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB dengan Beban Vertikal Keseluruhan Keselu ruhan Bangunan Ba ngunan ................................................... ........................................................................... ........................ 69 Tabel 4-10 Rasio Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer dengan Gaya Geser Dasar Bangunan .............................................. .......................................................................... ............................................ ................ 70 Tabel 4-11 Displacement ux di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 72 Tabel 4-12 Displacement uy di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan .......................................................... ...................................................................................... ................................................ .................... 73 Tabel 4-13 Rasio Perbandingan Gaya Aksial dan Geser pada Sistem Transfer terhadap Gaya Ga ya Aksial dan Geser Seluruh Selu ruh Bangunan ............................................ ............................................ 80 Tabel 4-14 Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB Terhadap Beban Beb an Vertikal Seluruh Bangunan ......................................................... ..................................................................................... ........................................ ............ 81

xv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perpindahan penduduk dari desa ke kota disebut dengan urbanisasi. Bertambahnya arus urbanisasi akan diikuti dengan pertambahan jumlah penduduk di kota besar sehingga mengakibatkan semakin padatnya pemukiman dan semakin terbatasnya lahan yang ada. Selain itu, gradien pertambahan penduduk di kotakota besar selalu bernilai positif sehingga pertambahan penduduk selalu terjadi setiap tahunnya. Salah satu masalah yang akan timbul apabila pertambahan penduduk terus terjadi adalah semakin terbatasnya ruang. Untuk itu, para ahli konstruksi mengakalinya dengan membangun ruang ke atas bukan ke samping dalam bentuk  bangunan bertingkat. b ertingkat. Bangunan Ba ngunan bertingkat b ertingkat (multi-story (multi-stor y building) adalah bangunan b angunan yang memiliki lebih dari satu tingkat saja. Meskipun sepertinya merupakan sebuah solusi yang cukup efektif,  pembangunan bangunan b angunan bertingkat tidak t idak semudah seperti yang direncanakan. Ada Ad a  beberapa penghambat dalam rencana ini, in i, antara lain adanya adan ya heritage building atau  bangunan purbakala yang keberadaannya keberadaann ya tidak bisa diganggu gugat. Bangunan  purbakala ini dilindungi dilindu ngi sebagai salah satu simbol atau objek wisata kota yang  bersangkutan. Dengan adany adan ya bangunan purbakala, purbak ala, bangunan bertingkat yang direncanakan tidak bisa dibangun. Oleh karena itu, munculah gagasan untuk membangun sebuah bangunan bertingkat di atas bangunan purbakala yang  bersangkutan, tanpa mengganggu keberadaan bangunan purbakala. Pembangunan

bangunan

bertingkat

diatas

bangunan

purbakala

menimbulkan tantangan baru, dimana struktur bawah dari bangunan bertingkat terhalangi oleh keberadaan bangunan purbakala. Untuk itu, digunakanlah transfer beam

yang berperan memindahkan gaya-gaya dari struktur atas ke struktur yang

ada di bawahnya. Ketidakberadaan kolom-kolom bangunan bertingkat diharapkan dapat

tergantikan

perannya

oleh

1

balok

transfer

ini.

Metode

2

inilah yang akan menjadi objek dalam penelitian, dimana balok  prategang dalam struktur bangunan bertingkat be rtingkat akan diberikan beban gempa. 1.2 Rumusan Permasalahan

Penggunaaan balok prategang sebagai transfer beam  pada bangunan  bertingkat diatas bangunan purbakala merupakan suatu bentuk struktur yang sangat menarik untuk diteliti. Dengan tujuan membatasi dan mencegah luasnya  permasalahan yang mungkin timbul, timbu l, perumusan masalah yang diciptakan ialah : a. Bagaimana karakteristik karakteristik dinamik (pola ragam getar dan periode getar getar  bangunan) akibat beban gempa yang bekerja?  b. Bagaimana respon respo n struktur (displacement dan gaya geser lantai) terhadap  beban gempa yang bekerja? c. Bagaimana kinerja sistem transfer pada balok transfer transfer yang yang menggunakan  balok prategang serta kinerja kolom-kolom kolom-kolo m pendukungnya? d. Bagaimana rasio kebutuhan tulangan struktur terhadap variasi variasi yang yang akan dijalankan? 1.3 Tujuan Penelitian

Dengan perumusan seperti yang sudah tertera di atas, tujuan dari  penelitian ini adalah: a. Untuk menjelaskan perilaku struktur (pola ragam getar, getar, periode periode getar,  partisipasi massa) akibat beban gempa yang diberikan.  b. Untuk menjelaskan respon struktur struktu r terhadap beban gempa yang diberikan. c. Untuk mengetahui mengetahui kinerja sistem transfer transfer yang terdiri dari balok prategang serta kolom pendukung pada struktur. d. Untuk mencari rasio (kg/m3) tulangan longitudinal yang dibutuhkan pada setiap komponen struktur dan membandingkannya terhadap berbagai variasi  penelitian. 1.4 Batasan Penelitian

Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini ialah :

3

a. Pembebanan yang yang dilakukan dilakuka n ialah pembebanan gravitasi gravitasi dan pembebanan gempa.  b. Variasi yang dilakukan ialah variasi jumlah lantai total dan variasi ketinggian balok transfer. c. Denah bangunan dibuat simetris simetris dan terdiri dari dua buah persegi berukuran 18 m x 18 m. Kolom terdapat di d i setiap jarak 6 m pada pad a gedung. d. Ukuran kolom : -

Kolom baris pertama tempat diletakannya transfer beam : 1200 x 1200 mm2

- Kolom baris-baris berikutnya berikutn ya : 800 x 800 mm2 e.

Ukuran balok : -

Balok induk : 600 x 300 mm2

- Balok anak : 500 x 250 mm2 - Balok prategang sebagai transfer beam : 2500 x 1000 mm2 f. Tebar dinding geser geser yang digunakan digu nakan yakni yakni 250 mm. Sistem penahan beban lateral berupa sistem ganda. g. Metode konstruksi bangunan bangu nan sama sekali tidak ditinjau. Tahapan-tahapan konstruksi serta detailing dari setiap komponen terutama komponen transfer d ipertimbangkan. beam belum dipertimbangkan. h. Kebutuhan tulangan yang dicantumkan merupakan kebutuhan kebutuhan tulangan teoritis sesuai dengan yang tertera pada program. Segala hal yang menyimpang dari standar bangunan yang berlaku akan diabaikan. i.

Rasio tulangan longitudinal longitud inal balok yang yang diperhitungkan terbatas hanya untuk tulangan non-prategang.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan  penelitian, pembatasan masalah, serta sistematika penulisan penu lisan laporan. BAB II : DASAR TEORI

4

Bab ini memberikan penjelasan dasar teori penelitian yang akan dilakukan berdasarkan teori-teori yang sudah ada sebelumnya BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tentang uraian mengenai prosedur analisa, modelisasi struktur, variabel analisa dan prosedur kerja yang dilakukan untuk tugas akhir ini. BAB IV : HASIL DAN ANALISA Bab ini berisi tentang perbandingan antara hasil-hasil yang didapatkan  pada bangunan-bangunan yang berada pada variasi I dan d an II serta analisa terhadap hasil tersebut. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dari penelitian yang sudah dibuat  beserta saran untuk penelitian di d i masa depan. 1.6 Hipotesis Penelitian

Hipotesis awal penelitian ialah luas tulangan yang didapatkan akan semakin sedikit dengan menurunnya jumlah lantai. Karakteristik dinamik struktur yang berupa pola ragam getar dan periode getar berubah-ubah dengan perbedaan  jumlah lantai, lanta i, semakin sedikit s edikit lantai periode per iode getar akan a kan semakin pendek. Semakin S emakin sedikit lantai, respons dinamik struktur juga akan semakin kecil. Untuk pengaruh  pertambahan tinggi transfer beam, semakin tinggi transfer beam, akan semakin rendah periode getar dan sedikit jumlah tulangan yang dibutuhkan. Hipotesis inilah yang akan diklarifikasi dalam penelitian.

BAB 2 DASAR TEORI

2.1 Perancangan Bangunan Bertingkat Tahan Gempa Gempa

Bagian perancangan bangunan tinggi tahan gempa ini dibagi menjadi empat yakni : perancangan bangunan tahan gempa, modelisasi dinamik struktur (sistem Multi-Degree-Of-Freedom), analisis getaran bebas dan getaran paksa, dan respon spektrum. 2.1.1 Perancangan Bangunan Tahan Gempa Jika bagian dasar bangunan tiba-tiba bergerak, seperti pada kejadian gempa bumi, bagian atas bangunan tidak akan merespon secara langsung melainkan akan diam terlebih dahulu (lag) oleh karena ketahanan inersia dan fleksibilitas bangunan. Tegangan dan distorsi yang dihasilkan pada bangunan akan sama dengan jika pada dasar bangunan berada pada kondisi awal ketika gaya horizontal yang bervariasi terhadap waktu bekerja pada bagian atas bangunan. Gaya tersebut disebut gaya inersia, merupakan hasil perkalian massa struktur dengan percepatan tanah akibat gempa. Oleh karena pergerakan tanah akibat gempa ditinjau dalam 3D, deformasi struktur pada umumnya juga memiliki  perilaku 3D (satu horizontal, dua vertikal). Gaya horizontal yang terjadi akibat gempa lebih dipertimbangkan dalam perancangan daripada gaya vertikal, karena ketahanan terhadap gaya vertikal biasanya sudah dipenuhi oleh desain penahan gaya gravitasi. Beban gempa adalah beban akibat perpecatan tanah yang menghasilkan  baik gay ga ya lateral maupun maupu n gaya vertikal, namun gaya lateral lebih dipertimbangkan d ipertimbangkan dalam perencanaan gedung akibat gempa. Oleh karena itu, dalam gedung harus ada sistem penahan gaya lateral yang berupa : Sistem Portal

: sistem portal menahan gaya gempa dengan sifat lentur

dari kolom dan balok. Balok, lantai penahan, dan kolom biasanya bertemu pada satu titik dan titik itu disebut rigid joints. Selama gempa besar terjadi, lendutan  per lantai (penyimpangan (pen yimpangan lantai) dapat ditahan oleh o leh sistem s istem struktur stru ktur portal p ortal dengan d engan membentuk sendi-sendi plastis pada balok tanpa membuat kolom roboh. Jenis-

5

6

 jenis portal p ortal seperti ini mampu menahan pembebanan gravitasi sekaligus sekaligu s memiliki ketahanan yang cukup terhadap beban lateral ke segala arah. Sistem Dinding Geser

: bangunan dengan dinding geser biasanya lebih

kaku dibanding bangunan dengan struktur portal. Lendutan akibat gaya lateral  biasanya bernilai kecil kecuali rasio tinggi-lebar tinggi-leb ar dari dinding cukup besar sehingga menyebabkan masalah guling. Guling (overturning) ini terjadi ketika terdapat bukaan yang melebar pada dinding geser atau ketika rasio tinggi-lebar dari dinding melebihi nilai 5. Pada beberapa kasus, jika kebutuhan fungsional mengijinkan, gaya lateral yang bekerja pada gedung dapat ditahan seluruhnya oleh dinding geser. Efek pembebanan gravitasi pada dinding tidaklah signifikan dan tidak berpengaruh dalam desain. Sistem Kombinasi / sistem ganda

: sistem portal dan sistem dinding

geser dapat digunakan secara bersama-sama dan membentuk sistem kombinasi. Ketika portal dan dinding geser berinteraksi, sistem dapat dikatakan sistem kombinasi bila portal sendiri mampu menahan 25% gaya geser nominal yang terjadi. Sistem kombinasi juga biasa disebut sebagai dual, hybrid, atau sistem dinding-portal. Sistem penahan gaya lateral akan dibahas pada bagian lain dari bab ini. 2.1.2 Modelisasi Dinamik Struktur (MDOF) Eksitasi dinamik adalah gaya dinamik, berubah terhadap waktu yang  bekerja pada struktur. Eksitasi dinamik dibagi menjadi dua, yakni eksitasi deterministik dan eksitasi non-deterministik. Eksitasi deterministik adalah eksitasi yang dapat dideterminasi, beban yang terjadi terus menerus dengan urutan waktu tertentu. Berupa gerakan harmonik atau periodik, contohnya getaran akibat mesin dan getaran pada jembatan akibat kendaraan yang lewat. Eksitas nondeterministik adalah eksitasi yang bebannya terjadi secara acak dan besarannya diperoleh dari data riwayat waktu ( time history). Contoh eksitasi nondeterministik adalah beban gempa. Beban gempa yang terjadi pada struktur berupa percepatan tanah �g(t) yang arah dan besarnya tidak beraturan. Persamaan keseimbangan dinamik  struktur MDOF akibat beban gempa ialah

7

[M]� + [C]� + [K]u = -[M] ι �g(t) Dimana

(2.1)

[M] : matriks massa yang yang simetris dan bersifat bersifat semi-definit semi-definit positif [C] : matriks redaman yang yang simetris dan bersifat semi-definit positif [K] : matriks kekakuan yang yang bersifat simetris dan definit positif. ι

: faktor pengaruh percepatan tanah.

Persamaan diatas dapat diselesaikan dengan metode integrasi langsung atau numerik antara lain metode Newmark, metode Wilson, dan  finite difference. Solusi dari persamaan diatas akan memberikan nilai besarnya lendutan yang terjadi pada struktur. Untuk bangunan tingkat tinggi, analisis persamaan dinamiknya menggunakan teori Multi-Degree-Of-Freedom (MDOF). 2.1.3 Analisis Getaran Bebas dan Getaran Paksa 2.1.3.1 Getaran Bebas Struktur MDOF yang mengalami getaran bebas adalah struktur yang  bergetar tanpa adanya eksitasi dinamik. Struktur mampu bergetar karena sebelumnya diberikan lendutan/kecepatan awal atau dikatakan struktur diganggu dari posisi seimbangnya kemudian dilepas. Persamaan keseimbangan dinamik struktur MDOF dengan p(t) = 0 dan tanpa redaman ialah [M]� + [K]u = 0

(2.2)

Dengan solusi dari persamaan diatas ialah un(t) = q n(t) φn

(2.3)

qn(t) adalah fungsi waktu dari displacement dan φn adalah variabel yang konstan (tidak berubah terhadap waktu). Fungsi waktu dari displacement merupakan fungsi gerakan harmonik sederhana qn(t) = An cos ωn t + Bn sin ωn t

(2.4)

dimana An dan Bn adalah konstanta integrasi yang dapat diperoleh dari kondisi awal yang menimbulkan getaran. Subtitusi persamaan (2.4) ke (2.3) menghasilkan u(t) = φn (An cos ωn t + Bn sin ωn t) (2.5)  bila (2.5) disubtitusi disubtitu si ke (2.2) maka [-ω2mφn + kφn] qn(t) = 0

(2.6)

8

untuk menyelesaikan persamaan (2.6), frekuensi alami ω n dan pola ragam getar φn harus memenuhi kondisi kφn = ω2mφn

(2.7)

atau dapat ditulis juga [k-ω2m] φn = 0

(2.8)

dimana φn adalah pola ragam getar dan merupakan nilai eigen dari persamaan, ω adalah frekuensi alami dan vektor eigen dari persamaan. Persamaan diatas memiliki solusi trivial jika φn = 0 dan tidak akan terjadi karena φ n = 0 tidak akan menghasilkan gerakan. Solusi non-trivial terjadi jika det [k-ω2m] = 0

(2.9)

 persamaan (2.9) dapat diselesaikan menggunakan metode hasil bagi Rayleigh, iterasi vektor dengan perubahan, dan metode transformasi (kφ = ω2mφ) . Pada akhirnya, nilai-nilai ω dan φ n dapat diketahui. Pola ragam getar φ n adalah sebuah pola getaran yang terjadi untuk tiaptiap mode pada struktur MDOF. Pola ragam getar bersifat orthogonal dimana φnT M φr = 0 jika n ≠ r atau ωn ≠ ωr (2.10) dari sifat ortogonalitas pola ragam getar, diketahui bahwa K n = φnT K φn dan Mn = φnT M φn

(2.11)

Dimana K n dan Mn masing-masing adalah kekakuan dan massa tergeneralisasi untuk mode ke-n. K n dan Mn digunakan pada analisa pola ragam getar untuk struktur MDOF yang terkena getaran paksa. 2.1.3.2 Getaran Paksa Persamaan keseimbangan dinamik untuk struktur MDOF yang mengalami getaran paksa (dalam hal ini beban gempa) ialah [M]� + [C]� + [K]u = -[M] ι u g(t)

(2.12)

Dengan ι adalah vektor pengaruh percepatan tanah. [M] ι analog dengan distribusi spasial s dan – ug(t) analog dengan p(t). Oleh karena itu, Гn dan sn dapat dihitung dengan rumus Гn =

; sn = Гn m φn

(2.13)

respons dari persamaan keseimbangan dinamik (2.15) ialah un(t) = Гn φn Dn(t) ; f n(t) = sn An(t) (2.14)

9

An(t) = ω2 Dn(t)

(2.15)

Dimana un adalah displacement  pada DOF ke-n, f n(t) adalah gaya statik ekivalen yang bekerja pada DOF ke-n, dan A n(t) adalah respons  pseudoakibat percepatan tanah ug(t), Dn(t) adalah respons  pseudodisplacement akibat percepatan tanah u g(t). Total displacement yang terjadi ialah

acceleration

u(t) = ∑ � (�) = ∑

Г� φ� D�(�)

(2.16)

Suatu struktur MDOF memiliki jumlah pola getar sebanyak DOF yang ada pada struktur bersangkutan. Setiap pola getar dikatakan memiliki massa masing-masing atau effective modal mass (Mn*) yang bearti massa yang digerakkan oleh pola ragam getar ke-n.  Effective modal mass dapat dihitung dengan rumus : Mn* = ∑

(2.17)

dimana rasio partisipasi massa (effextive mass ratio) dapat dihitung dengan EMR =

∗

(2.18)

dan sesuai SNI 03-1726-2003 EMR minimum haruslah ≥ 90%. Gaya geser dasar pola getar ke-n (Vb n) pada struktur MDOF dapat dihitung dengan Vbn = Mn* An(t)

(2.19)

dan momen guling pada dasar struktur (Mb n) yakni : Mbn = h* Vbn

(2.20)

dimana h* = tinggi efektif pola ragam getar. Keseluruhan analisa diatas merupakan analisa respon riwayat waktu atau Time History Analysis (THA).

Menurut SNI 03-1726-2003, gaya geser dasar penjumlahan dari seluruh  pola ragam getar harus melebihi atau sama dengan 80% gaya geser dasar statik atau gaya geser dasar pola po la ragam getar pertama. Vb ≥ 0,8 Vb 1 = 0,8 V statik

(2.21)

2.1.4 Respons Spektrum Analisa respons spektrum adalah suatu analisis respons struktur MDOF  berdasarkan kurva respons spektrum. Kurva respons spektrum sp ektrum menunjukkan nilai ni lai

10

respon struktur maksimum serta periode getarnya, yang diambil dari analisa riwayat waktu (time-history analysis). Kekurangan dari analisa respon spektrum ialah kurva respons spektrum tidak menunjukkan kapan terjadinya respons maksimum struktur, kurva hanya menunjukkan nilai maksimum respons tersebut.  Namun analisa respons spektrum lebih banyak ban yak digunakan digu nakan karena ilmu teknik t eknik sipil lebih concern ke nilai maksimum. Berikut diberikan contoh kurva respon seismik  bangunan sesuai dengan SNI 03-1726-2002 03-172 6-2002 untuk wilay wila yah gempa 4 :

Gambar 2.1. Kurva Respon Seismik Wilayah Gempa 4 Sumber : SNI 03-1726-2002

Dari persamaan (2.16) diketahui bahwa nilai lendutan yang terjadi adalah : u(t) = ∑ � (�) = ∑

Г� φ� D�(�)

(2.22)

dalam persamaan ini, lendutan yang dicari masih merupakan fungsi waktu u(t) yang nilainya berubah-ubah. Ketika struktur sudah menggunakan kurva respons spektrum, nilai respons maksimum dari tiap pola ragam getar dicari dengan mem-plot periode getar dari pola getar ke kurva respons spektrum. Nilai yang masih berubah-ubah terhadap waktu menjadi satu nilai tetap dan maksimum. Oleh karena itu lendutan yang terhitung adalah lendutan maksimum yakni : u = ∑ � = ∑ Г� φ� �D (2.23) dimana spectral displacement (SD) berelasi dengan spectral acceleration (SA) dan spectral velocity (SV) menurut : SDn = ωn SVn = ωn2 SAn

(2.24)

11

 Nilai gaya ga ya geser pola p ola ragam r agam getar ke-n menurut analisa respon spektrum menjadi Vbn = Mn* . SAn

(2.25)

Dan momen guling yang terjadi adalah Mbn = h* Vb n (2.26) Lendutan (u), gaya geser dasar (Vb n), dan momen guling (Mb n) yang dihitung pada persamaan (2.23), (2.25), dan (2.26) adalah respons maksimum struktur pada pola ragam getar ke-n yang dihitung dengan analisa spektrum respons (r). Untuk mendapatkan respons maksimum total dari struktur, respons maksimum dari tiap pola ragam getar ini dijumlahkan dengan beberapa metode yang berbeda. Metode yang lazim digunakan ialah Sum of The Root of Sum Squares (SRSS) dan Complete Quadratic Combination

(CQC).

a. SRSS SRSS adalah metode penjumlahan yang tidak mempertimbangkan hubungan antara pola ragam getar dari suatu struktur bangunan MDOF. SRSS cocok digunakan untuk bangunan yang memiliki keberaturan, yang periode getar dari tiap pola getarnya terpisah cukup jauh. Ketika dipakai untuk menganalisis  bangunan tidak beraturan, akurasi metode SRSS jauh berkurang sehingga tidak  pantas digunakan. Kombinasi Komb inasi metode SRSS dirumuskan dengan r o = ∑

(2.27)

!"

dimana r o = jumlah respons maksimum total tiap pola getar dan r no no = respons maksimum pola getar ke-n.  b. CQC CQC adalah metode penjumlahan yang mempertimbangkan hubungan antara pola ragam getar dari suatu struktur bangunan MDOF. CQC cocok digunakan pada bangunan beraturan maupun bangunan tidak beraturan dengan rentang periode getar yang bervariasi. Kombinasi metode CQC dirumuskan dengan r o = #∑% ∑

$% !% !

(2.28)

dimana pin adalah koefisien korelasi yang besarnya ζß

%$'( ( ) �+

= ( �� .

, )(

)()/'( �.

(2.29)

12

untuk redaman yang kecil dan 0'( ( )�+

= ( �� . untuk redaman yang besar.

%$,)� , /( 1

+

)()/'( �. ( )�. )(

(2.30)

2.2 Sistem Struktur Penahan Beban Beban Gravitasi dan Lateral

2.2.1 Sistem Penahan Beban Gravitasi Sistem penahan beban gravitasi struktur terdiri atas sistem portal (kolom dan balok) serta transfer beam. Kolom dan balok serta transfer beam membentuk suatu kesatuan struktur 3 dimensi dan menahan beban gravitasi yang terjadi. Beban gravitasi berasal dari beban mati berat sendiri struktur dan bekerja pada struktur yang bersangkutan. 2.2.2 Sistem Penahan Beban Lateral Sistem penahan beban lateral pada bangunan tinggi umumnya terdiri dari : sistem dinding geser, sistem rangka pemikul momen, dan kombinasi dari keduanya atau sistem ganda. Untuk bangunan dengan tinggi lebih dari 40 lantai, sistem ganda lebih sering digunakan. Pembahasan dari jenis sistem tersebut yakni: •

Sistem Dinding Geser Bangunan yang menggunakan dinding geser pada umumnya lebih kaku

dibanding dengan sistem portal sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya deformasi yang berlebihan. Kekuatan yang dibutuhkan dapat diperoleh dengan melakukan detailing pemasangan tulangan transversal dan longitudinal yang tepat  pada dinding geser. Gaya lateral yang dihasilkan dari gempa akan mengakibatkan gaya geser dan momen guling pada dinding. Oleh karena pecahan yang besar, gaya geser lateral hampir seluruhnya masuk ke dinding struktur atau dinding geser. Gaya geser ini akan mengakibatkan deformasi dinding geser dan mengubah bentuk dinding geser dari yang tadinya rectangular menjadi  parallelogram . Pada ujung dinding geser tempat gaya bekerja, ada kecenderungan dinding akan terangkat dan ada kecenderungan dinding akan terdorong ke bawah pada ujung yang tidak dikenai gaya geser. Kecenderungan ini menimbulkan ketahanan terhadap momen guling. •

Sistem Dinding Geser Berangkai

13

Pada kebanyakan bangunan geser, terdapat pola bukaan untuk mengakomodasi kebutuhan akan pintu dan jendela. Beberapa dinding geser yang terdapat diantara bukaan-bukaan tersebut dinamakan dinding berangkai. Dinding geser berangkai dihubungkan dengan balok yang disebut link beam.

Gambar 2.2 Dinding Geser Berangkai Sumber : Reinforced Concrete Concrete Design on Tall Buildings, Bungale Bungale S taranath •

Sistem Portal Penahan Momen Pada sistem ini, gaya lateral yang terjadi dipikul oleh interaksi antara

 balok dan kolom. Deformasi ditahan sedemikian rupa pada sistem ini dengan membuat koneksi rigid antara balok dan kolom. Bangunan tinggi dengan sistem  portal penahan momen dapat meningkatkan gaya tarik dan gaya tekan secara signifikan pada kolom. Agar kolom terlindungi, ACI 318-05 mensyaratkan bahwa kekuatan lentur kolom harus 20% lebih besar daripada kekuatan lentur balok pada lantai yang sama. Hal ini bertujuan agar ketika struktur telah menjadi plastis, sendi plastis terjadi di balok bukan kolom. •

Sistem Ganda Pada sistem ini, portal beton bertulang berinteraksi dengan dinding geser

dan bersama-sama menahan gaya lateral yang terjadi. Oleh karena bentuk lendutan pada dinding berbeda dengan lendutan pada portal, dinding akan  berperilaku seperti kantilever. Portal yang daktail, berinteraksi dengan dinding dind ing yang kaku dapat menghasilkan besaran disipasi energi yang signifikan dan kemampuan mengontrol story drift selama terjadi gempa.

14

Gambar 2.3 Bangunan Sistem Ganda Sumber : Materi Kuliah Struktur Stru ktur Beton Bertulang Lanjut, Lanjut, Steffie Tulimar 

Dalam interaksi antara portal-dinding geser, sebuah struktur dikatakan sistem ganda bila portal menahan lebih dari atau sama dengan 25% gaya geser nominal yang terjadi. Dalam permodelan, apabila gaya geser pada portal belum mencapai 25% maka dinding geser dilepas, portal dikenakan gaya gempa 0,25 kali gaya gempa nominal dan kemudian didesain portal yang menahan 0,25 gaya gempa tersebut. 2.3 Transfer Beam berupa Balok Prategang

2.3.1 Transfer beam dan Pola Keruntuhannya Transfer beam

atau balok transfer adalah adalah balok yang berfungsi

untuk mendistribusikan gaya-gaya secara lateral, dari struktur atas ke struktur yang ada di bawahnya. Oleh karena itu, balok transfer membutuhkan kekuatan terhadap lentur dan geser yang sangat kuat. Untuk dapat menciptakan kekuatan ini, ketinggian dari penampang balok transfer harus dinaikkan jauh lebih banyak dibandingkan balok biasa (Londhe : 2010). Rasio bentang geser / d balok (rasio a/d) akan berbeda dengan balok biasa dan membuat mekanisme transfer gaya menjadi berbeda. Balok transfer juga merupakan komponen horizontal dari sebuah struktur yang memindahkan gaya gravitasi yang begitu berat dari lantai atasnya melalui mekanisme geser dengan membentuk retak diagonal. Karena retak diagonal sudah tercipta, pemahaman konvensional plane remain plane  pada analisa balok transfer

15

sudah tidak berlaku lagi. Selain itu, untuk balok tanpa tulangan web, penambahan ukuran penampang justru akan memperkecil kuat geser penampang. Hal ini dikenali sebagai size effects. Dalam perencanaan balok transfer (transfer beam), sangat penting diketahui pula

pola keruntuhan (modes of failure)

dari balok transfer yang

digunakan. Pola / mekanisme keruntuhan ini sangat bergantung dari berbagai faktor antara lain : rasio tulangan longitudinal, rasio tulangan transversal, rasio a/d, dan kuat tekan beton. Beberapa pola keruntuhan balok transfer akibat kegagalan geser yang mungkin terjadi ialah : •

 Diagonal Splitting Failure

Pola keruntuhan dimana retak diagonal terbentuk dari titik beban bekerja ke titik perletakkan. Retak ini akan menganggu aliran gaya geser horizontal dari tulangan longitudinal ke daerah kompresi beton dan perilaku balok akan berubah dari beam action menjadi arch action. Pola keruntuhan paling umum ketika mekanisme ini terjadi ialah gagalnya pengangkuran diujung tension tie balok. Kegagalan ini biasa dialami oleh balok dengan rasio a/d sangat kecil (0-1).

Gambar 2.4 Keruntuhan Diagonal Splitting Failure pada Balok Beton Sumber : Plate Reinforced Concrete Beam Beam : Experimental Work , N.K Subedi : 1997

•

Shear-compression Failure

Kegagalan jenis ini ditandai dengan terjadinya retak miring dan bila tidak disediakan tulangan web, maka retak ini akan mengurangi kekuatan zona kompresi beton dan kemudian beton akan mengalami kegagalan crushing  pada zona kompresi di atas retak. Oleh karena retak miring lebih cepat berkembang dibanding retak lentur, kegagalan dicapai ketika nilai momen lentur maksimum

16

 belum tercapai. Kegagalan jenis ini biasa dialami oleh balok dengan d engan nilai rasio a/d 1 – 2,5.

Gambar 2.5 Shear Compression Failure rd Sumber : Reinforced Concrete Concrete Mechanic and Design 3 edition, James Mac Gregor 

•

Shear-flexure Failure

Kegagalan jenis ini diawali dengan terbentuknya retak lentur di tengah  bentang kemudian akibat perubahan konsentrasi tegangan di dekat ujung retakan, retak kemudian merambat dalam arah miring. Retak  flexure-shear tidak dapat diprediksi dengan menghitung tegangan utama pada balok. Oleh karena itu,  persamaan empiris telah diciptakan untuk menghitung beban  flexure-shear . Kegagalan jenis ini terjadi terjadi pada balok dengan rasio a/d a/d 2,5 – 6.

Gambar 2.6 Shear Flexure Failure Sumber : Reinforced Concrete Concrete Mechanic and Design 3rd edition, James Mac Gregor 

Pada balok transfer menerus, Singh dalam makalahnya yang berjudul “ Design of Continous Deep Beams u sing the S trut and Tie Method ” menunjukkan retak tipikal balok transfer selama pembebanan dalam masa bekerja balok adalah sebagai berikut :

17

Gambar 2.7 Retak Lentur Awal Sumber : Design of a Continuous Continuous Deep Beam Beam using The Strut Strut and Tie Method, Singh : 2006

Gambar 2.8 Retak Miring Sumber : Design of a Continuous Continuous Deep Beam using The Strut and Tie Tie Method, Singh : 2006

Gambar 2.9 Retak Sebelum Kegagalan Sumber : Design of a Continuous Continuous Deep Beam Beam using The Strut Strut and Tie Method, Singh : 2006

2.3.2 Balok Prategang Menurut definisi ACI, beton prategang ialah beton yang didalamnya mengalami tegangan internal dengan besar dan distribusi sedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi tegangan yang terjadi akibat gaya luar sampai batas

18

tertentu. Beton prategang adalah beton yang diberikan tegangan sebelum dibebani oleh beban kerja. Pada elemen beton bertulang, tegangan ini diberikan dengan menarik tulangan atau untaian kawat baja yang terdapat pada tendon yang dipasang. Prinsip-prinsip dasar dari beton prategang yakni : •

Konsep pertama : sistem prategang untuk mengubah beton menjadi bahan yang elastis. Konsep ini ialah konsep yang paling sering digunakan oleh kebanyakan insinyur dimana beton yang tadinya bersifat getas menjadi bahan yang elastis dengan pemberian tegangan awal. Beton yang tidak mampu menahan tarikan dan kuat menahan tekan dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menahan tegangan tarik. Dari konsep ini, lahirlah kriteria “tidak ada tegangan tarik” pada beton. Karena bersifat elastis, distribusi tegangan juga akan bersifat linier dan analisa tegangan dapat menggunakan analisa tegangan elastis. Namun penerapan konsep ini menjadikan beton prategang sangatlah konvensional (tidak mengijinkan adanya tegangan tarik).

•

Konsep kedua : sistem prategang dengan kombinasi baja mutu tinggi tinggi dan  beton. Konsep yang mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi baja mutu tinggi dengan beton dimana baja menahan tarik dan beton menahan tekan. Kedua gaya tersebut membentuk kopel untuk melawan momen eksternal. Kelebihan pada balok prategang ialah, baja ditarik terlebih dahulu sehingga mencapai suatu nilai tertentu di bawah kekuatan maksimalnya. Pada beton bertulang biasa, seringkali beton sudah retak terlebih dahulu  pada saat baja belum mencapai kekuatan penuh. Inilah yang membedakan  balok prategang dan balok beton b eton bertulang biasa.

Gambar 2.10 (a) Sebuah Bagian dari Penampang Balok Prategang, (b) Bagian dari Balok Beton Bertulang Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete Structures, T.Y Lin – Ned H Burns

19

•

Konsep ketiga : sistem prategang untuk menyeimbangkan beban. Konsep ini berdasarkan pada pemberian gaya prategang untuk

menyeimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada suatu batang sehingga elemenelemen yang dikenai bending seperti balok dan pelat tidak akan mengalami tegangan akibat momen lentur. Konsep ini dikembangkan oleh T.Y Lin dalam  bukunya yang berjudul berjudu l “ Design of Prestressed Concrete Structures”. Anggap ada sebuah balok diatas dua tumpuan seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.11 Balok prategang diatas dua tumpuan Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete Structures, T.Y Lin – Ned H Burns

Apabila F = gaya prategang, L = panjang bentang, dan h = tinggi  parabola, maka gaya terdistibusi secara merata keatas yang terjadi sebagai  pengganti gaya prategang adalah sebesar Wb = 8 F h / L2

(2.31)

Jika gaya Wb sebagai pengganti gaya prategang mampu mengimbangi  beban luar yang ada, maka p otongan balok hanya akan mengalami me ngalami tegangan tekan seragam f = F / A. Konsep  Load Balancing Method ini sangat menguntungkan jika struktur yang ada merupakan struktur statis tak tentu. Keuntungan bisa didapatkan dari mudahnya melakukan perhitungan maupun visualisasi struktur prategang. Dalam

pelaksanaan

struktur

balok

prategang,

tentunya

harus

dipertimbangkan pula kehilangan gaya prategang (loss of prestress ) yang dapat

20

dibagi menjadi dua yakni kehilangan sesaat dan kehilangan bergantung-waktu. Berikut penjelasannya : Kehilangan sesaat (immediate losses) : •

Perpendekan elastis beton Beton akan mengalami perpendekkan pada saat penarikan tendon

dilakukan. Karena tendon yang melekat pada beton di sekitarnya secara simultan  juga memendek memend ek maka ma ka tendon te ndon akan kehilangan keh ilangan sebagian dari gaya prategang p rategang yang dipikulnya. Perlu diketahui bahwa jika hanya ada satu tendon atau jika semua tendon ditarik secara bersamaan maka kehilangan gaya prategang akibat  perpendekan elastis ini tidak akan terjadi. Besarnya kehilangan prategang akibat  perpendekan elastik beton beto n untuk balok pratarik ialah : ∆ fp ES = n f cscs n = Es / Ec ;  f cscs =

(2.32) �3% 45

9(

61 + : ( ; +

<9 =

(2.33)

dimana : ∆ fp ES = kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis beton (Mpa) n = rasio modulus elastis baja dan beton  f cs cs = tegangan beton pada level titik berat tendon.

Untuk balok pasca-tarik, nilai kehilangan prategang yang terjadi ialah 50% dari yang terhitung pada balok pra-tarik. •

Kehilangan akibat gesekan Kehilangan gaya prategang akibat gesekan yang serius biasanya terjadi

diantara tendon dan bahan-bahan di sekelilingnya. Kehilangan ini terdiri dari dua komponen yakni length effect (untuk segmen tendon lurus) dan curvature effect (untuk segmen tendon melengkung). Curvature effect terjadi akibat gesekan antara tendon dan duct yang mengelilinya, ketika tendon ditarik pada ujung balok. Besarnya kehilangan tegangan dapat dihitung dengan rumus :  f 2 = f 1 e-�α

dimana :  f 2

= tegangan akhir (Mpa)

 f 1 = tegangan awal (Mpa)

� = koefisien gesek antara strand dengan tendon

(2.34)

21

α = central angle dari setiap segmen tendon. tendo n. Sedangkan length effect atau curvature effect terjadi akibat gesekan antara tendon dengan beton yang mengelilinginya. Kehilangan terjadi akibat ketidaksempurnaan sepanjang alignment tendon baik dia harped tendons maupun draped tendons . Perhitungan kehilangan sama dengan curvature effect :  f 2 = f 1 e-K L

(2.35)

dimana :  f 2

= tegangan akhir (Mpa)

= tegangan awal (Mpa) K = koefisien wooble

 f 1

L = panjang segmen tendon (m). Kehilangan total akibat kedua efek tersebut dapat digabungkan menjadi : ∆ f = - f 1 (�α + K L) •

(2.36)

Kehilangan akibat slip angkur Kehilangan akibat slip angkur terjadi pada balok pasca-tarik dimana

angkur akan menelusup ke dalam beton ketika dilakukan pembajian tendon. Kehilangan ini dapat dengan mudah dihilangkan dengan melakukan overstressing atau pemberian tegangan yang sedikit dilebihkan pada saat penarikan tendon. Pada umumnya, penelusupan angkur ke beton berkisar antara (6,35 mm sampai 9,53 mm) (Nawy : 1996). Besarnya kehilangan tegangan dapat dihitung dengan rumus : ∆ f  pA =

∆? @

A$

dimana : ∆ f  pA = kehilangan prategang akibat slip angkur (Mpa) ∆A = besarnya defleksi angkur (mm) L = panjang segmen tendon (mm) E ps = modulus elastis baja (Mpa) Kehilangan Jangka Panjang (Long Term Losses) •

Relaksasi tegangan baja

(2.37)

22

Tendon  stress-relieved mengalami kehilangan pada gaya prategang akibat perpanjangan konstan beton terhadap waktu (creep) dan besarnya  pengurangan gaya bergantung bergantun g tidak hanya dari durasi gaya prategang yang ditahan, melainkan juga rasio antara gaya prategang awal dan kuat leleh baja  prategang fpi/fpy. Besarnya kehilangan prategang akibat relaksasi tegangan baja ialah : ∆  pRel = 6

BCD

E

��� %

; 6 ��� − 0,55 ; �$′�

(2.38)

dimana : ∆ f  pRel = kehilangan prategang akibat relaksasi tegangan baja (Mpa) t = waktu (jam)  fp’i = tegangan inisial tendon (Mpa)  fpy =

tegangan leleh tendon (Mpa)

Kehilangan tegangan seperti ini disebut relaksasi tegangan. ACI 318-09 membatasi tegangan tarik pada tendon prategang adalah sebagai berikut : Untuk tegangan akibat gaya pendongkrak tendon, fpj = 0,94 fpy tapi lebih kecil daripada yang terkecil antara 0,8 fpu dan nilai maksimum yang disarankan pembuat tendon. Sesaat setelah transfer gaya prategang, fp i = 0,82 fpy tetapi tidak lebih  besar dari 0,74 fp u. Pada tendon  post-tensioned gaya tarik prategang di pengangkuran dan  perangkai sesaat setelah transfer gaya ialah 0,7 fp u. •

Creep Losses

Pengalaman masa lalu menunjukkan bahwa terjadi aliran dalam material yang dikenai gaya atau tegangan. Aliran lateral atau deformasi ini dinamakan rangkak (creep). Kehilangan tegangan akibat rangkak terjadi jika dan hanya jika material dikenai  sustain loads atau beban tetap. Kehilangan tegangan akibat rangkak dapat dicari dengan rumus : ∆ f  pCR = n Kcr (f cscs - f csd csd)

(2.39)

dimana : ∆ f  pCR = kehilangan prategang akibat creep (Mpa) n = rasio antara modulus elastis baja dan beton Kcr = 2 untuk balok pratarik dan 1,6 untuk balok pasca-tarik

23

f cscs = tegangan beton pada elevasi titik berat tendon sesaat setelah transfer (Mpa) f csd csd = tegangan beton pada elevasi titik berat tendon akibat beban mati tambahan (Mpa). •

Shrinkage Losses

Seperti halnya rangkak, susut ( shrinkage  shrinkage) juga terjadi pada beton oleh karena beberapa faktor antara lain proporsi campuran, tipe aggregat, tipe semen, waktu curing , dan lain-lain. Pada umumnya, 80% susut terjadi pada tahun pertama dari waktu bekerja struktur. Dalam balok prategang pasca-tarik, kehilangan akibat susut menjadi sedikit berkurang oleh karena sedikit susut telah terjadi sebelum dilakukan penarikan pada tendon. Kehilangan tersebut dapat dirumuskan sebagai  berikut : ∆ f  pCR = 8,2 x 10-6 K SH SH EPS (1 – 0,06 V/S) (100 – RH) (2.39) dimana : ∆ f  pCR = kehilangan prategang akibat susut (Psi) K SH p erendaman SH = koefisien yang bergantung pada lamanya waktu perendaman EPS = modulus elastic baja prategang (Psi) V = volume (in3) ; S = keliling (in) RH = relative humidity. Jumlah kehilangan gaya prategang secara total dalam presentase  prategang dapat dinyatakan din yatakan pada tabel berikut. Tabel 2-1 Presentase Total Kehilangan Gaya Prategang  Pre-tensioned (%)

 Post-tensioned(%)

Perpendekan elastis dan lenturan balok Rangkak beton

4

1

6

5

Susut beton

7

6

Relaksasi tendon

8

8

TOTAL

25

20

Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete Structures, T.Y Lin – Ned H Burns

Setelah mengetahui konsep dan adanya kehilangan gaya prategang yang terjadi, analisis dan desain penampang prategang dapat dilakukan. Analisis yang

24

akan dipaparkan adalah analisis penampang untuk menahan lentur. Andaikan ada sebuah balok prategang dikenai gaya prategang sebesar F bekerja sejauh eksentrisitas e dari titik berat, maka tegangan f yang terjadi di serat atas dan  bawah penampang ialah : �

f=4 +

�9 �

(2.40)

4

dan tegangan akibat beban luar yang menghasilkan momen lentur M dihitung dengan teori elastik biasa. �

f=

(2.41)

=

kombinasi dari persamaan (2.30) dan (2.31) menghasilkan persamaan yang menyatakan besarnya tegangan total pada penampang beton prategang yakni �

f=−4 �

�9 =

�

�

� =

(2.42)

dimana f = tegangan pada serat yang ingin ditinjau (Mpa) F = gaya prategang yang terjadi (kN) A = luas penampang netto beton (mm2) e = eksentrisitas gaya F dari titik t itik berat penampang (mm) y = jarak titik yang ingin ditinjau dari titik berat penampang (mm) I = momen inersia penampang netto (mm4) Dalam analisis, dapat juga dicari solusi pendekatan dengan menggunakan  penampang bruto beton. Selain itu, analisis dapat dilakukan pada kondisi awal : gaya prategang penuh dan gaya-gaya luar belum seluruhnya bekerja balok dan kondisi akhir : gaya prategang sudah mengalami kehilangan dan gaya-gaya luar sudah bekerja sepenuhnya pada balok. Tegangan-tegangan yang terjadi pada komponen struktur prategang dibatasi berdasarkan ACI 318M-08 : Tabel 2-2 Tegangan yang Diizinkan pada Komponen Balok Prategang

Baja Beton

Tegangan yang Diizinkan Akibat gaya Prategang Segera setelah peralihan 0,8 fpu / 0,9 fy 0,7 fpu Segera setelah Peralihan Pada beban Kerja Tarik Tekan Tarik Tekan -0,25 √fci’ -0,6 fci' -0,5 √fc’ -0,45 fc'

25

Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete Structures, T.Y Lin – Ned H Burns

Setelah dibebani oleh gaya luar, struktur balok prategang akan mengalami retak pertama pada serat bawahnya dan dapat dihitung dengan analisa tegangan elastis biasa dengan asumsi bahwa retak pertama terjadi ketika tegangan di serat bawah mencapai nilai modulus keruntuhan (f r r).)  . Berdasarkan persamaan (2.33), untuk tegangan di serat bawah, rumus tegangan akan menjadi : �

f r = − 4 −

�9� =

Mcr = � � + dimana :

�= 4�

+ +

5�

�

(2.43)

=

�: =

(2.44)

�

Mcr = momen yang mengakibatkan retak pertama pada serat bawah struktur (kN m) f r = modulus keruntuhan beton (0,7

′)

��

Setelah terjadi retak, apabila beban bertambah terus maka akan mengakibatkan bertambahnya defleksi dan pada akhirnya menggagalkan struktur. Kurva beban dan defleksi pada sebuah struktur balok prategang dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2.12 Kurva Beban-Defleksi Balok Prategang Sumber : Materi Kuliah Perancangan Bangunan Tinggi dan Beton Prategang, Sjahril A Rahim

Momen nominal pada balok prategang dapat dihitung dengan rumus : Mn = Ap f  ps (d – a/2)

(2.45)

26

dimana : Mn = momen nominal balok prategang p rategang (kN m) Ap = luas tendon (mm 2)  ps = tegangan tendon pada sesaat sebelum gagal (Mpa) ; dapat dicari  F  dengan iterasi, cara grafis, dan d an persamaan ACI. Desain pendahuluan penampang beton prategang untuk menahan lentur dapat dibentuk dengan prosedur yang sederhana (Lin:1982). Dalam praktek, tinggi penampang balok (h) biasanya sudah diketahui atau dasumsikan demikian  juga momen total MT pada penampang. Pada beban kerja (serviceability), lengan momen untuk gaya-gaya dalam dapat bervariasi antara 0,3 h – 0,8 h dengan ratarata 0,65 h. oleh karena itu, gaya prategang yang efektif ialah : F = T = M T / 0,65 h

(2.46)

Jika tegangan efektif untuk baja adalah f sese, maka luas baja yang diperlukan yakni: A ps =

�� ��

= E,�� � �

�

(2.47)

�

Gaya prategang total A ps f sese sama dengan gaya C pada penampang beton. Gaya ini akan menimbulkan tegangan satuan rata-rata pada beton yakni � = = 4� 4�

�

4���� �

(2.48)

4�

Tegangan serat rata-rata untuk desain pendahuluan dapat diambil kirakira 50% tegangan maksimum fc’, dibawah beban kerja. Hal ini menghasilkan 4�� ���

4�

= 0,5 �� � ; � � =

4�� ���

E,� ���

(2.49)

Pendekatan dalam desain pendahulan ini hanya terdapat pada koefisien 0,65 dan 0,5. Koefisien-koefisien ini sangat bervariasi, tergantung pada bentuk  penampang. Namun dengan pengalaman dan pengetahuan yang cukup,  pendekatan dapat diperbaiki tingkat akurasinya sehingga  preliminary design mendekati design akhir. Balok Prategang Menerus (Continous Prestressed Prestressed Beams)

Dalam pelaksanaan struktur bangunan, seringkali diperlukan balok  prategang yang dipasang berada dalam keadaan “menerus” atau continous dimana satu bentang balok terletak diatas beberapa perletakkan. Hal ini membawa

27

 beberapa kerugian antara lain desain yang tercipta tidak ekonomis karena momen mo men sangat bervariasi sepanjang bentang dan terjadinya kehilangan akibat geser yang  besar karena perbedaan kelengkungan tendon. tendo n.  Namun demikian, struktur balok menerus memberikan beberapa keuntungan juga antara lain momen pada struktur menerus (struktur statis tak tentu) akan lebih kecil dibanding pada struktur satu bentang. Selain itu, alat  pengangkuran yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit dan hal ini mengakibatkan  pengurangan biaya penarikan secara signifikan. Defleksi pada struktur juga lebih kecil karena nilai momennya yang kecil dan menimbulkan ketahanan terhadap  beban lateral yang baik pada  frame yang kaku. kaku . Perbedaan paling mendasar dari balok prategang satu bentang dengan  balok prategang menerus ialah keberadaan reaksi yang menahan defleksi akibat  prategang (camber ) pada struktur menerus. Reaksi ini kemudian menimbulkan  secondary moment atau momen sekunder pada struktur prategang.

Jika pada balok satu bentang, beban akibat berat sendiri balok prategang tidak diperhitungkan, dan bila balok dikenai gaya prategang eksentrik, maka resultan tegangan tekan (C-line)  pada potongan penampang akan berhimpit dengan titik berat baja prategang seperti ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 2.13 Penampang Balok Prestress Simple Span Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete Structures, T.Y Lin – Ned H Burns

Momen lentur akibat prategang dapat dicari dengan mengalikan gaya  prategang dan jarak antara cgc dan cgs sepanjang sep anjang bentang, balok b alok akan berdefleksi ke atas akibat prategang (camber ) namun tidak ada reaksi eksternal yang diciptakan. Pada balok menerus, kondisinya lebih rumit. Momen akibat prategang kini akan disebut sebagai

momen primer ( primary moment )

dan akan

menyebabkan defleksi ke atas seperti pada kasus balok  simple span. Namun

28

defleksi ini ditahan oleh redundant  perletakkan, dan reaksi perletakkan dari redundant

tersebut akan menimbulkan

momen sekunder (secondary moment)

 pada balok. Nilai momen total bisa didapatkan didap atkan dengan menjumlahkan nilai momen primer dan momen sekunder.

Gambar 2.14 (a) Balok Prategang Menerus ; (b) Lendutan yang Terjadi apabila Reaksi di Tengah Bentang Diabaikan ; (c) Reaksi Perletakkan di Tengah Bentang akibat Prestressing ; (d) Defleksi Balok yang Sebenarnya Akibat  Prestressing 

Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete, Arthur H Nilson

Dengan bentuk balok seperti pada gambar 2.14, momen akibat  prestressing akan menjadi :

29

Gambar 2.15 (a) Momen Primer Sebagai Hasil Perkalian Ga ya Prategang Dengan Eksentrisitas terhadap cgc ; (b) Momen Sekunder Akibat Reaksi di Tengah Bentang ; (c) Momen Total Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete, Arthur H Nilson

Pada balok menerus, letak C-line tidak akan berhimpit dengan cgs line oleh karena keberadaan momen sekunder dan jarak antara kedua lokasi ini ditentukan dengan rumus : y = M2 / P

(2.50)

dimana y = jarak antara C-line C-l ine dan cgs line (m) M2 = momen sekunder (kN m) P = besarnya gaya prategang (kN)

Gambar 2.16 Lokasi C-line dan cgs line pada Balok Menerus Sumber : Design of Prestressed Prestressed Concrete, Arthur H Nilson

Dan untuk menganalisa tegangan pada potongan, digunakan nilai e* yakni jarak antara C-line dengan cgc line. e* dihitung dengan rumus

30

e* = MTOTAL / P

(2.51)

dimana y = jarak antara antar a C-line dan cgc line l ine (m) MTOTAL = momen sekunder (kN m) P = besarnya gaya prategang (kN), dan tegangan yang terjadi pada serat atas dan bawah potongan pada kondisi service ialah (murni akibat prestressing ) :  f atas atas = −

39

4

 f bawah bawah = −

(1 − 9∗: (�� )

39

4

(1 + 9∗: (�( )

(2.52) (2.52)

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Permodelan Struktur

Struktur yang ditinjau dalam penelitian ini ialah sebuah bangunan  bertingkat perkantoran yang dibawahnya dibawahn ya terdapat bangunan purbakala sehingga harus menggunakan transfer beam sebagai pengganti kolom. Nantinya struktur akan dianalisis dengan menggunakan program ETABS v9.6.0 Adapun spesifikasi dari ukuran struktur ialah : •

Luas : 648 m2

•

Panjang : 18 m (jarak antar kolom 6 m)

•

Lebar : 36 m (jarak antar kolom 18 m pada baris pertama dan 6 m pada  baris-baris berikutnya)

•

Tinggi : bervariasi antara antara 4, 6, dan 8 lantai (tiga lantai pertama masingmasing berjarak 4 m, lantai-lantai berikutnya 3,6 m)

•

•

Ukuran kolom : 1200 x 1200 mm2 untuk kolom baris pertama dan 800 x 800 mm2  pada baris-baris berikutn ya. ya. Ukuran balok induk : 400 x 600 mm2 (bentang 6 m) dan 400 x 900 mm2 (bentang 12 m)

•

Ukuran balok anak : 500 x 250 mm2

•

Tebal shear wall : 250 mm

  Ukuran transfer beam : 1000 x 2500 mm2 dan terletak pada lantai 3 baris  pertama bangunan.

•

Berikut

dapat

dilihat

denah

31

dari

struktur

lantai

dasar.

32

Gambar 3.1 Denah Struktur Lantai Dasar Sumber : Hasil Olahan Penulis

Denah lantai 3 dimana sudah ada transfer beam

Gambar 3.2 Denah struktur lantai 3 Sumber : Hasil Olahan Penulis

Dan berikut adalah denah lantai 4 dimana kolom-kolom sudah terpasang di transfer beam

33

Gambar 3.3 Denah struktur lantai 4 Sumber : Hasil Olahan Penulis

Tampak depan portal bangunan adalah sebagai berikut :

Gambar 3.4 Tampak Depan Portal Bangunan Sumber : Elevation View Model dari Program ETABS

Bentuk 3d dari bangunan dengan 8 lantai adalah sebagai berikut :

34

Gambar 3.5 Bentuk 3D Bangunan Sumber : 3D View Model dari Program ETABS

Bangunan dalam penelitian akan dianalisis secara 3 dimensi dan menggunakan bahan-bahan yang memiliki karakteristik sebagai berikut :   Beton

•

•

Kuat tekan fc ‘

: 33 Mpa

Modulus Elastis

: 4700 √ ��′ ��′ = 27000 Mpa

Berat Jenis Beton

: 2400 kg/m3

Beton untuk Transfer Beam Kuat tekan fc ‘

: 33 Mpa

Modulus Elastis

: 4700 √ ��′ ��′ = 27171,78 Mpa

Berat Jenis Beton

: 2400 kg/m3

Baja tulangan Tegangan Leleh •

: 400 Mpa

Untaian Kawat Prategang Jenis

: uncoated seven wire strand – low relaxation

Diameter nominal

: 12,7 mm

Berat nominal

: 1,1 kg/m

UTS

: 183,7 Kn

35

Kuat leleh Tegangan maks

: 1670 Mpa : 1860 Mpa

Luas nominal Modulus Elastis

: 98,71 mm2 : 190.000 Mpa

3.2 Variasi Permodelan

Dalam penelitian ini, dilakukan dua buah variasi permodelan yang dijalankan. Variasi pertama adalah jumlah lantai, dan variasi kedua adalah variasi denah. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam uraian berikut : 3.2.1 Variasi Jumlah Lantai Variasi pertama yang menjadi objek penelitian adalah variasi jumlah lantai. Jumlah lantai diprediksi akan berpengaruh terhadap karakterisitik dan respon dinamik dari struktur yang bersangkutan.

Gambar 3.6 Variasi Jumlah Lantai (4,6, dan 8 lantai) Sumber : 3D Vi ew Model Program ETABS

3.2.2 Variasi Tinggi Transfer Beam (TB) Variasi kedua sekaligus terakhir yang digunakan dalam penelitian ini ialah variasi tinggi transfer beam. Dalam variasi ini, kontrol dilakukan terhadap  bangunan 6 lantai namun tinggi balok prategang yang digunakan adalah 2000

36

mm, 1800 mm, dan 1600 mm. Perbedaan tinggi balok prategang (transfer beam) diprediksi akan menimbulkan perbedaan pada respon struktur yang ditimbulkan: 3.3 Pembebanan Pembebanan Struktur Struktur

Pembebanan Struktur Meliputi 3.3.1 Pembebanan Gravitasi •

Beban Mati Berat sendiri struktur beton (γ = 24 Kn/m 3) Mortar dan penutup pelat lantai : 1,1 Kn/m 2 MEP : 0,3 Kn/m2 Dinding bata : 2,5 Kn/m3 Partisi dalam : 1 Kn/m 2

•

Beban hidup Lantai perkantoran : 2,5 Kn/m2 Lantai atap : 1 Kn/m2

3.3.2 Pembebanan Gempa •

Wilayah gempa Gedung perkantoran yang diteliti diasumsikan berada di wilayah Jakarta.

Bersasarkan SNI 03-1726-2002 mengenai ketahanan bangunan terhadap gempa, Jakarta termasuk dalam wilayah gempa ke 3 dan memiliki percepatan puncak muka tanah 0,3 g. •

Jenis tanah Daya dukung tanah yang ada : tanah lunak.

•

Faktor keutamaan bangunan tahan gempa Untuk berbagai kategori gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya

keruntuhan struktur gedung selama umur gedung dan umur gedung tersebut yang diharapkan, pengaruh Gempa Rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan I menurut persamaan p ersamaan : I = I1I2

(3.1)

di mana I1 adalah faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung, sedangkan I2 adalah faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda

37

ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. Faktor-faktor keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan menurut Tabel: Tabel 3-1 Faktor Keutamaan I pada Bangunan Faktor keutamaan

Kategori Gedung

I1

I2

I

1,0

1,0

1,0

1,0

1,6

1,6

1,4

1,0

1,4

1,6

1,0

1,6

1,5

1,0

1,5

Gedung umum seperti untuk  penghunian, perniagaan dan  perkantoran Monumen dan bangunan monumental Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih,  pembangkit tenaga listrik, pusat pu sat  penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi Gedung untuk menyimpan bahan  berbahaya seperti gas, produk minyak  bumi, asam, bahan bercun Cerobong, tangki di atas menara

Sumber : SNI 03-1726-2002

Untuk bangunan perkantoran seperti gedung dalam penelitian, diambil faktor keutamaan keutamaan I = 1. •

Faktor reduksi R Faktor reduksi beban gempa merupakan nilai rasio antara beban gempa

maksimum akibat pengaruh gempa rencana pada struktur bangunan dengan beban gempa nominal pada struktur bangunan daktail. Faktor reduksi gempa bergantung  pada sistem penahan beban lateral yang digunakan pada bangunan. Untuk gedung dalam penelitian, sistem penahan gaya lateral menggunakan sistem ganda

shear

wall dengan dan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) + balok prategang diambil nilai R sebesar 5,5 pada arah memanjang.

arah memendek digunakan sistem tunggal dengan R = 5,5. •

Respon Spektrum

Untuk

Dinding Geser Daktail Parsial

38

Koefisien pengaruh gempa C pada wilayah 3 dapat dilihat pada spektrum respons di bawah :

Gambar 3.7 Spektrum Respons Gempa Rencana Wilayah 3 Sumnber : SNI 03-1726-2002 •

Pengaruh Gempa Vertikal Balok transfer dalam struktur yang akan diteliti memiliki kepekaan yang

tinggi terhadap beban gravitasi sekaligus memiliki bentang yang relatif panjang dibanding dengan komponen lainnya. Oleh karena itu balok transfer harus diperhitungkan terhadap komponen vertikal gerakan tanah akibat gempa yang terjadi. Pergerakan vertikal ini dapat ditinjau sebagai beban vertikal statik ekuivalen yang arahnya bisa ke atas maupun ke bawah. Faktor respons gempa vertical Cv dapat dihitung dengan rumus : Cv = ψ Ao I

(3.4)

Dimana : Ψ = koefisien yang bergantung pada wilayah gempa Ao = percepatan puncak batuan dasar I = faktor keutamaan bangunan gedung Besarnya ψ dapat dilihat pada tabel di bawah Tabel 3-2 Besarnya koefisien Ψ untuk menghitung Cv Wilayah Gempa

Ψ

1

0,5

2

0,5

39

3

0,5

4

0,6

5

0,7

6

0,8

Sumber : SNI 03-1726-2002 3.4 Skema Analisa Struktur Struktur

Dalam penelitian ini, output yang diharapkan berhasil didapatkan ialah karakteristik dinamik dan respons struktur. Karakteristik dinamik berupa pola ragam getar dan periode alami. Sedangkan respons struktur berupa displacement (u), gaya geser dasar, dan tulangan Adapun skema penelitian dan skema analisis struktur yang yakni :

Gambar 3.8 Skema Penelitian Sumber : Hasil Olahan Peneliti

40

Skema analisa struktur dapat dilihat pada gambar dibawah :

START Preliminary Design ------------------------------Estimasi Dimensi Komponen Properti material

Variasi 1 variasi  jumlah lantai

Variasi 2 variasi tinggi transfer beam

Modelisasi Struktur dengan beban

Modelisasi Struktur dengan beban

Analisis Struktur 

Pengecekan Preliminary Preliminary Design

OK 

Output : pola ragam getar, Tn, displacement, gaya geser, rasio tulangan

FINISH

Gambar 3.9 Skema Analisa Struktur Sumber : Hasil Olahan Peneliti

 NOT OK

BAB 4 HASIL DAN ANALISA

Bab berikut berisi tentang permodelan bangunan pada setiap variasi, hasil analisanya, serta perbandingan antara hasil-hasil yang didapat dalam setiap variasi. Analisa terhadap hasil yang bersangkutan akan diberikan kemudian. Klarifikasi tentang hipotesis yang pada awalnya dibuat akan diberikan pada akhir dari bab ini. 4.1 Variasi I : Variasi Jumlah Lantai Bangunan Bangunan

Untuk mengetahui karakteristik dinamik bangunan serta kinerja sistem transfer secara lebih jelas, dilakukan dua macam variasi dalam penelitian ini. Variasi pertama ialah variasi jumlah lantai, dimana digunakan bangunan dengan  jumlah lantai masing-masing 8 lantai, 6 lantai, dan 4 lantai. Output yang dikeluarkan dari permodelan berupa periode getar, pola ragam getar dan  partisipasi massa, ga ya geser dasar, gaya geser tingkat, ting kat, kinerja sistem transfer, dan d an  penulangan. Dalam bab ini akan ditunjukkan hanya hasil perbandingan dari ketiga  jenis model yang ada serta analisanya. analisan ya. Seluruh Se luruh tahapan permodelan dimulai dari  bentuk bangunan, properti p roperti material, pembebanan, dan hasil output masing-masing model dapat dilihat pada lampiran I-V. 4.2 Perbandingan Perbandinga n H Hasil asil dan Analisa dari Variasi I

Setelah mendapatkan hasil dari ketiga buah model dalam variasi pertama, keseluruhan hasil tersebut dibandingkan untuk mengetahui pengaruh dari ketinggian lantai terhadap output  penelitian yang ada. Hasil-hasil perbandingan yakni : 4.2.1 Periode Getar Periode getar merupakan waktu yang dibutuhkan oleh struktur untuk melakukan satu kali pergerakan getaran sesuai dengan pola ragam getar yang dimilikinya.

Periode

getar

dari

41

ketiga

bangunan

yakni

:

42

Tabel 4-1 Perbandingan Periode Getar Bangunan Tx (s)

8 Lantai 6 Lantai 4 Lantai

Ty (s)

1,064 0,688 0,484

Trz (s)

0,783 0,483 0,330

0,490 0,304 0,197

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

������� ����� �������� 1,2 1,0     )    �     (    �

0,� 0,�

1,0�� 0,��3

0,���

0,��0

0,��3 0,30�

0,�

0,��� 0,330 0,1��

0,2 0,0

� ������

� ������ ��

��

� ������

���

Gambar 4.1 Periode Getar Bangunan Variasi I Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Sesuai dengan gambar diatas, bangunan 8 lantai memiliki periode getar yang lebih besar baik untuk translasi x, translasi y, maupun rotasi z. Hal ini sesuai dengan hipotesis dimana periode berbanding lurus dengan massa bangunan dan semakin tinggi bangunan akan semakin menambah massa dan oleh karena itu menambah periode getar. 4.2.2 Pola Ragam Getar dan Partisipasi Massa Pada variasi jumlah lantai ini, seluruh bangunan memiliki pola ragam getar setipe dimana pola ragam getar 1, 2, 3 berturut-turut ialah translasi x, translasi y, dan rotasi z. Partisipasi massa seluruh bangunan mencapai 90% dalam  jumlah mode yang tak jauh berbeda menandakan bahwa bangunan banguna n cukup  beraturan dan d an tidak ada perubahan massa atau kekakuan yang cukup signifikan d i sepanjang bangunan.

43

Bangunan 8 lantai membutuhkan 7 modes untuk mencapai partisipasi massa 90%, bangunan 6 lantai membutuhkan 9 modes, dan bangunan 4 lantai membutuhkan 15 modes. Pada bangunan 4 lantai membutuhkan modes yang cukup banyak terutama untuk mencapai partisipasi massa rotasi z 90%. Hal ini disebabkan karena bangunan 4 lantai sangat kaku jika dipasang dinding geser. 4.2.3 Gaya Geser Dasar Gaya geser dasar bangunan berbanding lurus dengan massa dan koefisien respon seismik serta berkaitan dengan periode getar dan faktor reduksi gaya gempa yang dimiliki bangunan. Nilai gaya gaya geser dasar bangunan melalui analisa dinamik beserta rasio terhadap berat b erat total bangunan yakni yakni : Tabel 4-2 Gaya Geser Dasar Bangunan Variasi I Gaya Geser Dasar Dinamik 

8 Lantai 6 Lantai 4 Lantai

Vx Vy Vx Vy Vx Vy

5691,02 6082,2 4212,11 4288,62 2393,15 2480,19

Rasio (%)

kN kN kN kN kN kN

10,890 11,638 11,965 12,182 12,290 12,737

% % % % % %

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa bangunan 8 lantai memiliki gaya geser dasar dinamik yang paling besar diantara ketiganya. Diketahui bahwa periode getar  bangunan arah x dan arah y berada pada rentang periode  pre-dominant sehingga nilai respon seismik yang dihasilkan ialah sama. Nilai faktor reduksi juga sama oleh karena kesamaan sistem penahan gaya lateral yang dipilih. Oleh karena itu gaya geser dasar bangunan 8 lantai paling besar karena memang massanya lebih  besar dibanding massa bangunan 6 dan d an 4 lantai. 4.2.4 Gaya Geser Tingkat Gaya geser tingkat merupakan distribusi gaya geser dasar pada setiap lantai. Perbandingan gaya geser tingkat pada ketiga model bangunan ialah :

44

����� ����� �������� � ����� ����� � �������� � ������

� �    �    �    �    �    �    �

����� ����� � �������� � ������

� �

����� ����� � �������� � ������

3

����� ����� � �������� � ������

2

����� ����� � �������� � ������

1 0

2000

�000

�000

�000

����� ����� � �������� � ������

� (��)

Gambar 4.2 Gaya Geser Tingkat Bangunan Variasi I Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.2.5 Kinerja Sistem Transfer •

Beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer TB Perbandingan beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh

TB pada ketiga jenis bangunan dapat dilihat pada gambar berikut : ����� �������� ���� ���������� �� (��) ���� ����

���� ����

��������� ����

����� �2��,��

31�1,��

3���,23

20��,�1 1��0,1� ���,2� 201,�32�1,1� �������� � ������

���,2��1�,��

�������� � ������

1021,3� ���,33

�������� � ������

Gambar 4.3 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer TB untuk Ketiga Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

45

Dapat dilihat bahwa semakin banyak jumlah lantai, maka TB juga memikul beban vertikal akibat beban gravitasi yang juga lebih besar. Hal ini disebabkan beban gravitasi pada bangunan 8 lantai juga lebih besar dibanding  bangunan 6 dan 4 lantai. Selain itu kita juga mencari rasio beban vertikal yang ditransfer TB terhadap beban vertikal keseluruhan bangunan yakni : Tabel 4-3Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB terhadap Beban Vertikal Total Seluruh Bangunan Rasio (%)

Bangunan 8 Lantai Bangunan 6 Lantai Bangunan 4 Lantai

18,21% 16,19% 12,92%

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa rasio beban yang ditransfer TB pada bangunan 8 lantai lebih besar dibanding pada bangunan 6 dan 4 lantai. Hal ini diakibatkan oleh karena TB pada bangunan 8 lantai memiliki profil terbesar dibandingkan dengan bangunan 6 dan 4 lantai. Dengan kekakuan serta momen inersia yang lebih besar, TB pada bangunan 8 lantai mampu memikul beban dengan persentase lebih tinggi.

•

Beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer TB Perbandingan beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB

 pada ketiga jenis bangunan dapat d apat dilihat pada gambar berikut :

46

���� ����� ���� ���������� �� (��) ���

���

��1

�������� � ������

��2

��� + ��� + ��1

�������� � ������

��� + ��� + ��2 �������� � ������ 1���,��

�10,�3 1��,�� 2��,0� ��,0�13,2 �1��,�� �10�,�1

2�3,� 333,1 ��,�3

���,03 �0�,�� 311,��

2�2,��

��,1�

�311,�� ����,�2

Gambar 4.4 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer TB untuk Ketiga Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa semakin banyak jumlah lantai, maka TB juga memikul beban vertikal akibat beban gempa yang juga lebih besar. Hal ini disebabkan gaya gempa pada bangunan 8 lantai juga lebih besar dibanding  bangunan 6 dan 4 lantai (seperti (sep erti yang ditunjukkan d itunjukkan pada perbandingan gaya geser lantai tadi).

•

Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer Gaya-gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer (kombinasi TB dan

kolom pendukung) untuk ketiga jenis bangunan dapat dilihat pada gambar berikut:

47

���� ����� ���� ���������� ���� ������ �������� (��) 1���,3�

1�00 1�00 1�00 1200 �2�,22

�00 �00 200 0

1�0,1 ��,�1 �������� � ������

�3�,�� 2��,2

�������� � ������ ���

�������� � ������

���

Gambar 4.5 Gaya Geser yang Ditransfer TB untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Gaya geser yang ditransfer oleh TB semakin besar pada bangunan dengan lantai lebih banyak oleh karena gaya gempa pada bangunan yang berlantai lebih banyak lebih besar pula. Selain itu rasio gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer terhadap gaya geser dasar bangunan ialah : Tabel 4-4 Rasio Gay Ga ya Geser yang Ditransfer dengan Gaya Geser Dasar Bangunan Rasio (%)

Bangunan 8 Lantai Bangunan 6 Lantai Bangunan 4 Lantai

Vx Vy Vx Vy Vx Vy

29,509% 8,870% 14,891% 5,717% 6,272% 3,456%

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat dari tabel perbandingan rasio, sistem transfer pada  bangunan 8 lantai mampu mentransfer mentransfer gaya geser dengan rasio terbesar terhadap gaya geser dasar. Hal ini menunjukkan bahwa TB pada bangunan 8 lantai, yang mana memiliki profil terbesar, mampu memikul gaya lebih banyak dengan TB

48

 pada bangunan lainnya sehingga gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfernya pun semakin besar.

•

Displacement di tengah TB akibat Beban Beban Gravitasi dan Beban Gempa ������������ �� �� ������ �� ������ ����� ��������� (��) ���� ����

���� ����

����� ���� ����

13,23�

10,�3�� �,���� 3, 2

3, 2

�������� � ������

� �

�������� � ������

2,

�2 �

�������� � ������

Gambar 4.6 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gravitasi Sumber : Hasil Olahan Peneliti ������������ �� ������ ��� ��� �� ������ ��� �� ������ �� (��) ���

���

2�,302� 20,3��2

11,�3��

11,�0��

�,���� �

�������� � ������

�������� � ������

�������� � ������

Gambar 4.7 Displacement ux dan uy di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gempa Sumber : Hasil Olahan Peneliti

49

������������ �� �� ����� ������ ������� �� (��) 10,00

�,1�

�,2�

�,00

�,�� ��

0,00

��,00

�� + �� +��� �������� � ������ �������� � ������ �������� � ������ �3,�� �� �� ��,�1

�10,00

�1�,00

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�2

��

�10,� �12,��

�� + �� + ��� + ��

�10, � � 1 ��

�1�

�12,�

��+��+���+��+�3 ��+��+���+��+��

�1�, �� 1� �

�20,00

Gambar 4.8 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

������������ �� ����� ������ ������� �� (��) 30,00

2�,

2�,00

21,1

20,00 1�,00 10,00

�,00

��+��+���+��+�2

12,3� 3 �,

��+��+���+��+�1

�,3� �

�,02 3

��+��+���+��+�3 ��+��+���+��+��

0,00

�������� � ������

�������� � ������

�������� � ������

Gambar 4.9 Displacement ux di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

50

������������ �� ����� ������ ������� �� (��) 1�,00 12,00 10,00 �,00 �,00 �,00 2,00 0,00

12, �,� �,3 2,0

3,32 �

��+��+���+��+�1 �,

��+��+���+��+�2 ��+��+���+��+�3 ��+��+���+��+��

�������� � ������

�������� � ������

�������� � ������

Gambar 4.10 Displacement uy di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dari gambar hasil displacement  pada titik tengah bentang TB, dapat dilihat bahwa besarnya displacement uz pada titik tengah bentang TB akibat  beban gravitasi menjadi semakin kecil seiring dengan bertambahnya bertambahn ya lantai  bangunan. Sebaliknya, akibat beban gempa dan kombinasi pembebanan  service, displacement

ux dan uy semakin bertambah seiring bertambahnya lantai. Hal ini

tentu berkaitan dengan gaya-gaya dalam pada TB dan pada portal depan, serta  perbandingan dari matriks gaya luar dan matriks kekakuan dari komponenkompo nenkomponen tesebut.

•

Gaya-gaya dalam kolom pendukung dengan kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya dalam kolom pendukung lantai tiga dan lantai satu dengan

kombinasi pembebanan service dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

51

Kolom Pendukung Lantai 3 : ���� ������ ����� ��������� �� & �� (��) ��

��+��

��+��+���+�� ��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������

��2,��

�10�,�

�������� � ������ �1��,�3

���3�1,�0�0�,�� �����,����2,�1 �122��1,1��1�,�3 �201�,�3 �22��,�3 �2�0��2,�30��,�� �2���02,�3���,��

�332�,2� �3���,�

��3����,11���,�� ��3����1,2�1,�1

Gambar 4.11 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti ���� ������ ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+�� ��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

�������� � ������

�23,�

��2,��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������ ��2,��

�222�21�,3��,�� � 22���2, �2���,3 � 2���02,�0�11, 11,� � ����1,�� ��33���,�����,� ����1 ������3�,���,�� �����,�� ���0���,20���,� �����,02 �10� �1,03 �1 1�2�,2�

Gambar 4.12 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

52

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������

�0,��

3�,2�

1�,02 ��1,2 �� ���2,2 ��� �,�3���, �,���2�,2� �130�,�

�������� � ������

�113�,1���1,��

�22�,���1�1,�� �3��,�� �310,��

�202,�� �2�2,�� ���0,�1 ��13,�

��0�,��

��2�,�3

Gambar 4.13 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 3  pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+�� ��0,�   ��0,�1

23�,�2 23�,�2

0

0

��,�� ��,�� 1�,21 1�,21 0

�������� � ������

221,�� 221,��

��,�1 ��,�1 0

0

0

�������� � ������

0

0

0

�������� � ������

Gambar 4.14 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

53

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+�� �13,0�

�2�,�� ��0,�1 �0�,��

3��,�� 310,�� 22�,�� 1�1,�� 1 � 1,�� 113,��

10�,�� 2 �1,2��2,23 ��,3�2�,���,2�

�1�,02

2�2,�� 202,��

�3�,2�

�������� � ������

��0,��

�������� � ������

�������� � ������

Gambar 4.15 Gaya Geser Kolom Pendukung C6 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Sedangkan untuk kolom pendukung pada lantai 1 :

���� ������ ����� ��������� �� & �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������ ��2,31

�������� � ������ �10�,�1

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������ �1��,�3

�10��� �21,13 13�0,1� �11� 1,10��,�� �1���� 1,���� � ,� � �22���2,�3���,1� �2,��1��,2 �2��� 3,2�03�,�2 �32���

�3��1,�3 ��131,��

���0�2�,�0��0,12 �,��21�,�� ������

Gambar 4.16 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

54

���� ������ ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������

�23,�

�������� � ������

��2,��

��2,��

�23��� �23���2,3���0,� �0, �� 2,�10���,�� 30��1 3,13023 ,1 � ��1�3,�� ����� �� ��,����2,� 2,� ��0�3 ��������, ��,�� ��2�2,�� ��2�0,2� ��31�,�1 ���2�,� �112��1� 1,����3,22

Gambar 4.17 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

�������� � ������ 3�,�3

12,0� ���,���1�,0� ��1,3� ��3,�� �110,�1 ��3,�1

�10��1 ,2 ,23�2,�� �221,�2 �1��,� �3��,�1�310,2�

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������ ��,��

�1��,�� �2�3,�� ��01,1� ���2,�� ��23,�1 ��0�,1�

Gambar 4.18 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

55

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������

�������� � ������ ���,0� ���,0�

2�0,33 2�0,33

0

��,�� ��,�� 1�,�1 1�,�1 0

0

22�,�1 22�,�1

�2,�� �2,�� 0

0

0

0

0

0

Gambar 4.19 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � ������

�������� � ������

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � ������ �0�,1� �23,�2

��2,�3

110, �1,3� �3,� �3,� �3,�� ��,��1�,0�

�12,0�

3��,02 310,2� 221,�2 1��,�� 1 32,� 10�,2�

�3�,�3

�01,1� 2�� 1��,��

���,��

Gambar 4.20 Gaya Geser Kolom Pendukung C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat dari sebagian besar perbandingan gaya-gaya dalam pada kolom pendukung baik kolom pendukung lantai tiga maupun kolom pendukung

56

lantai satu, bangunan 8 lantai menghasilkan gaya-gaya dalam yang lebih besar dibandingkan dengan bangunan 6 dan 4 lantai. Gaya aksial pada kolom merepresentasikan beban vertikal yang ditanggung oleh sistem transfer akibat kombinasi pembebanan  service. Pada bangunan 8 lantai, gaya-gaya aksial kolom menjadi lebih besar karena beban gravitasi pada bangunan tersebut juga lebih  besar dibanding model mod el bangunan-bangunan lainnya. lainn ya. Gaya geser pada kolom pendukung merepresentasikan gaya lateral struktur akibat kombinasi pembebanan  service yang ditransfer oleh sistem transfer. Sekali lagi, kolom-kolom pendukung pada bangunan 8 lantai mengalami gaya dalam yang lebih besar oleh karena gaya gempa pada bangunan ini juga lebih besar. Selain memang karena gaya luar lebih besar, perlu diperhatikan bahwa dimensi sistem transfer yang terdiri dari TB dan kolom pendukung, mempunyai nilai berbeda-beda untuk tiap model bangunan. Dimensi terbesar terdapat pada dimensi sistem transfer bangunan 8 lantai. Tak heran jika sistem transfer pada  bangunan ini mampu memikul gaya-gaya yang lebih besar dibanding dengan sistem transfer pada kedua model lainnya. Selain itu perlu diperhatikan bahwa gaya geser pada kolom pendukung C2 dan C6 memiliki besaran yang sama namun berbeda tanda. Hal ini disebabkan oleh karena kedua kolom mengalami gaya lintang ke arah yang sama pada suatu goyangan dan gaya lintang yang diambil ialah yang terbesar antara akibat goyangan ke kiri maupun goyangan ke kanan. Juga perlu diperhatikan, pada kolom C4, gaya-gaya geser akibat beban gravitasi = 0 oleh karena kehadiran gaya-gaya geser akibat pembebanan gravitasi yang saling menghilangkan terjadi  pada kolom C4. Untuk kolom-kolom pendukung di lantai 1, dicaritahu pula rasio gayagaya dalam aksial dan gesernya dengan gaya aksial dan geser lantai 1 akibat  pembebanan dari keseluruhan bangunan, agar kita dapat mengetahui gambaran seberapa banyak gaya-gaya yang ditransfer oleh sistem transfer. Rasio tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini :

57

Tabel 4-5 Rasio Gaya Aksial dan Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Terhadap Gaya Geser dan Aksial Total Bangunan

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

•

Gaya-gaya dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya yang ditransfer TB dengan kombinasi pembebanan  service

untuk ketiga jenis bangunan yakni :

58

���� �������� ���� ���������� �� (��) ��

��+��+��� ��+��+���

��+��+���+��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+�� �2�� �,2����,� � ����,�1

����,��

��3�,0� ��33,�

3,����0 3��� 3,�����,11 30�� 2��1,1� 2,��1�2,��

1���, 3� 13�1��,��0,1 1���,�� 12�0 1,2�2�2,22 �01,0�

2��,��

11�,�� �������� � ������

�������� � ������

�������� � ������

Gambar 4.21 Gaya Vertikal yang Ditransfer TB Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa TB bangunan 8 lantai memikul beban yang paling  besar dibanding kedua bangunan lainnya. Hal ini terjadi karena memang  bangunan 8 lantai menerima gaya-gaya yang lebih besar baik gaya gravitasi maupun gaya gempa. Sama halnya seperti pada kolom pendukung, rasio beban vertikal yang ditransfer TB terhadap beban vertikal keseluruhan bangunan ialah : Tabel 4-6 Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB Terhadap Beban Vertikal Seluruh Bangunan Gaya Vertikal yang Ditransfer

Aksial

Kombinasi service

Total Seluruh Bangunan

TB

Bangunan 8 lantai

Bangunan 6 lantai

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4 Kombinasi service

401,07 4865,87 5645,19 6287,97 5786,71 4935,05 4433,8 Gaya Vertikal yang Ditransfer

kN kN kN kN kN kN kN

Rasio (%)

54783,55 64125,55 72763,44 72763,44 55908,05 55908,05

17,764 17,607 17,283 15,906 17,654 15,861 Aksial

59

Total Seluruh Bangunan

TB

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

275,67 2971,15 3447,44 3680,95 3446,11 3047,69 2812,86

kN kN kN kN kN kN kN

37287,86 43605,86 48101,5 48101,5 39394,53 39394,53

Gaya Vertikal yang Ditransfer

Bangunan 4 lantai

15,812 15,305 14,328 15,473 14,280

Total Seluruh Bangunan

TB

119,97 1358,4 1560,15 1666,37 1597,65 1290,95 1222,22

15,936

Aksial

Kombinasi service

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

Rasio (%)

kN kN kN kN kN kN kN

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

21309,48 24567,48 27910,5 27910,5 21371,07 21371,07

Rasio (%)

12,749 12,701 11,941 11,448 12,081 11,438

Dapat dilihat bahwa rasio beban vertikal yang ditransfer terhadap beban vertikal keseluruhan bangunan yang paling besar terjadi pada bangunan 8 lantai. Hal ini terjadi oleh karena profil TB bangunan 8 lantai merupakan profil terbesar di antara profil pada bangunan lainnya dan baik pembebanan gempa dan  pembebanan gravitasi terjadi paling besar pada pad a bangunan 8 lantai. 4.2.6 Penulangan Perbandingan rasio penulangan untuk ketiga jenis bangunan dapat dilihat  pada gambar dibawah ini : 4.2.6.1 Tulangan Longitudinal Longitud inal Balok

60

���������� ������������ ����� � ���������� ������������ ����� ���� � �������� � ������

� �    �    �    �    �    �    �

���������� ������������ ����� ���� � �������� � ������

�

���������� ������������ ����� ���� � �������� � ������

�

���������� ������������ ����� ���� � �������� � ������

3 2

���������� ������������ ����� ���� � �������� � ������

1 0,00

10,00

20,00

30,00

�0,00

�0,00

�0,00

�0,00

���������� ������������ ����� ���� � �������� � ������

����� (��/��)

Gambar 4.22 Rasio Penulangan Longitudinal Balok Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dari grafik diatas, secara umum kita dapat melihat bahwa untuk ketiga  jenis model mod el bangunan pada p ada variasi I, tulangan t ulangan longitudinal longitud inal balok arah x berkurang berku rang  pada saat di lantai 3 bangunan. Hal ini terjadi karena tulangan t ulangan longitudinal longitud inal balok b alok arah x di lantai 3 sangat dipengaruhi oleh TB yang mana menggunakan gaya  prategang sehingga hanya sedikit tu langan non-prategang yang dibutuhkan. dib utuhkan. 4.2.6.2 Tulangan Geser Balok Dalam melakukan penghitungan tulangan geser balok SRPMM, ada dua cara yang dapat ditempuh yakni menggunakan momen  probable dari balok yang  bersangkutan dengan φ = 1 dan λ = 1 atau dengan menggunakan kombinasi kombinas i  pembebanan seperti yang tertera pada peraturan, namun untuk gaya gempa, koefisiennya dikalikan 2 lagi. Dalam penelitian ini, perhitungan tulangan geser mengacu pada program dengan mengasumsikan bahwa program sudah mengambil nilai maksimum dari kedua cara tersebut. Perbandingan kebutuhan tulangan geser untuk bangunan variasi I ialah :

61

���������� ����� ����� �

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

�

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

�    �    �    �    �    �    �

�

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

� 3

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

2

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

1 0,000

�,000

10,000

1�,000

20,000

2�,000

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

�

����� (��/� )

Gambar 4.23 Rasio Penulangan Geser Balok Dari grafik diatas, secara umum kita dapat melihat bahwa untuk ketiga  jenis model bangunan pada variasi I, tulangan geser balok arah x bertambah secara signifikan pada saat di lantai 3 bangunan. Hal ini terjadi karena tulangan geser balok arah x di lantai 3 sangat dipengaruhi oleh TB yang mana membutuhkan tulangan geser yang jauh lebih banyak dibanding dengan balok balok lainnya. 4.2.6.3 Tulangan Longitudinal Longitud inal Kolom ���������� ������������ ����� � �

���������� ������������ ����� �������� � ������

�    �    �    �    �    �    �

� �

���������� ������������ ����� �������� � ������

3 2 1 0,00

�0,00

100,00

1�0,00

���������� ������������ ����� �������� � ������

����� (��/��)

Gambar 4.24 Rasio Penulangan Longitudinal Kolom Sumber : Hasil Olahan Peneliti

62

4.2.6.4 Tulangan Geser Kolom ���������� ���������� ����� ����� � ���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

� �    �    �    �    �    �    �

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

�

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

� 3

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

2

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

1 0,00

2,00

�,00

�,00

����� (��/��)

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������

Gambar 4.25 Rasio Penulangan Geser Kolom Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.2.6.5 Tulangan Longitudinal Longitud inal Shear Wall (SW) ���������� ������������ �� � � �    �    �    �    �    �    �

���������� ������������ �� �������� � ������

� �

���������� ������������ �� �������� � ������

3

���������� ������������ �� �������� � ������

2 1 0,00

�0,00

100,00

1�0,00

200,00

2�0,00

����� (��/��)

Gambar 4.26 Rasio Penulangan Longitudinal SW Sumber : Hasil Olahan Peneliti

63

4.2.6.6 Tulangan Geser SW ���������� ����� �� � � �    �    �    �    �    �    �

���������� ����� �� �������� � ������

� �

���������� ����� �� �������� � ������

3

���������� ����� �� �������� � ������

2 1 0,00

�0,00 100,00 1�0,00 200,00 2�0,00 300,00

����� (��/��)

Gambar 4.27 Rasio Penulangan Geser SW Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.2.7 Diskusi Variasi I Beberapa hal yang dapat diperhatikan dari perbandingan variasi pertama (variasi jumlah lantai) ialah : •

Periode getar bangunan akan semakin tinggi dengan de ngan bertambahnya bertambahn ya massa  bangunan oleh karena itu bangunan 8 lantai memiliki memi liki periode p eriode getar terbesar dibanding bangunan lainnya.

•

Pola ragam getar ketiga jenis jenis bangunan tipikal. Partisipasi Partisipasi massa rotasi z untuk bangunan 4 lantai membutuhkan lebih banyak pola ragam getar oleh karena kekakuan yang berlebihan.

•

Gaya geser dasar bangunan 8 lantai lebih lebih besar dibanding bangunan 6 dan 4 lantai.

•

Gaya geser per tingkat bangunan bangu nan 8 lantai lebih besar dibanding bangunan 6 dan 4 lantai.

•

Gaya-gaya dalam baik pada TB maupun kolom pendukung, lebih besar terjadi pada bangunan 8 lantai oleh karena beban gravitasi dan beban gempa

64

yang dialami lebih besar serta kapasitas pemikulan TB yang memang lebih  besar. •

Pada bangunan 4 lantai, lantai, kinerja sistem transfer transfer terjadi terjadi secara cukup baik ketika mentransfer beban-beban vertikal bangunan. Namum ketika mentransfer beban geser, kinerja kurang optimal, terlihat dari gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer tidak sampai 10% dari gaya geser total  pada kombinasi pembebanan p embebanan service. Hal ini terjadi karena pada bangunan 4 lantai beban geser banyak masuk ke dinding geser.

•

 Displacement

uz, ux, dan uy pada titik tengah TB terjadi paling besar di

 bangunan 4 lantai. Hal ini in i disebabkan d isebabkan oleh karena perbandingan beban beb an yang dialami TB dan kekakuan TB yang tidak linear antara ketiga jenis model tersebut. •

Kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x cenderung menurun di lantai 3 pada ketiga jenis bangunan, dikarenakan pada lantai 3 terdapat TB yang sudah diberikan gaya prategang.

•

Pemberian gaya prategang pada TB di lantai lantai 3 efektif efektif untuk mengurangi mengurangi  jumlah tulangan longitudinal longitudi nal non-prategang yang dibutuhkan dibutu hkan pada lantai tersebut, jika dibandingkan dengan rasio kebutuhan tulangan longitudinal  pada lantai lainnya. Hal ini terbukti dengan berkurangnya rasio kebutuhan tulangan longitudinal pada lantai 3 untuk ketiga jenis bangunan.

•

Kebutuhan tulangan geser balok arah x, sebaliknya, sebalikn ya, justru meningkat meningkat di lantai 3 oleh karena kebutuhan tulangan geser TB yang lebih besar secara signifikan dibanding dengan balok-balok lain di lantai 3.

•

Kebutuhan tulangan longitudinal kolom meningkat seiring dengan  bertambahnya lantai bangunan.

•

Kebutuhan tulangan geser kolom cukup sulit sulit untuk dianalisa dianalisa oleh karena karena  pola dari kebutuhan tulangan sangat random. Keadaan ini terjadi kemungkinan besar karena besaran tulangan geser yang diambil ialah eksak dari hasil program.

•

Kebutuhan tulangan longitud longitudinal inal dan geser SW meningkat seiring dengan  bertambahnya lantai bangunan.

65

4.3 Variasi II : Variasi Variasi Ketinggian Ketinggia n Transfer Beam (TB)

Variasi kedua dalam penelitian ini ialah ialah variasi ketinggian dari TB yang digunakan. Jumlah lantai bangunan diambil tetap : bangunan 6 lantai, ketinggian TB diambil bervariasi antara 800x2000, 800x1800, dan 800x1600. Seluruh langkah permodelan sama persis seperti model-model sebelumnya, hanya ketinggian TB yang dibedakan. Untuk bangunan dengan TB 2000x800, hasilnya output

sama dengan bangunan 6 lantai pada variasi pertama. Hasil output inilah

yang akan dibandingkan dengan bangunan TB 1800x800 dan bangunan TB 1600x800. Seluruh tahapan permodelan bangunan 6 lantai TB 1800x800 dan  bangunan 6 lantai TB 1600x800 1600 x800 dapat dilihat pada lampiran IV-V. 4.4 Perbandingan Hasil Hasil dan Analisa Variasi Variasi II

Setelah mendapatkan hasil dari ketiga buah model dalam variasi kedua, keseluruhan hasil tersebut dibandingkan untuk mengetahui pengaruh dari  perbedaan ketinggian TB terhadap output  penelitian yang ada. Hasil-hasil  perbandingan yakni : 4.4.1 Periode Getar Periode getar merupakan waktu yang dibutuhkan oleh struktur untuk melakukan satu kali pergerakan getaran sesuai dengan pola ragam getar yang dimilikinya. Periode getar dari ketiga bangunan yakni : Tabel 4-7 Tabel Perbandingan Periode Getar Bangunan dengan Variasi Ketinggian TB TB 2000x800 TB 1800x800 TB 1600x800

Tx

Ty

Trz

0,783 0,786 0,789

0,483 0,483 0,483

0,330 0,330 0,330

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

66

������� ����� �������� 1,0 0,�     )    �     (    �

0,� 0,�

0,��3

0,���

0,��� 0,��3

0,��3 0,330

0,��3

0,330

0,330

0,2 0,0

�� �00�2000

�� �00�1�00 ��

��

�� �00�1�00

���

Gambar 4.28 Periode Getar Bangunan 6 Lantai dengan Perbedaan Tinggi TB Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Berdasarkan hasil gambar diatas, dilihat bahwa bangunan dengan TB 800x2000 memiliki periode mode pertama yang lebih kecil daripada bangunan dengan TB 800x1800 dan TB 800x1600. Hal ini menunjukkan bahwa kekakuan  bangunan dengan TB 800x2000 sedikit lebih besar dibanding dengan bangunan lainnya. 4.4.2 Pola Ragam Getar dan Partisipasi Massa Pada variasi jumlah lantai ini, seluruh bangunan memiliki pola ragam getar setipe dimana pola ragam getar 1, 2, 3 berturut-turut ialah translasi x, translasi y, dan rotasi z. Partisipasi massa seluruh bangunan mencapai 90% dalam  jumlah mode yang tak jauh berbeda menandakan bahwa bangunan banguna n cukup  beraturan dan d an tidak ada perubahan massa atau kekakuan yang cukup signifikan d i sepanjang bangunan. Ketiga jenis bangunan membutuhkan 9 modes untuk mencapai partisipasi massa 90% pada ketiga arah DOF mayor (translasi x, translasi y, dan rotasi z). Hal ini menunjukkan bahwa tingkat keberaturan diantara ketiga model dengan  perbedaan ketinggian TB tidak jauh berbeda. 4.4.3 Gaya Geser Dasar Gaya geser dasar bangunan berbanding lurus dengan massa dan koefisien respon seismik serta berkaitan dengan periode getar dan faktor reduksi gaya

67

gempa yang dimiliki bangunan. bangunan. Nilai gaya geser dasar bangunan melalui analisa dinamik beserta rasio terhadap berat b erat total bangunan yakni yakni : Tabel 4-8 Perbandingan Gaya Geser Dasar Ketiga Jenis Bangunan Gaya Geser Dasar Dinamik 

TB 800x2000 TB 800x1800 TB 800x1600

Vx Vy Vx Vy Vx Vy

Rasio (%)

4212,11 4288,62 4193,83 4271,38 4175,26 4253,98

kN kN kN kN kN kN

11,965 12,182 11,957 12,178 11,949 12,174

% % % % % %

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa bangunan 6 lantai dengan TB 800x2000 memiliki gaya geser dasar baik arah x maupun arah y yang sedikit lebih besar dibanding model-model lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa semakin kaku bangunan, semakin besar gaya gempa yang akan dialaminya. 4.4.4 Gaya Geser Tingkat Gaya geser tingkat merupakan distribusi gaya geser dasar pada setiap lantai. Perbandingan gaya geser tingkat pada ketiga model bangunan ialah : ����� ����� �������� � ������ ������ ����� �������� ���������� � �

����� ����� � �00�2000    �    �    �    �    �    �

�

����� ����� � �00�2000 ����� ����� � �00�1�00

3

����� ����� � �00�1�00

2

����� ����� � �00�1�00 1

����� ����� � �00�1�00 0

1000

2000

3000

�000

�000

� (��)

Gambar 4.29 Gaya Geser Tingkat Ketiga Jenis Bangunan Pada Variasi II Sumber : Hasil Olahan Peneliti

68

Dengan perbedaan massa dan kekakuan yang tidak terlalu jauh diantara ketiga jenis bangunan, dapat dilihat bahwa gaya geser tingkatnya ( story  story shears)  juga tidak begitu berbeda. Dari grafik bahkan terlihat nilai gaya geser tingkat ketiga jenis bangunan ini berhimpit satu sama lain. 4.4.5 Kinerja Sistem Transfer 4.4.5.1 Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang yang Ditransfer oleh TB Perbandingan beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh TB pada ketiga jenis bangunan dapat dilihat pada gambar berikut : ����� �������� ���� ���������� �� (��) ���� ����

���� ����

31�1,�� 20��,�1

��������� ����

�����

2���,1 1�32,��

2���,�� 1���,1�

���,2��1�,��

���,� ���,��

�2�,�1��2,��

�������� � ������ �� �00�2000

�������� � ������ �� �00�1�00

�������� � ������ �� �00�1�00

Gambar 4.30 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer TB untuk Ketiga Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa semakin besar ketinggian TB, maka TB juga memikul beban vertikal akibat beban gravitasi yang juga lebih besar. Hal ini disebabkan kemampuan TB untuk mentransfer gaya vertikal akan lebih besar seiring dengan pertambahan tinggi. Selain itu kita juga mencari rasio beban vertikal yang ditransfer TB terhadap beban vertikal keseluruhan bangunan yakni :

69

Tabel 4-9 Perbandingan Rasio Beban Vertikal yang Ditransfer TB dengan Beban Vertikal Keseluruhan Bangunan Rasio (%)

TB 2000x800 TB 1800x800 TB 1600x800

16,19% 15,24% 14,13%

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa rasio beban yang ditransfer TB pada bangunan 6 lantai dengan TB 2000x800 lebih besar dibanding dengan model lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan TB untuk memikul beban vertikal akibat beban gravitasi akan semakin besar seiring peningkatan ketinggian. 4.4.5.2 Beban Vertikal akibat akibat Beban Gempa yang yang Ditransfer Ditransfer oleh TB Perbandingan beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB  pada ketiga jenis bangunan dapat d apat dilihat pada gambar berikut : ���� ����� ���� ���������� �� (��) ���

���

��1

��2

��� + ��� + ��1

�10,�3 2�3,� 333,1 ��,�3

��,1�

��� + ��� + ��2

���,�2 2��,�1 310,3� ��,��  ��,�� 

��,3�

�1�,13 2�0,�2 2��,�� �1,�2  �1,�2 

�2��,3�

�2��,�

�311,��

�������� � ������ �� �00�2000

�������� � ������ �� �00�1�00

��,1�

�������� � ������ �� �00�1�00

Gambar 4.31 Perbandingan Jumlah Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer TB untuk Ketiga Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Melalui gambar diatas, sekali lagi ditunjukkan bahwa kapasitas  pemikulan beban dari TB akan semakin meningkat seiring dengan ketinggian TB.

70

4.4.5.3 Gaya Geser yang yang Ditransfer oleh Sistem Transfer Gaya-gaya geser yang ditransfer oleh sistem trasnfer untuk ketiga jenis  bangunan dapat dilihat pada pad a gambar berikut : ���� ����� ���� ���������� ���� ������ �������� (��) ���

�2�,2

���

��3,0�

2��,2

�0�,�3

2�3,��

�������� � ������ �� �00�2000

�������� � ������ �� �00�1�00

2�1,��

�������� � ������ �� �00�1�00

Gambar 4.32 Gaya Geser yang Ditransfer TB untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer semakin besar pada  bangunan dengan TB 2000x800. 2000 x800. Selain itu rasio gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer terhadap gaya geser dasar bangunan ialah : Tabel 4-10 Rasio Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer dengan Gaya Geser Dasar Bangunan Rasio (%)

TB 2000x800 TB 1800x800 TB 1600x800

Vx Vy Vx Vy Vx

14,891% 5,717% 13,19% 5,7% 12,11%

Vy

5,69%

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.5.4 Displacement di Tengah TB akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa

71

Besarnya displacement  pada titik tengah TB dapat dilihat pada gambargambar berikut : ������������ �� �� ������ �� ������ ����� ��������� (��) ���� ����

���� ����

����� ���� ���� 1�,��23

12,�01� �,����

�,12�� 3,12��

2,���2 2,1��

�������� � ������ �� �00�2000

�������� � ������ �� �00�1�00

�,�1�� 3,�2��

�������� � ������ �� �00�1�00

Gambar 4.33 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gravitasi Sumber : Hasil Olahan Peneliti

������������ �� ������ ��� ��� �� ������ ��� �� ������ �� (��) ���

���

20,3�

20,��

20,��

�,��

�,��

�,�3

�������� � ������ �� �00�2000

�������� � ������ �� �00�1�00

�������� � ������ �� �00�1�00

Gambar 4.34 Displacement ux dan uy di Tengah Bentang TB Akibat Beban Gempa Sumber : Hasil Olahan Peneliti

72

������������ �� �� ����� ������ ������� �� (��) 10,00

�,��

�,1�

�������� � ������ �� �00�1�00

�������� � ������ �� �00�1�00

�,2� �,00

0,00

�������� � ������ �� �00�20�0�0,��

��,00

�� �� + ��+ ��� �� + �� + ��� + �� ��+��+���+��+�1

�10,00

�10,� �� 1 �

�12,31

�12, 2 � 3� 00

�13, �

�1�,00

��+��+���+��+�2

��,��

��+��+���+��+�3 ��+��+���+��+��

�1�, �, � 0� �

�1�, �20,00

�20,

�2�,00

Gambar 4.35 Displacement uz di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Tabel 4-11 Displacement ux di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan UX (mm)

Bangunan 6 Lantai TB 800x2000

Bangunan 6 Lantai TB 800x1800

Bangunan 6 Lantai TB 800x1600

PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

21,11 7,35 21,13 7,36

21,27 7,44 21,28 7,45

21,44 7,54 21,46 7,56

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

73

������������ �� ����� ������ ������� �� (��) 2�,00

21,�� �

21,2� �

21,11 3

20,00 1�,00

��+��+���+��+�1

10,00

��+��+���+��+�2 �,�� �

�,�� �

�,3� �

��+��+���+��+�3

�,00

��+��+���+��+�� 0,00

�������� � ������ �������� � ������ �������� � ������ �� �00�2000 �� �00�1�00 �� �00�1�00

Gambar 4.36 Displacement ux di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Tabel 4-12 Displacement uy di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan UY (mm)

Bangunan 6 Lantai TB 800x2000

Bangunan 6 Lantai TB 800x1800

Bangunan 6 Lantai TB 800x1600

PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

3,32 8,91 3,35 8,94

3,35 8,91 3,38 8,95

3,39 8,93 3,43 8,96

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

������������ �� ����� ������ ������� �� (��) 10,00 �,00 �,00 �,00 2,00 0,00

�,�1 �

�,�� 1

�,�3 �,�� 3

��+��+���+��+�1 3,32 �

3,3�

3,

��+��+���+��+�2 ��+��+���+��+�3

�������� � ������ �� �00�2000

�������� � ������ �� �00�1�00

�������� � ������ �� �00�1�00

��+��+���+��+��

Gambar 4.37 Displacement uy di Tengah Bentang TB Akibat Kombinasi Pembebanan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

74

Dari gambar hasil displacement  pada titik tengah bentang TB, dapat dilihat bahwa besarnya displacement arah uz, ux , dan uy rata-rata akan semakin  besar seiring dengan menurunnya menurunn ya ketinggian ket inggian TB. Hal ini disebabkan oleh karena menurunnya momen inersia pada TB dengan ketinggian penampang yang lebih rendah, sehingga displacement yang terjadi menjadi lebih besar. Namun dalam  beberapa kasus, perbedaan displacement yang terjadi tidak terlalu signifikan sehingga grafik terlihat sedikit berhimpit. Hal ini terjadi karena memang profil TB hanya berbeda sedikit saja. 4.4.5.5 Gaya-gaya dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service

Gaya-gaya dalam kolom pendukung lantai tiga dan lantai satu dengan kombinasi pembebanan service dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Kolom Pendukung Lantai 3 : ���� ������ ����� ��������� �� & �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � �� �� �00�1�00 �110,1�

�������� � �� �� �00�1�00 �10�,��

�1��1,�� �222�,�3

3�,� �2�1��2,�31 2,�1�21,�1 �2���0

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � �� �� �00�2000 �10�,�

�1���,�2 �22��,�1

2,31���,�� �2���� 20,� �2�1�02,��1

�201�,�3 �22��,�3

�2�0��2,�30��,�� 2,�3���,�� �2���0

Gambar 4.38 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

75

���� ������ ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�������� � �� �� �00�1�00

�������� � �� �� �00�1�00 ��2,��

���,1�

���3�,23

��0��,2� ��2��,1� ���03,�3 ��13���,�3� 20,�

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � �� �� �00�2000 ��2,��

�����,�1

����1,��

��32�,2� ���32,�2

��33�,�� �����,� ����1 ������3�,� ��,��

�����,�1 ��3�����,3 ��,��

Gambar 4.39 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�1

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+�� 2��,�

3�,22

3�,�2

�10�, �� �13 �,0�

�1��,1�

�213,�� �2��,�� �312,2�

�������� � �� �� �00�1�00

3�,2�

�11��,10�32,�2 �223,��

�1��,��

�113�,1���1,�� �22�,��

�1�1,��

�310,��

�332,3�

�3��,��

�������� � �� �� �00�1�00

�������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.40 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

76

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+�� 23�,�2 23�,�2

220,2� 220,2� 202,�  202,�

0

0

0

0

�������� � �� �� �00�1�00

��,�1 ��,�1

�3,01 �3,01

��,1�  ��,1�

0

0

0

�������� � �� �� �00�1�00

0

0

�������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.41 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

312,2�

332,�1 2��,�

213,��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

3��,�� 2��,�1

22�,��

223,�� 1��,1�

13�,0� 10�,��

�3�,22

1�2,�3 11�,03

��,��

�3�,�2

�������� � �� �� �00�1�00

310,��

�������� � �� �� �00�1�00

�3�,2� �������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.42 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 3 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

1�1,��

1�1,�� 113,��

77

Sedangkan untuk kolom pendukung pada lantai 1 : ���� ������ ����� ��������� �� & �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

�10�,��

�10�,��

�221�,01 �2��3,��

�2����2,��12�,��

�10�,�1

�22��,�� �2�2�,��

3,11 11��,0� �31���

�22��,3� �2���,1�

2,���3�,�� �2�1��

1���,�1 �322��3,1�

�������� � �� �� �00�1�00

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � �� �� �00�1�00

�2����2,��1��,2

3,2�03�,�2 �32��� �������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.43 Gaya Aksial Kolom Pendukung C2 dan C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ������ ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

���,1�

��2,��

���2�,23

��23�2�,��1��,3�  ����1,�1 ��3��,�� �����,12 �����,�3 ����1,�1 ��3����,���1,3 ��������,1 ��,��

�������� � �� �� �00�1�00

�������� � �� �� �00�1�00

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

��2,��

��1�3,��

�������,����2,� ��0�3 ��������, ��,��

�������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.44 Gaya Aksial Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

78

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

3�,�2

3�,�

�102,�3 �12�,��

3�,�3

�10�,�1 �133,22 �1��,�2 �20�,0�

�310,�

�10�,2� �132,�� �1��,13 �21�,��

�2��,�� �330,22

�������� � �� �� �00�1�00

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�221,�2

�2��,�

�������� � �� �� �00�1�00

�1��,�

�310,2� �3��,�1 �������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.45 Gaya Geser Kolom Pendukung C2 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

0

0

�������� � �� �� �00�1�00

�2,�� �2,��

��,�� ��,��

�0,��  �0,�� 0

2�0,33 2�0,33

233,3� 233,3�

21�,03 21�,03

0

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

0

0

�������� � �� �� �00�1�00

0

0

0

�������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.46 Gaya Geser Kolom Pendukung C4 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

79

���� ����� ����� ��������� �� (��) ��

��+��

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

310,�2

330,23 2��,��

20�,0�

3��,02 2��,�2

21�,�3 1��,�1

�3�,�

221,�2

�3�,�2

�������� � �� �� �00�1�00

310,2�

1��,12

133,23 10�,�1

12�,�� 102,��

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

�������� � �� �� �00�1�00

1��,��

132,� 10�,2�

�3�,�3 �������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.47 Gaya Geser Kolom Pendukung C6 Lantai 1 pada Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat dari sebagian besar perbandingan gaya-gaya dalam pada kolom pendukung baik kolom pendukung lantai tiga maupun kolom pendukung lantai satu, bangunan 6 lantai dengan TB 800x2000 menghasilkan gaya-gaya dalam yang lebih besar dibandingkan dengan bangunan dengan TB 800x1800 dan TB 800x1600. Gaya aksial pada kolom merepresentasikan beban vertikal yang ditanggung oleh sistem transfer akibat kombinasi pembebanan  service. Pada  bangunan 6 lantai TB 800x2000, 800 x2000, gaya-gaya aksial kolom menjadi lebih besar karena memang beban vertikal yang mampu dipikul oleh sistem transfer pada  bangunan ini lebih besar dibanding dengan model-model model-mod el lainnya. lainnya. Gaya geser pada kolom pendukung merepresentasikan gaya lateral struktur akibat kombinasi pembebanan  service yang ditransfer oleh sistem transfer. Sekali lagi, kolom-kolom pendukung pada bangunan 6 lantai TB 800x2000 mengalami gaya geser yang lebih besar oleh karena gaya gempa pada  bangunan ini juga lebih besar. b esar. Selain itu perlu diperhatikan bahwa gaya geser pada kolom pendukung C2 dan C6 memiliki besaran yang sama namun berbeda tanda. Hal ini disebabkan oleh karena kedua kolom mengalami gaya lintang ke arah yang sama pada suatu

80

goyangan dan gaya lintang yang diambil ialah yang terbesar antara akibat goyangan ke kiri maupun goyangan ke kanan. Juga perlu diperhatikan, pada kolom C4, gaya-gaya geser akibat beban gravitasi = 0 oleh karena kehadiran gaya-gaya geser akibat pembebanan gravitasi yang saling menghilangkan terjadi  pada kolom C4. Untuk kolom-kolom pendukung di lantai 1, dicaritahu pula rasio gayagaya dalam aksial dan gesernya dengan gaya aksial dan geser lantai 1 akibat  pembebanan dari keseluruhan bangunan, agar kita dapat mengetahui gambaran seberapa banyak gaya-gaya yang ditransfer oleh sistem transfer. Rasio tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 4-13 Rasio Perbandingan Gaya Aksial dan Geser pada Sistem Transfer terhadap Gaya Aksial dan Geser Seluruh Bangunan

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

81

4.4.5.6 Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya yang ditransfer TB dengan kombinasi pembebanan  service untuk ketiga jenis bangunan yakni : ���� �������� ���� ���������� �� (��) ��

��+��+���

��+��+���+��

��+��+���+��+�2

��+��+���+��+�3

��+��+���+��+��

33�0,� 30�2,�3�1��,�� 2�20, 2�3�,0� 2�1�,2�

31�,11

3��0,�� 3���, 3� ��,� �3����, �� �,11 11 30��,�� 2��1,1� 2�12,��

3��1,�� 32�2,�3321,�� 2��1,� 2�1�,1� 2�32,0�

2��,�3

�������� � �� �� �00�1�00

��+��+���+��+�1 ��+��+���+��+�1

2��,��

�������� � �� �� �00�1�00

�������� � �� �� �00�2000

Gambar 4.48 Gaya Vertikal yang Ditransfer TB Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Dapat dilihat bahwa TB 800x2000 memikul beban yang paling besar dibanding kedua bangunan lainnya. Hal ini terjadi karena memang kapasitas  pemikulan TB 800x2000 800x20 00 lebih besar dibanding dengan kedua jenis TB lainnya sehingga secara langsung memperngaruhi gaya-gaya dalam pada kolom  pendukung yang ada di d i bawahnya. Sama halnya seperti pada kolom pendukung, rasio beban vertikal yang ditransfer TB terhadap beban vertikal keseluruhan bangunan ialah : Tabel 4-14

Kombinasi Service Kombinasi Service

Gaya Vertikal yang Ditransfer

Total Seluruh Bangunan

TB TB 800x2000

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1

275,67 2971,15 3447,44 3680,95

Aksial

kN kN kN kN

37287,86 43605,86 48101,50

Rasio (%)

15,94 15,81 15,30

82

PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4 Kombinasi Service Kombinasi Service

3446,11 3047,69 2812,86

kN kN kN

Gaya Vertikal yang Ditransfer

TB 800x1800

Kombinasi Service Kombinasi Service

296,53 2818,18 3272,63 3541,79 3321,94 2951,9 2732,06

kN kN kN kN kN kN kN

TB 800x1600

314,11 2636,04 3062,95 3360,9 3156,99 2820,16 2616,25

15,47 14,28 Aksial

15,17 15,06 14,78 13,86 15,03 13,91 Aksial

Total Seluruh Bangunan

kN kN kN kN kN kN kN

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

Rasio (%)

37149,62 43467,62 47942,53 47942,53 39277,03 39277,03

Gaya Vertikal yang Ditransfer TB

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

14,33

Total Seluruh Bangunan

TB

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

48101,50 39394,53 39394,53

Rasio (%)

37011,38 43329,38 47783,55 47783,55 39159,53 39159,53

14,24 14,14 14,07 13,21 14,40 13,36

Dapat dilihat bahwa pada TB 800x2000, rasio beban vertikal yang ditransfer lebih besar dibanding dengan kedua jenis TB lainnya. Sekali lagi, hal ini terjadi karena kemampuan pemikulan beban pada TB dengan penampang yang lebih besar akan bertambah pula. 4.4.6 Penulangan Perbandingan rasio penulangan untuk ketiga jenis bangunan pada variasi kedua dapat dilihat pada gambar dibawah ini : 4.4.6.1 Tulangan Longitudinal Longitud inal Balok

83

���������� ������������ ����� ������ ������� ���������� �� �

���������� ������������ ����� ���� � (�00�2000)

�    �    �    �    �    �    �

�

���������� ������������ ����� ���� � (�00�2000)

3

���������� ������������ ����� ���� � (�00�1�00)

2

���������� ������������ ����� ���� � (�00�1�00)

1

���������� ������������ ����� ���� � (�00�1�00) 0,00

10,00

20,00

30,00

�0,00

�0,00

�0,00

�

����� (��/� )

���������� ������������ ����� ���� � (�00�1�00)

Gambar 4.49 Perbandingan Tulangan Longitudinal Balok arah x dan arah y Untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.6.2 Tulangan Geser Balok Dalam melakukan penghitungan tulangan geser balok SRPMM, ada dua cara yang dapat ditempuh yakni menggunakan momen  probable dari balok yang  bersangkutan dengan φ = 1 dan λ = 1 atau dengan menggunakan kombinasi kombinas i  pembebanan seperti yang tertera pada peraturan, namun untuk gaya gempa, koefisiennya dikalikan 2 lagi. Dalam penelitian ini, perhitungan tulangan geser mengacu pada program dengan mengasumsikan bahwa program sudah mengambil nilai maksimum dari kedua cara tersebut. Perbandingan kebutuhan tulangan geser untuk bangunan variasi II ialah :

84

���������� ����� ����� ������ ������� ���������� �� �

   �    �    �    �    �    �

�

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�2000)

�

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�2000)

3

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00)

2

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00)

1

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00)

0,00

�,00

10,00

1�,00

20,00

2�,00

����� (��/��)

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00)

Gambar 4.50 Perbandingan Tulangan Longitudinal Balok arah x dan arah y Untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.6.3 Tulangan Longitudinal Longitud inal Kolom ���������� ������������ ����� ������ ������� ���������� �� � �

   �    �    �    �    �    �

���������� ������������ ����� �������� � ������ (�00�2000)

�

���������� ������������ ����� �������� � ������ (�00�1�00)

3 2

���������� ������������ ����� �������� � ������ (�00�1�00)

1 0,000

�0,000

100,000

1�0,000

����� (��/��)

Gambar 4.51 Perbandingan Tulangan Longitudinal Kolom Untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.6.4 Tulangan Geser Kolom

85

���������� ����� ����� ������ ������� ���������� �� �

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�2000)

�

   �    �    �    �    �    �

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�2000)

�

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00)

3

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00) 2

���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00) ���������� ����� ����� ���� � �������� � ������ (�00�1�00)

1 0,000

1,000

2,000

3,000

�,000

�,000

�,000

����� (��/��)

Gambar 4.52 Perbandingan Tulangan Geser Kolom Untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.6.5 Tulangan Longitudinal Longitud inal Dinding Geser (SW) ���������� ������������ �� ������ ������� ���������� �� � �

   �    �    �    �    �    �

���������� ������������ �� �������� � ������ (�00�2000)

�

���������� ������������ �� �������� � ������ (�00�1�00)

3 2

���������� ������������ �� �������� � ������ (�00�1�00)

1 0

�0

100

1�0

200

2�0

����� (��/��)

Gambar 4.53 Perbandingan Tulangan Longitudinal SW Untuk Ketiga Jenis Bangunan

86

Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.6.6 Tulangan Geser Dinding Geser (SW) ���������� ����� �� ������ ������� ���������� �� � �    �    �    �    �    �    �

���������� ����� �� �������� � ������ (�00�2000)

�

���������� ����� �� �������� � ������ (�00�1�00)

3 2 1 0

�0

100

1�0

200

���������� ����� �� �������� � ������ (�00�1�00)

����� (��/��)

Gambar 4.54 Perbandingan Tulangan Geser SW Untuk Ketiga Jenis Bangunan Sumber : Hasil Olahan Peneliti

4.4.7 Diskusi Variasi II (Perbedaan Tinggi TB) •

Periode getar bangunan akan semakin tinggi dengan berkurangnya berkurangn ya kekakuan dan hal ini terjadi pada bangunan 6 lantai dengan TB 1800x800 dan TB 1600x800.

•

Pola ragam getar ketiga ketiga jenis bangunan tipikal. Partisipasi massa juga hamper mirip dengan dibutuhkannya 9 modes untuk mencapai partisipasi massa 90% pada ketiga jenis bangunan

•

Gaya geser dasar bangunan TB 800x2000 800x200 0 lebih lebih besar sedikit dibanding kedua model lainnya.

•

Gaya geser per tingkat bangunan TB 800x2000 800x2 000 lebih lebih besar sedikit dibanding kedua model lainnya.

•

Gaya-gaya dalam baik pada TB maupun kolom kolom pendukung, lebih besar terjadi pada bangunan TB 800x2000 oleh karena kemampuan pemikulan  beban dari TB yang lebih besar b esar pula.

87

•

 Displacement

uz, ux, dan uy pada titik tengah TB terjadi paling besar di

 bangunan TB 800x1600. 800x1600 . Hal ini disebabkan oleh karena profil dan inersia TB yang lebih kecil dibandingkan dengan kedua model lainnya. •

Kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x cenderung menurun di lantai 3 pada ketiga jenis bangunan, dikarenakan pada lantai 3 terdapat TB yang sudah diberikan gaya prategang.

•

Kebutuhan tulangan geser balok arah x, sebaliknya, sebalikn ya, justru meningkat meningkat di lantai 3 oleh karena kebutuhan tulangan geser TB yang lebih besar secara signifikan dibanding dengan balok-balok lain di lantai 3.

•

Kebutuhan tulangan longitudinal kolom meningkat seiring dengan  bertambahnya lantai bangunan.

•

Kebutuhan tulangan geser kolom cukup sulit sulit untuk dianalisa dianalisa oleh karena karena  pola dari kebutuhan tulangan sangat random. Keadaan ini terjadi kemungkinan besar karena besaran tulangan geser yang diambil ialah eksak dari hasil program.

•

Kebutuhan tulangan longitud longitudinal inal dan geser SW meningkat seiring dengan  berkurangnya kekakuan TB.

88

BAB 5 KESIMPULAN KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil permodelan serta pengolahan data pada bangunan dengan menggunakan sistem transfer, didapatkan kesimpulan sebagai berikut : a. Bangunan baru yang yang ingin dibangun diatas bangunan purbakala dapat menggunakan sistem transfer berupa transfer beam (TB) dan kolom  pendukung untuk untu k dapat mengangkangi bangunan bangu nan lama.  b. Perilaku bangunan masih didominasi oleh pembebanan gravitasi. TB pada lantai 3 seluruh model bangunan bersifat gravity dominated . c. Oleh karena balok transfer memiliki kepekaan yang yang tinggi terhadap beban gravitasi dan bentang yang relatif cukup panjang dibanding komponen struktur lain, perlu dikerjakan gempa vertikal pada bangunan sistem transfer yang akan diteliti. Koefisien gempa vertikal dapat diambil dari SNI 031726-2002 dan dimasukkan dalam kombinasi pembebanan. d. Untuk dapat menjamin bahwa bahwa sistem transfer tidak gagal gagal terlebih dahulu dibandingkan dengan komponen struktur lain, gaya gempa yang diberikan  pada sistem transfer dikali dengan faktor kuat lebih yang diambil  berdasarkan SNI 03-1726-2002. 03-1726 -2002. Diharapkan pula pu la dengan adanya faktor fa ktor kuat ku at lebih ini, tidak terjadi pelelehan terlebih dahulu pada sistem transfer. e. Kinerja sistem transfer, yakni rasio antara antara beban yang yang ditransfer oleh oleh sistem transfer terhadap beban yang bekerja pada keseluruhan bangunan, akan semakin efektif seiring dengan pertambahan lantai. Hal ini dapat dilihat dari  perbandingan rasio pada variasi I dimana sistem transfer bangunan 8 lantai memiliki nilai rasio yang lebih besar. f. Pada variasi variasi II (variasi ketinggian TB), kinerja sistem transfer yang yang lebih efektif terjadi pada bangunan dengan TB tertinggi (800x2000). Hal ini terjadi karena kapasitas pemikulan dari balok transfer yang memang lebih  besar. g. Adanya ga ga ya prategang pada TB di lantai lantai 3 efektif mengurangi jumlah jumlah kebutuhan tulangan longitudinal non-prategang pada balok di lantai yang

89

 bersangkutan bila dibandingkan diband ingkan dengan lantai-lantai lainnya. Selain itu,  pada umumnya kebutuhan tulangan longitudinal longitud inal seluruh selu ruh komponen struktur  bertambah sebanding dengan pertambahan jumlah lantai yang dipikul dan  berbanding terbalik dengan pertambahan p ertambahan luas penampang TB. h. Terjadi lonjakan lonjakan kebutuhan tulangan geser pada balok di lantai 3 setiap  bangunan oleh karena keberadaan TB yang memang m emang membutuhkan banyak tulangan geser. Nilai lonjakan tulangan geser cukup besar, bervariasi antara 90% - 100% jika dibandingkan dengan lantai diatasnya. Dengan demikian, hipotesis awal peneliti yang terdiri dari : kebutuhan tulangan sebanding dengan jumlah lantai yang dipikul, respons dinamik yang semakin besar dengan kenaikan jumlah lantai yang dipikul, dan kebutuhan tulangan yang berkurang seiring dengan kenaikan tinggi profil TB terbukti. Hasil  penelitian ini juga menunjukkan menu njukkan b ahwa balok prategang dapat d apat digunakan menjadi TB secara efektif karena mengurangi kebutuhan tulangan longitudinal non prategang pada balok. 5.2 Saran

Berdasarkan analisis yang telah dilakukan serta kesimpulan yang telan dicapai, dapat disarankan beberapa hal berikut : a. Mencoba untuk tidak mengganti mengganti dimensi sistem transfer transfer pada penelitian variasi I untuk lebih mengetahui karakteristik dari sistem transfer.  b. Mencoba untuk u ntuk menggunakan TB yang berupa berup a deep beam ditambah dengan gaya prategang untuk lebih bisa memaksimalkan kapasitas pemikulan dari TB. Analisa  strut and tie akan dibutuhkan dalam penghitungan jenis komponen seperti ini. c. Menggunakan profil tendon yang yang berbeda dari profil yang ada pada  penelitian saat ini untuk untu k menghasilkan gaya penyeimbang berupa beban terpusat (draped tendons). d. Melakukan analisa gaya dorong statik non-linear (pushover analysis) untuk mengetahui persebaran sendi plastis pada daerah sistem transfer pada khususnya dan seluruh daerah bangunan pada umumnya.

90

DAFTAR PUSTAKA

Chopra , Anil K. 1997. Dynamic of Structures 3rd ed. Prentice-Hall Departemen Pekerjaan Umum. 1987. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk rumah dan gedung (SKBI-1.3.53.1987 UDC : 642.042). Yayasan Badan penerbit PU. Kumar, Dileep. ”Shear Strength of Reinforced Concrete Beams without Web  Reinforcement”. Palakkad College.

Li, J.H. 2010.  Assessment of Low-rise Building with Transfer Beam under  Seismic Forces.

Elsevier Engineering Structure.

Lin, T.Y & Burns. 1982. Design of Prestressed Concrete Structures. New York : John Wiley & Sons. Londhe, R S. 2010. Shear Strength Analysis and Prediction of Concrete Transfer Beam in  High Rise Building .

Indian Journal of Strucutral Engineering and Mechanics.

MacGregor, James G. 2005. Reinforced Concrete: Mechanics and Design 4th 4 th ed ed in SI units. units. New Jersey : Prentice-Hall.  Nawy, Edward G. 1996. Design of Prestressed Concrete : Fundamental Approach : New Jersey : Prentice-Hall.  Nilson, Arthur H. 1987. Design of Prestressed Concrete. Singapore : John Wiley and Sons : Standar Nasional Indonesia. Tata cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). Badan Standarisasi Nasional, 2002 Singh et all. 2006.  Design of Continous Deep Beams using Strut and Tie  Model . ASIAN Journal of Civil Engineering.

T.Paulay, M.J.N Priestley. Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings. John Wiley & Sons inc, 1992. Taranath, Bungale S. 1998. Reinforced Concrete Design of Tall Buildings 2nd ed : McGraw-Hill. Tumilar, Steffie. 1998. Advanced Reinforced Concrete.

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Bangunan 8 Lantai Bangunan 8 lantai adalah bangunan sistem transfer pertama yang dimodelkan dalam penelitian ini. Spesifikasi struktur yakni : : 648 m2 • Luas •

Panjang

: 18 m

•

Lebar

: 36 m

• •

Tinggi : 30 m Ukuran kolom pendukung : 1200 x 1200 mm2.

•

Ukuran kolom lain : 800 x 800 mm2

•

Ukuran balok induk : 400 x 600 mm2 (bentang 6 m) dan 400 x 900 mm2

•

(bentang 12 m) Ukuran balok anak : 500 x 250 mm2

•

Tebal shear wall : 250 mm Ukuran transfer beam : 1000 x 2500 mm2.

• Spesifikasi material yang digunakan ialah : •

Beton Kuat tekan fc ‘

: 33 Mpa : 4700 √fc′ = 27000 Mpa

Modulus Elastis Berat Jenis Beton : 2400 kg/m3

• Beton untuk Transfer Beam Kuat tekan fc ‘ : 33 Mpa : 4700 fc′ = 27171,78 Mpa Mpa Modulus Elastis Berat Jenis Beton : 2400 kg/m3 •

Baja tulangan Tegangan Leleh

: 400 Mpa

• Untaian Kawat Prategang Jenis : uncoated seven wire strand – low relaxation Diameter nominal : 12,7 mm Berat nominal

: 1,1 kg/m

UTS

: 183,7 Kn

Kuat leleh

: 1670 Mpa

Tegangan maks

: 1860 Mpa : 98,71 mm2

Luas nominal

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Modulus Elastis

: 190.000 Mpa

Ukuran Tendon

: Ө 90 mm

Bentuk denah dan permodelan 3D bangunan dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar IV. 1 Denah Lantai 1 Bangunan 8 Lantai Denah lantai 3 bangunan dimana sudah ada balok transfer :

Gambar IV. 2 Denah Lantai 3 Bangunan 8 Lantai: Tampak depan bangunan

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

Gambar IV. 3 Tampak Depan Bangunan 8 Lantai Dan bentuk 3D bangunan ialah sebagai berikut :

Gambar IV. 4 Bentuk 3D Tampak Depan Bangunan Beberapa hal yang dilakukan dalam permodelan ialah :

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI -

Kolom : dimodelkan sebagai frame element, memiliki faktor reduksi momen inersia pada arah I22 dan I33 sebesar 0,7.

-

Balok : dimodelkan sebagai frame element, memiliki faktor reduksi momen inersia pada arah I22 dan I33 sebesar 0,7 dan torsional constant sebesar 0,25.

-

Dinding Geser : dimodelkan sebagai sebagai shell element, memiliki faktor reduksi kekakuan baik membrane maupun bending sebesar 0,7.

-

Pelat : dimodelkan sebagai shell element dan didiskritisasi, memiliki faktor reduksi kekakuan baik membrane maupun bending sebesar 0,25.

Pembebanan yang dilakukan ialah : -

Pembebanan Gravitasi o Berat sendiri struktur : dimodelkan sebagai DEAD LOAD dengan self weight multiplier = 1. o Beban mati tambahan Pelat atap : mortar dan penutup pelat lantai (1,5 kN/m2) + MEP (0,3 kN/m2) = 1,8 kN/m2. Pelat lantai bangunan : mortar dan penutup pelat pantai (1,5 kN/m2) + partisi (1 kN/m2) + MEP (0,3 kN/m2) = 2,4 kN/m2 Dinding bata di perimeter bangunan : 1,5 kN/m2. o Beban hidup Pelat atap : 1 kN/m2. Pelat lantai bangunan : 2,5 kN/m2.

-

Pembebanan Gempa Berada di wilayah Jakarta dengan karakteristik tanah lunak, pembebanan gempa sesuai SNI 03-1726-2002 ialah :

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

Dengan response spectrum cases yang dimasukkan ke dalam ETABS ialah :

Dengan scale factor sebesar 1,784 diambil dari I x g / R = 1 x 9,81 / 5,5 = 1,784 dan dipakai untuk kedua arah yakni arah x dan y. -

Pembebanan Gempa Vertikal Dalam peraturan SNI 03-1726-2002, struktur-struktur yang peka terhadap  pembebanan gravitasi termasuk balok transfer harus d ikenakan gempa vertikal. Besarnya gempa vertikal yang terjadi dapat dihitung dengan  persamaan sesuai SNI 03-1726-2002 : Cv = ψ Ao I ; ψ = 0,5 (wilayah gempa 3), Ao = 0,3 (tanah lunak), I = 1. Cv = 0,15, nilai Cv kemudian dijadikan koefisien untuk menghitung  besarnya gempa vertikal.

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI EV1 = 0,15 DL + 0,15 SDL + 0,15 x 0,3 LL = 0,15 DL + 0,045 LL (arah ke  bawah) EV2 = 0,15 DL D L (arah ke atas) -

Pembebanan Gaya Prategang Gaya prategang yang bekerja pada balok diberikan secara equivalent load dari hasil metode load balancing yang dikembangkan oleh T.Y Lin. Sebelum melakukan load balancing, kita harus mengetahui perilaku balok  prategang apakah dia didominasi didom inasi oleh beban gravitasi (gravity dominated) dom inated) atau beban gempa (seismic dominated). Untuk mengetahui hal ini, cukup dilihat besarnya momen yang dialami balok akibat kedua jenis  pembebanan diatas. Untuk daerah tumpuan, tu mpuan, momen-momennya ialah : MDL + MSDL + MLL = 5549,85 5549 ,85 kN m MEQX + MEQY = 855,58 kN m. Oleh karena momen dari gaya-gaya ga ya-gaya gravitasi > momen dari gaya gempa maka balok berada dalam kondisi gravity dominated. Tendon seharusnya diletakkan seatas mungkin dari cgc  balok. Setelah dipertimbangkan ukuran dan jumlah tendon serta lokasi  penempatannya, diambil nilai etumpuan = 425 4 25 mm, dimana e = jarak dari serat teratas balok ke centroid seluruh tendon pada daerah tumpuan. elapangandiambil elapangandiambil sebesar 140 mm dimana elapangan = jarak dari serat terbawah balok ke centroid tendon pada daerah lapangan. Untuk lebih elasnya dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar IV. 5 Detail Eksentrisitas Tendon pada Balok Prategang

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

Untuk load balancing, yang akan dilakukan ialah menyeimbangkan momen lapangan pada balok. Nilai momen-momen dapat dilihat pada tabel  berikut : Balok Transfer MDL 3500,218 Kn m  pada jarak 9 m MLL 850,219 Kn m  pada jarak 9 m MSDL 1116,897 Kn m  pada jarak 9 m M GRAVITASI 5467,334 Kn m TOTAL elapangan = 1250 – 140 mm = 1110 mm. P dibutuhkan = MgravitasiTOTAL / elapangan = 4925,526 kN Tegangan final strand = 0,6 fpu = 1816 Mpa A needed = P / 0,6 fpu = 4413,55 mm2 A nominal 1 strand = 98,71 mm2 Butuh strand = 44,71, ambil 44 buah strand. Setelah diketahui kebutuhan jumlah strand, kemudian dicari besarnya equivalent load balancing : Eksentrisitas load balancing dapat dilihat dari gambar berikut :

Dengan 44 strand yang dibutuhkan, diambil P lateral akibat prategang = 4847,055 kN. Besarnya beban ekivalen terbagi rata keatas dan kebawah ialah = 289,477 qekivalen (↑↑↑) =,

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI qekivalen (↓↓↓) =,

= 1157,907

Beserta momen luar akibat eksentrisitas tendon yang bekerja pada ujung ialah : P x etumpuan = 4847,055 x 0,825 = 3998,821 kN m. Permodelan pembebanan gaya prategang menjadi :

Gambar IV. 6 Pembebanan Gaya Prategang pada Balok

Gambar IV. 7 Pembebanan Momen akibat Gaya Prategang pada Balok

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Setelah semua pembebanan dimasukkan ke dalam model, analisa terhadap model pun dilakukan. HASIL RUNNING : -

Periode Getar, Pola Ragam Getar, dan Partisipasi Massa Bangunan 8

Lantai Periode getar, pola ragam getar, dan partisipasi massa bangunan 8 lantai dapat dilihat  pada tabel berikut : Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

PeriodUXUYUZ 01,064198 78,7216 0 79,33520,687748 0,087300,48388 0,288266 13,60450 0,218484013,094 0,14802901,2259 0,1382930,25260 0,1282113,01810 0,11640500,93 0,0974181,09790 0,09327901,0056 0,07962401,2668 0,0750490,85730 0,06117301,1624 0,0541151,34410 0,04721201,0094 0,0313970,90530 0,02780400,8817

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SumUX SumUY RZSumRZ 78,721600,15460,1546 78,7216 79,335200,1546 78,8089 79,3352 75,9977 76,1523 92,4134 79,33520,1428 76,2952 92,4134 92,42920 76,2952 92,4134 93,65510 76,2952 92,666 93,6551 16,1446 92,4397 95,684 93,65510,0139 92,4536 95,684 94,58520 92,4536 96,782 94,58520,0452 92,4988 96,782 95,59080 92,4988 96,782 96,85760 92,4988 97,6393 96,85760,715 93,2138 97,639398,020 93,2138 98,9834 98,02010,0488 93,2626 98,9834 99,02950 93,2626 99,8887 99,02950,1326 93,3952 99,8887 99,91120 93,3952

Dari tabel diatas, dapat dilihat bahwa : Mode 1 : T = 1,0642 s ; arah translasi x Mode 2 : T = 0,6877 s ; arah translasi y Mode 3 : T = 0,4838 s ; arah rotasi z Selain itu pada mode ke 7 partisipasi massa untuk ketiga DOF mayor (translasi x, translasi y, rotasi z) sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi peraturan SNI 03-1726-2002. Modes yang sudah ada tidak perlu ditambah kembali. -

Gaya Geser Dasar Struktur

Gaya geser dasar dinamik struktur berdasarkan analisa program harus dibandingkan dengan gaya geser dasar statik struktur yang dihitung dengan rumus V = C I Wt / R.

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Gaya geser dinamik harus melebihi 80% gaya statik struktur. Perbandingan kedua hasil dapat dilihat pada perhitungan dibawah : Berdasarkan hasil ETABS, Vxbase dinamik = 5691,02 kN Vybase dinamik = 6082,2 kN Cx I Rx Massa bangunan Wt V = C I Wt / R Vxstatik Vystatik

0,704756 1 5,5 5327,355 ton 52261,36 kN

Cy I Ry

0,75 1 5,5

6696,638 kN 7126,549 kN

0.8 Vxstatik 5357,31 kN 0.8 Vystatik 5701,239 kN

Vx dan Vy dinamik sudah lebih besar daripada 80% V statik oleh karena itu faktor  perbesaran untuk pembebanan pembeb anan gempa tidak perlu dilakukan. -

Gaya Geser Tingkat Struktur

Berdasarkan analisa dinamik yang dilakukan ETABS, didapatkan grafik gaya geser lantai struktur bangunan 8 lantai ialah sebagai berikut :

Story Shear Bangunan 8 Lantai 8 7 6 5 Lantai 4 3 2 1 0

Story Shear X Bangunan 8 Lantai Story Shear Y Bangunan 8 Lantai 2000

4000 V (kN)

6000

8000

Gambar IV. 8 Gaya Geser Tingkat Bangunan 8 Lantai -

Kinerja Layan dan Kinerja Ultimit Struktur Bangunan 8 Lantai

Kinerja batas layan struktur ditentukan oleh simpangan antar lantai bangunan akibat  pengaruh gempa rencana, yaitu untuk untu k membatasi terjadinya pelelehan baja dan

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI  peretakan beton yang berlebihan b erlebihan juga untuk mencegah kerusakan non-struktur no n-struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Sedangkan kinerja ultimit struktur juga ditentukan oleh simpangan antar tingkat, bertujuan untuk mencegah keruntuhan struktur dan mencegah terjadinya tumbukan antara kedua gedung yang berdekatan. Pembatasan simpangan antar lantai untuk kedua jenis kasus ialah : Kinerja Layan : simpangan antar tingkat tidak boleh melebihi 0,03/R * h lantai. Kinerja Ultimit : simpangan antar tingkat dikali dengan faktor 0,7R, hasilnya tidak  boleh melebihi 0,02 * h lantai. Hasil perhitungan kinerja layan dan ultimit bangunan dapat dilihat pada grafik berikut : Drift Bangunan 8 Lantai akibat eqx 8 7 6 Lantai 5 4 3 2 1 0

50 Drift (mm)

100

Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

Gambar IV. 9 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa x Drift Bangunan 8 Lantai akibat eqy 8 7 6 Lantai 5 4 3 2 1 0

50 Drift (mm)

100

Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

Gambar IV. 10 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa y Dapat dilihat dari grafik diatas bahwa nilai simpangan antar-lantai bangunan tidak melebihi batas baik simpangan layan maupun simpangan ultimit. Hal ini

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI menunjukkan bahwa kekakuan struktur sudah memadai sehingga tidak terjadi simpangan yang berlebihan. -

C2

Kinerja Sistem Transfer

C4

C6

Gambar IV. 11 Sistem Transfer Bangunan 8 Lantai Sistem transfer dalam bangunan 8 lantai terdiri atas balok transfer (TB) yang berupa  balok prategang dan kolom-kolom kolo m-kolom pendukung berukuran beruku ran 1200x1200 mm2 yang  berada di sepanjang lantai 1-4 bangunan. b angunan. Kinerja dari sistem transfer ini akan dievaluasi dengan mencari tahu besarnya gaya-gaya yang ditransfer, gaya-gaya dalam  pada kolom pendukung, penduku ng, dan displacement baik pada balok b alok transfer maupun titik tengah struktur. Pembahasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai berikut :

Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer oleh TB Beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari  besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada p ada balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebut dapat dilihat pada tabel berikut :

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

DL SDL LL Total

Beam 1 3444,23 kN 1021,39 kN 779,33 kN 5244,95 Total

Beam 2 3444,26 1021,4 779,34 5245

kN kN kN kN

Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer oleh TB Hampir sama dengan beban gravitasi, beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada  balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebu t dapat dilihat pada tabel berikut : Balok Transfer EQ x689,03 EQ y292,67 Ev1 Ev2 Eqx + Eqy + Ev1 Eqx + Eqy + Ev2

704,79 -669,72 1686,49 311,98

kN kN kN kN kN kN

Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer dapat dilihat dari penjumlahan gayagaya geser kolom pendukung pada lantai 1.

Gambar IV. 12 Gaya Geser Pada Kolom Pendukung Merepresentasikan Gaya Geser yang Ditransfer oleh TB

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Besarnya gaya-gaya dapat dilihat pada tabel dibawah : Gaya Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Eqx1679,39 kN Eqy539,48 kN Displacement di Tengah TB akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa Selain gaya-gaya yang ditransfer, dilihat juga besarnya displacement yang terjadi  pada titik tengah bentang TB akibat ak ibat beban gravitasi dan beban b eban gempa. Hasil displacement dapat dilihat pada tabel berikut : GAYA GRAVITASI Uz Uz Uz

Beam 1 -8,4457 Beam 1 -2,165 Beam 1 -2,9942

mm mm

Dead Load

Uz

Live Load

Uz

SDL

mm

Uz

Beam 2 -8,4457 mm Beam 2 -2,1165 mm Beam 2 -2,9942 mm

GAYA GEMPA Ux Uy

Beam 1 25,3026 Beam 1 11,8345

mm mm

Eqx Eqy

Ux Uy

Beam 2 25,3026mm Beam 2 11,8345mm

Dalam melihat displacement pada titik tengah TB, digunakan juga kombinasi  pembebanan service yang sudah sud ah dilakukan sebelumnya untuk untu k menghitung gaya-gaya dalam. Besarnya displacement yakni : Bangunan 8 Lantai Displacement di Titik Tengah TB Kombinasi serviceuz (mm)ux (mm) PE5,583 PE+DL+SDL-3,492 PE+DL+SDL+LL-8,601 PE+DL+SDL+LL+E1-12,88026,086 PE+DL+SDL+LL+E2-12,6709,017 PE+DL+SDL+LL+E3-9,18426,099 PE+DL+SDL+LL+E4-8,9749,030

uy (mm)

4,367 12,255 4,409 12,297

Gaya-gaya Dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya dalam pada kolom pendukung yang terletak tepat di bawah TB dan kolomkolom pendukung pada lantai satu bangunan juga dicaritahu. Gaya aksial menandakan  besarnya gaya vertikal dari struktur yang ada di atasnya. Gaya geser

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI merepresentasikan gaya lateral pada struktur. Selain itu, digunakan kombinasi  pembebanan service yakni komb inasi pembebanan gaya-gaya dengan faktor = 1 dan kombinasi dianggap mewakili kondisi bangunan sebenernya. Kombinasi pembebanan dapat dilihat sebagai berikut : 1. PE 2. PE + DL + SDL 3. PE + DL + SDL + LL 4. PE + DL + SDL + LL +E, dimana E1 = EV1 + Eqx + 0,3 Eqy E2 = EV1 + 0,3 Eqx + Eqy E3 = EV2 + Eqx + 0,3 Eqy E4 = EV2 + 0,3 Eqx + Eqy Besarnya gaya-gaya dalam pada kolom pendukung lantai 3 : Lantai 3 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

Aksial C2 -149,73 -3324,29 -3784,4 -5384,2 -5151,91 -4375,18 -4178,84

C4

C6 -52,85 -7985,96 -9449,02 -10951,03 -11525,27 -8505,26 -9079,5

-149,72 -3324,83 -3784,46 -5348,35 -5151,98 -4375,26 -4178,89

Geser C4

C2 70,46 -202,79 -252,66 -813,5 -490,71 -728,83 -406,49

C6

0 0 0 660,9 221,46 660,91 221,46

-70,47 202,79 252,67 813,07 490,71 728,85 406,48

Kolom pendukung lantai 1 : Lantai 1 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

C2 -148,43 -3671,83 -4131,99 -5779,81 -5627,85 -4702,09 -4550,12

Aksial C4 -52,85 -8262,44 -9725,5 -11266,98 -11843,22 -8240,27 -9314,51

C6 -148,42 -3671,88 -4132,05 -5779,96 -5627,92 -4702,21 -4550,13

C2 67,76 -195,86 -243,98 -805,16 -482,44 -723,91 -401,19

Geser C4 0 0 0 675,08 225,71 675,08 225,71

C6 -67,76 195,87 -244 805,18 482,43 723,92 401,18

Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service Sama seperti kolom pendukung, gaya-gaya dalam TB juga dilihat berdasarkan kombinasi pembebanan service yang sudah dibuat. Bedanya pada balok transfer yang

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI dilihat hanya gaya lintangnya karena dianggap merepresentasikan beban vertikal yang ditransfer ke bawah. Besarnya gaya lintang tersebut yakni : Kombinasi service PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

Gaya Vertikal yang Ditransfer TB 401,07kN 4865,87kN 5645,19kN 6287,97kN 5786,71kN 4935,05kN 4433,8kN

-

Penulangan Pada bagian ini, akan dicaritahu kebutuhan tulangan yang dibutuhkan pada bangunan 8 lantai dengan balok prategang sebagai TB. Kebutuhan tulangan yang dicari berupa rasio berat tulangan dibagi dengan volume beton pada tiap komponen struktur (kg/m3). Tulangan-tulangan yang dicari ialah tulangan longitudinal balok, tulangan geser balok, tulangan longitudinal kolom, tulangan geser kolom, tulangan londitudinal dinding geser dan tulangan geser dinding geser. Seperti yang sudah diungkapkan sebelumnya, tulangan yang diambil merupakan eksak berasal dari program tanpa ada  penyempurnaan kembali sehingga sehing ga rasio yang dihasilkan mungkin agak aga k kecil. Kombinasi pembebanan yang dilakukan ialah : = 1,4 1) = 1,2 + 1,6 2) = 1,2 + + + 30% 1 3) + = 1,2 + + − 30% 1 4) + = 1,2 + + 30% 1 5) − + = 1,2 + − 30% 1 6) − + = 1,2 + + + 30% + 1 7) 8) 9) 10) 11) 12)

= 1,2

+

= 1,2

+

= 1,2

+

= 0,9

+

= 0,9

+

+ −

− 30% + 30%

− − 30% + 30% − − 30% −

+ + + 2 2

1 1 1

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI 13) 14) 15) 16) 17) 18)

= 0,9 = 0,9

−

= 0,9

− +

= 0,9

+

= 0,9 = 0,9

− −

+ 30% − 30% + 30% − 30% + 30% − 30%

− − − − − −

2 2 2 2 2 2

Sedangkan faktor reduksi kekuatan berdasarkan SNI 03-2847-2002 ialah : -

Lentur tanpa beban aksial : 0,8

-

Aksial tarik dengan lentur : 0,8

-

Aksial tekan dengan lentur dan komponen tulangan spiral : 0,7

-

Komponen struktur lainnya : 0,65

-

Geser dan torsi : 0,75

-

Geser untuk gempa kuat : 0,55

-

Geser pada hubungan balok-kolom dan pada balok perangkai : 0,8

Untuk memasukkan nilai-nilai ini ke dalam ETABS, dapat digunakan fitur concrete frame design preference. Hasilnya dapat dilihat pada gambar dibawah :

Gambar IV. 13 Concrete Frame Design Preferences sesuai dengan SNI Setelah03-2847-2002 semua bagian diinput dengan benar, fitur concrete frame design dapat dilakukan. Tulangan Longitudinal Balok Tulangan longitudinal balok yang akan dihitung rasionya hanyalah tulangan balok induk pada setiap lantai di seluruh bangunan. Luas tulangan yang tertera pada

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI komponen dikalikan dengan panjang balok kemudian dikalikan dengan berat jenis baja untuk mendapatkan berat tulangan (kg). Berat tulangan ini kemudian dibagi dengan volume beton balok untuk mendapatkan rasio tulangan. Berikut diberikan tabel  perhitungan rasio tulangan tu langan longitudinal balok arah x pada p ada lantai 8 bangunan : Lantai

BALOK

L(m) Vbeton

B2

6

1,44

B3

6

1,44

B4

6

1,44

B5

6

1,44

B6

6

1,44

B7

6

1,44

B 114

6

1,44

B9

6

1,44

B 10

6

1,44

B11

6

1,44

B 12

6

1,44

B 115

6

1,44

13747500

0,01

110,01

76,39

B22

6

1,44

8328000

0,01

66,64

46,28

As 4

8

As 3

As 1

Penulangan Longitudinal Balok Arah X As1 As2 As3 Vol(mm3) Vol(m3) Berat(kg) Ratiotiapblk Atas 876 228 855 Bwh 482 444 501 6087000 0,006087 48,70841 33,8252846 Jlh 1358 672 1356 Atas 858 231 886 Bwh 506 437 495 6121500 0,006122 48,98448 34,0170001 Jlh 1364 668 1381 Atas 863 228 873 Bwh 492 430 488 0,01 48,40 33,61 Jlh 1355 658 1361 6048000 Atas 873 228 863 Bwh 488 430 492 Jlh 1361 658 1355 6048000 0,01 48,40 33,61 Atas 886 231 858 Bwh 495 437 506 Jlh 1381 668 1364 6121500 0,01 48,98 34,02 Atas 855 228 876 Bwh 501 444 482 Jlh 1356 672 1358 0,01 48,71 33,83 Atas 440 1776 1017 6087000 Bwh 440 1175 1365 Jlh 880 2951 2382 Atas 1369 352 1258 13746000 0,01 110,00 76,39 Bwh 590 805 567 Jlh 1959 1157 1825 Atas 1183 317 1228 9147000 0,01 73,19 50,83 Bwh 517 798 531 Jlh 1700 1115 1759 Atas 1228 317 1193 Bwh 531 798 517 8533500 0,01 68,29 47,42 Jlh 1759 1115 1710 Atas 1258 352 1368 Bwh 567 805 590 8548500 0,01 68,41 47,50 Jlh 1825 1157 1958 Atas 1017 1776 440 Bwh 1366 1175 440 9145500 0,01 73,18 50,82 Jlh 2383 2951 880 Atas 1400 371 634

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

B23

6

1,44

B24

6

1,44

B25

6

1,44

B26

6

1,44

B27

6

1,44

Ratio Tulangan Lantai 8 (kg/m3 beton)

25,92

Bwh Jlh Atas Bwh Jlh Atas Bwh Jlh Atas Bwh Jlh Atas Bwh Jlh Atas Bwh Jlh

603 2003 1032 753 1785 805 805 1610 1434 617 2051 1125 681 1806 634 805 1439

684 1055 291 581 872 368 697 1065 368 697 1065 291 581 872 371 684 1055

TOTAL

805 1439 1125 681 1806 1434 617 2051 805 805 1610 1033 753 1786 1400 603 2003

8002500

0,01

64,04

44,47

8686500

0,01

69,51

48,27

8686500

0,01

69,51

48,27

8004000

0,01

64,05

44,48

8328000

0,01

66,64

46,28

149416500

0,15

1195,64

46,13

Dapat dilihat dari hasil pengolahan diatas, rasio tulangan longitudinal balok arah x  pada lantai 8 bangunan 8 lantai ialah 46,13 kg/m3. Perhitungan seperti ini dilanjutkan d ilanjutkan untuk balok arah x dan arah y sampai lantai 1 bangunan. Untuk mencari kebutuhan tulangan longitudinal non-prategang pada TB yang terletak di lantai 3 bangunan, harus dilakukan analisa manual karena perhitungan tulangan harus memakai momen sekunder pada kombinasi pembebanannya. Sketsa mendapatkan momen sekunder balok prategang menerus digambarkan dalam gambar  berikut :

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

Gambar IV. 14 Sketsa Momen Sekunder pada Balok Prategang Menerus Setelah didapatkan momen sekunder, Mu dapat dicari dengan melibatkan momen sekunder balok prategang. Hasil perhitungan momen total, momen primer, momen sekunder, dan Mu balok dapat dilihat pada tabel berikut : Momen Total Tumpuan Kiri 4402,780Kn m

Tengah Bentang -3170,564Kn m

Tumpuan Kanan 4894,413Kn m

Momen Primer (MP) Tumpuan Kiri 3998,821Kn m

Tengah Bentang -5380,226Kn m

Tumpuan Kanan 3998,821Kn m

Momen Sekunder (MS) Tumpuan Kiri 403,959Kn m

Tengah Bentang 2209,662Kn m

Tumpuan Kanan 895,592Kn m

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Dan dari hasil kombinasi pembebanan dengan mengikutsertakan momen sekunder, didapatkan Mu pada masing-masing potongan : Tumpuan Kiri : Mu = -10782,404 kNm Tengah Bentang : Mu = 9546,46 kNm Tumpuan Kanan : Mu = -16866,465 kNm. Kuat lentur balok prategang parsial dapat dihitung dari persamaan : = − + ( −) Dimana : Mn = kuat lentur nominal balok prategang. As = luas tulangan non-prategang (mm2) fy = kuat leleh tulangan non-prategang (Mpa) d = jarak serat tekan terluar ke centroid tulangan non prategang (mm) Ast = luas nominal tendon (mm2) fps = tegangan tendon pada kondisi failure dt = jarak serat tekan terluar ke centroid tendon (mm) a = (As fy + Ast Fps) / 0,85 fc’ b umlah strand digunakan = 44 strand, dan tegangan tendon pada kondisi failure dapat diambil dengan menggunakan  persamaan SNI 03-2847-2002 pasal p asal 20.7 ayat 2 untuk fefektif > 0,5 fpu : =

−

+

−

′

Dimana : fpu = tegangan ultimate strand (Mpa) γp = faktor yang memperhitungkan tipe tendon, diambil 0,28 β1 = 0,85 ρp = rasio tulangan prategang Aps/b d ω = ρ fy/fc’ ω’ = ρ’ fy/fc’ Dari hasil perhitungan didapatkan fps = 1783,312 Mpa Dengan metode Load Resistance Factor Design (LFRD) ketentuan berikut harus dipenuhi : φMn > Mu Berdasarkan perhitungan, didapatkan luas tulangan yang dibutuhkan :

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI As tumpuan kiri : 6450 mm2 As tengah bentang : 6450 mm2 As tumpuan kanan : 6450 mm2, nilai-nilai ini kemudian dimasukkan ke dalam tabel  perhitungan rasio tulangan tu langan longitudinal seperti yang telah d iperlihatkan diatas. Hasil rasio tulangan longitudinal balok arah x dan arah y per lantai yakni : Rasio (kg/m3) Lantai Long Balok arah x Long Balok arah y 46,1337,51 8 53,1148,18 7 56,6249,60 6 59,1450,05 5 58,4649,28 4 43,5049,09 3 47,8025,03 2 38,3022,50 1

Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 8 Lantai 8 7 6 Lantai 5 4 3 2 1 0,00

Penulangan Longitudinal  balok arah X Penulangan Longitudinal Balok arah Y 20,00

40,00 60,00 Rasio (kg/m3)

80,00

Gambar IV. 15 Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 8 Lantai Dapat dilihat bahwa kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x menurun ketika di lantai 3 dikarenakan keberadaan balok prategang yang otomatis mengurangi jumlah tulangan non-prategang. Fenomena ini juga terjadi pada model-model lainnya. Tulangan Geser Balok Tulangan geser balok yang akan dihitung rasionya juga merupakan balok induk pada setiap lantai di seluruh bangunan. Rasio tulangan geser yang tertera pada komponen dikalikan dengan tinggi dan panjang balok kemudian dikalikan dengan berat jenis baja

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI untuk mendapatkan berat tulangan (kg). Berat tulangan ini kemudian dibagi dengan volume beton balok untuk mendapatkan rasio tulangan. Berikut diberikan tabel  perhitungan rasio tulangan tu langan geser balok arah x pada lantai 8 bangunan b angunan : Lantai

B2

6

1,44

B3

6

1,44

B4

6

1,44

B5

6

1,44

B6

6

1,44

B7

6

1,44

B114

6

1,44

B9

6

1,44

B10

6

1,44

Penulangan Geser Balok Arah X Av1 Av2 Av3 Vol(m3) Tulangan 0,36 0,36 0,36 0,4  b h (m) 0,6 0,001296 0,6 h 1,5 l' 3 1,5 Tulangan 0,36 0,36 0,36 0,4  b 0,6 h h (m) 0,6 0,001296 1,5 l' 3 1,5 Tulangan 0,36 0,076 0,36 0,4  b 0,6 h h (m) 0,6 0,0007848 1,5 l' Tulangan 0,36 3 1,5 0,4  b 0,076 0,36 0,6 h 1,5 l' h (m) 0,6 0,0007848 Tulangan 0,36 3 1,5 0,4  b 0,36 0,36 0,6 h 1,5 l' Tulangan 0,36 h (m) 0,6 0,001296 0,4  b 3 1,5 0,6 h 0,36 0,36 1,5 l' Tulangan 0,519 h (m) 0,6 0,001296 0,4  b 3 1,5 0,6 h 1,823 1,728 1,5 l' Tulangan 0,36 h (m) 0,6 0,0053037 0,4  b 0,6 h 3 1,5 1,5 l' 0,36 0,36 Tulangan 0,36 0,4  b h (m) 0,6 0,001296 0,6 h 3 1,5 1,5 l' Tulangan 0,36 0,36 0,36 0,4  b h (m) 0,6 0,001296

1,44

3 0,36 h (m)

BALOK

L(m) Vbeton

As 4

8

As 3

B11

6

1,5 0,36 0,6

0,001296

Berat(kg) Ratiotiapblk 10,37111

7,20216

10,37111

7,20216

6,2802835

4,361308

6,2802835

4,361308

10,37111

7,20216

10,37111

7,20216

42,442329 29,4738395

10,37111

7,20216

10,37111

7,20216

10,37111

7,20216

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

B12

B115

B22

B23

B24

6

6

6

6

6

1,44

1,44

1,44

1,44

1,44

As 1 B25

B26

B27

6

6

6

1,44

1,44

1,44

h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l' Tulangan  b h l'

0,6 1,5 0,36 0,4 0,6 1,5 1,728 0,4 0,6 1,5 0,36 0,4 0,6 1,5 0,069 0,4 0,6 1,5 0,077 0,4 0,6 1,5 0,36 0,4 0,6 1,5 0,073 0,4 0,6 1,5 0,36 0,4 0,6 1,5

3 0,36

1,5 0,36

h (m)

0,6

10,37111

7,20216

3 1,5 1,823 0,519 h (m)

0,6

3 0,36

1,5 0,36

h (m)

0,6

0,0053037 42,442329 29,4738395

0,001296

10,37111

7,20216

0,0002592 2,0742221

1,440432

0,0003636 2,9096726

2,020606

0,0010413 8,3328991

5,7867355

0,0002592 2,0742221

1,440432

0,001296

7,20216

3 1,5 0,073 0,073 h (m)

0,6

3 1,5 0,109 0,109 h (m)

0,6

3 0,36

1,5 0,077

h (m)

0,6

3 1,5 0,073 0,069 h (m)

0,6

3 0,36

1,5 0,36

h (m)

0,6

3 Total Volume Beton lantai 8 25,92

0,001296

1,5 Total Berat Tulangan

10,37111

216,54734 8,354450028

Dapat dilihat dari hasil tabel diatas, rasio tulangan geser balok arah x pada lantai 8  bangunan 8 lantai ialah 8,354 8 ,354 kg/m3. Hasil rasio tulangan geser balok b alok arah x dan arah y  per lantai yakni : Rasio Penulangan Geser (kg/m3) LantaiGeser XGeser Y 88,3544,927

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI 7 6 5 4 3 2 1

7,180 7,283 7,546 8,385 19,913 6,402 7,296

5,388 5,683 6,070 5,797 6,109 4,401 2,136

Penulangan Geser Balok Bangungan 8 Lantai 8 7 6 5 Lantai 4 3 2 1 0,000 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 Rasio (kg/m3)

Penulangan Geser Balok arah X Bangunan 8 Lantai Penulangan Geser Balok arah Y Bangunan 8 Lantai

Gambar IV. 16 Rasio Penulangan Geser Balok Bangunan 8 Lantai Dapat dilihat untuk kebutuhan tulangan geser balok arah x, justru lonjakan terjadi di lantai 3 oleh karena keberadaan TB yang membutuhkan banyak tulangan geser. Penulangan Kolom Hampir sama dengan penulangan balok, pada kolom juga dicaritahu nilai rasio tulangan longitudinal dan transversalnya. Satu hal yang perlu dicatat bahwa  penulangan ini merupakan merup akan hasil eksak dari program tanpa ada perubahan lebih lanjut. lanju t.  Nilai rasio tulangan longitudinal longitud inal dan transversal kolom per lantai untuk untu k bangunan 8 lantai dapat dilihat pada tabel berikut : Lantai 8 7 6 5 4 3

Penulangan Longitudinal 80,02 80,02 80,02 80,02 109,49 86,97

Geser arah X

Geser Arah Y

2,35 1,56 1,56 2,19 3,95 3,40

4,22 3,34 3,35 3,99 2,69 1,26

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI 2 1

94,76 107,85

3,40 3,61

1,28 2,68

Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 8 Lantai 8 7 6 5 Lantai 4 3 2 1 0,00

Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 8 Lantai 50,00 100,00 Rasio (kg/m3)

150,00

Gambar IV. 17 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 8 Lantai Penulangan Geser Kolom Bangunan 8 Lantai 8 7 6 Penulangan Geser 5 Lantai Kolom arah X 4 Bangunan 8 Lantai 3 Penulangan Geser Kolom arah Y 2 Bangunan 8 Lantai 1 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 Rasio (kg/m3) Gambar IV. 18 Penulangan Geser Kolom Bangunan 8 Lantai Penulangan Dinding Geser (SW) Dinding geser yang digunakan dalam model ialah sebuah dinding bentuk kanal dengan end piers pada setiap ujungnya. Rasio tulangan didapatkan dengan memanfaatkan fitur shear wall design dari program ETABS, dan kemudian diolah untuk diketahui berat dari tulangan-tulangan yang ada. Bentuk dinding geser dengan pier ujung dapat dilihat  pada gambar berikut :

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI

Gambar IV. 19 SW dengan End Piers hasil Section Designer ETABS tulangan secara uniform reinforcing, didapatkan rasio tulangan Dengan menggunakan longitudinal dan tulangan geser SW sebagai berikut : Lantai 8 7 6 5 4 3 2 1

Rasio (kg/m3) Longitudinal 38,34 38,34 38,34 38,34 65,95 105,83 148,78 225,47

Geser 78,36 78,36 78,36 101,93 143,80 191,69 224,41 240,21

Penulangan Geser SW Bangunan 8 Lantai 8 7 6 Lantai5 4 3 2 1 0,00

Penulangan Geser SW Bangunan 8 Lantai 100,00 200,00 Rasio (kg/m3)

300,00

Gambar IV. 20 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 8 Lantai

LAMPIRAN I : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 8 LANTAI Penulangan Longitudinal SW Bangunan 8 Lantai 8 7 6 Lantai5 Lantai5 4 3 2 1 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 Rasio (kg/m3)

Penulangan Longitudinal SW Bangunan 8 Lantai

Gambar IV. 21 Penulangan Geser SW Bangunan 8 Lantai

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Bangunan 6 Lantai Bangunan model kedua dalam variasi lantai ialah bangunan 6 lantai. Spesifikasi struktur yakni : •

Luas

: 648 m2

•

Panjang

: 18 m

•

Lebar

: 36 m

• •

Tinggi : 30 m Ukuran kolom pendukung : 1000 x 1000 mm2.

•

Ukuran kolom lain : 700 x 700 mm2

•

Ukuran balok induk : 400 x 600 mm2 (bentang 6 m) dan 400 x 900 mm2

•

(bentang 12 m) Ukuran balok anak : 500 x 250 mm2

•

Tebal shear wall : 250 mm Ukuran transfer beam : 800 x 2000 mm2.

• Spesifikasi material yang digunakan ialah : •

Beton Kuat tekan fc ‘

: 33 Mpa : 4700 √fc′ = 27000 Mpa

Modulus Elastis Berat Jenis Beton : 2400 kg/m3

• Beton untuk Transfer Beam Kuat tekan fc ‘ : 33 Mpa : 4700 fc′ = 27171,78 Mpa Mpa Modulus Elastis Berat Jenis Beton : 2400 kg/m3 •

Baja tulangan Tegangan Leleh

: 400 Mpa

• Untaian Kawat Prategang Jenis : uncoated seven wire strand – low relaxation Diameter nominal : 12,7 mm Berat nominal

: 1,1 kg/m

UTS

: 183,7 Kn

Kuat leleh

: 1670 Mpa

Tegangan maks

: 1860 Mpa : 98,71 mm2

Luas nominal

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Modulus Elastis

: 190.000 Mpa

Ukuran Tendon

: Ө 90 mm

Perlu diperhatikan bahwa ada perbedaan dimensi komponen antara permodelan  bangunan 8 lantai dan permodelan permod elan bangunan 6 lantai. Perbedaan dimensi tersebut tersebu t dapat dilihat dari tabel berikut : Perbedaan Dimensi (mm2) Bangunan 8 Lantai Bangunan 6 lantai Kolom pendukung1200 x 1200 Kolom pendukung1000 x 1000 Kolom lainnya800 x 800 Kolom lainnya700 x 700 PC beams1000 x 2500 PC beams800 x 2000 Untuk dimensi yang lain seperti balok induk, balok anak, dan dinding geser, ukuran disamakan. Bentuk denah dan permodelan 3D bangunan dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar IV. 22 Denah Lantai 1 Bangunan 6 Lantai

Denah lantai 3 bangunan dimana sudah ada balok transfer :

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Gambar IV. 23 Denah Lantai 3 Bangunan 6 Lantai : Tampak depan bangunan

Gambar IV. 24 Tampak Depan Bangunan 6 Lantai ialah sebagai berikut : Dan bentuk 3D bangunan

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Gambar IV. 25 Bentuk 3D Tampak Depan Bangunan Pembebanan yang dilakukan ialah : Untuk pembebanan gravitasi dan gempa sama seperti bangunan 8 lantai. -

Pembebanan Gaya Prategang Gaya prategang yang bekerja pada balok akan dihitung dengan metode load balancing dan prosedur yang sama persis dengan perhitungan di model bangunan 8 lantai. Momen-momen lapangan akibat beban gravitasi dan beban gempa pada balok ialah : MDL + MSDL + MLL = 2938 kN m MEQX + MEQY = 260,46 kN m. Oleh karena momen dari gaya-gaya ga ya-gaya gravitasi > momen dari gaya gempa maka balok berada dalam kondisi gravity dominated. Tendon seharusnya diletakkan seatas mungkin dari cgc  balok. elapangan = 1250 – 140 mm = 1110 mm. P dibutuhkan = MgravitasiTOTAL / elapangan = 3416,27 kN Tegangan final strand = 0,6 fpu = 1816 Mpa A needed = P / 0,6 fpu = 3061,181 mm2 A nominal 1 strand = 98,71 mm2 Butuh strand = 31,01, ambil 32 buah strand.

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Setelah diketahui kebutuhan jumlah strand, kemudian dicari besarnya equivalent load balancing : Dengan 32 strand yang dibutuhkan, diambil P lateral akibat prategang = 3525,13 kN. Besarnya beban ekivalen terbagi rata keatas dan kebawah ialah qekivalen (↑↑↑) =, qekivalen (↓↓↓) =,

= 156,13 = 624,514

Beserta momen luar akibat eksentrisitas tendon yang bekerja pada ujung ialah : P x etumpuan = 3525,13 x 0,575 = 2026,95 kN m. Permodelan  pembebanan gaya prategang menjadi :

Gambar IV. 26 Pembebanan Gaya Prategang pada TB Bangunan 6 Lantai

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Gambar IV. 27 Pembebanan Momen akibat Gaya Prategang  pada TB Setelah semua pembebanan dimasukkan ke dalam model, analisa terhadap model pun dilakukan. HASIL RUNNING : - Periode Getar, Pola Ragam Getar, dan Partisipasi Massa Bangunan 6 Lantai Periode getar, pola ragam getar, dan partisipasi massa bangunan 6 lantai dapat dilihat  pada tabel berikut : Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

PeriodUXUYSumUX SumUY RZSumRZ 0 81,223700,32090,32090,782935 81,2237 083,03200,32090,48296983,032 81,2237 0,1080 81,331783,032 80,0347 80,35570,330053 80,35570,330053 0,190791 11,63160 92,963483,0320 80,3557 0,17932608,9955 92,9634 92,02760 80,3557 0,13292401,0445 0,13292401,0445 92,963493,0720 92,963493,0720 80,3557 0,1086241,84610 0,1086241,84610 94,809593,0726,7292 94,809593,0726,7292 87,0849 0,10167200,1664 94,8095 93,23840 87,0849 0,0972741,1565095,966 93,23844,9598 92,0447 0,08786401,607695,966 94,84610 92,0447 0,081470,66710 96,6331 94,84611,0435 93,0882 0,06630902,0694 96,6331 96,91550 93,0882 0,0644591,56570 98,1988 96,91550,3075 93,3956 0,05920801,2336 98,1988 98,14910 93,3957 0,0476840,98030 99,1791 98,14910,0167 93,4123

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI 16 0,038957 17 0,025604 18 0,023766

0 0,7451 0

1,0625 99,1791 99,2116 0 99,9242 99,2117 0,7146 99,9242 99,9262

0 93,4123 0,2341 93,6465 0 93,6465

Dari tabel diatas, dapat dilihat bahwa : Mode 1 : T = 0,783 s ; arah translasi x Mode 2 : T = 0,483 s ; arah translasi y Mode 3 : T = 0,33 s ; arah rotasi z Selain itu pada mode ke 9 partisipasi massa untuk ketiga DOF mayor (translasi x, translasi y, rotasi z) sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi peraturan SNI 03-1726-2002. Modes yang sudah ada tidak perlu ditambah kembali. -

Gaya Geser Dasar Struktur Gaya geser dasar dinamik struktur berdasarkan analisa program harus dibandingkan dengan gaya geser dasar statik struktur yang dihitung dengan rumus V = C I Wt / R. Gaya geser dinamik harus melebihi 80% gaya statik struktur. Perbandingan kedua hasil dapat dilihat pada perhitungan dibawah : Berdasarkan hasil ETABS, Vxbase dinamik = 4212,11 kN Vybase dinamik = 4288,62 kN Cx 0,75 I 1 Rx 5,5 Massa bangunan 3588,68 ton Wt 35204,68 kN V = C I Wt / R Vxstatik 4800,68 kN Vystatik 4800,68 kN

Cy I Ry

0,75 1 5,5

0.8 Vxstatik 3840,544 kN 0.8 Vystatik 3840,544 kN

Vx dan Vy dinamik sudah lebih besar daripada 80% V statik oleh karena itu faktor  perbesaran untuk pembebanan pembeb anan gempa tidak perlu dilakukan. -

Gaya Geser Tingkat Struktur Berdasarkan analisa dinamik yang dilakukan ETABS, didapatkan grafik gaya geser lantai struktur bangunan 6 lantai ialah sebagai berikut :

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Story Shear Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai

Story Shear X Bangunan 6 Lantai Story Shear Y Bangunan 6 Lantai

3 2 1 0

1000 2000 3000 4000 5000 V (kN) Gambar IV. 28 Gaya Geser Tingkat Bangunan 6 Lantai

- Kinerja Layan dan Kinerja Ultimit Struktur Bangunan 6 Lantai Kinerja Layan : simpangan antar tingkat tidak boleh melebihi 0,03/R * h lantai. Kinerja Ultimit : simpangan antar tingkat dikali dengan faktor 0,7R, hasilnya tidak  boleh melebihi 0,02 * h lantai. Hasil perhitungan kinerja layan dan ultimit bangunan dapat dilihat pada grafik berikut : Drift Bangunan 6 Lantai akibat eqx 6 5 4 Lantai 3 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

Gambar IV. 29 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa x

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Drift Bangunan 6 Lantai akibat eqy 6 5 Lantai 4 3 2 1 0

50 Drift (mm)

100

Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

Gambar IV. 30 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa y Dapat dilihat dari grafik diatas bahwa nilai simpangan antar-lantai bangunan tidak melebihi batas baik simpangan layan maupun simpangan ultimit. Hal ini menunjukkan bahwa kekakuan struktur sudah memadai sehingga tidak terjadi simpangan yang berlebihan. -

C2

Kinerja Sistem Transfer

C4

C6

Gambar IV. 31 Sistem Transfer Bangunan 6 Lantai Sistem transfer dalam bangunan 6 lantai terdiri atas balok transfer (TB) yang berupa  balok prategang dan kolom-kolom kolo m-kolom pendukung berukuran beruku ran 1000x1000 mm2 yang  berada di sepanjang lantai 1-4 bangunan. b angunan. Kinerja dari sistem transfer ini akan dievaluasi dengan mencari tahu besarnya gaya-gaya yang ditransfer, gaya-gaya dalam

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI  pada kolom pendukung, penduku ng, dan displacement baik pada balok b alok transfer maupun titik tengah struktur. Pembahasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai berikut :

Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer oleh TB Beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari  besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada p ada balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebut dapat dilihat pada tabel berikut : DL SDL LL Total

Beam 1 2077,81 kN 617,67 kN 476,29 kN 3171,77 Total

Beam 2 2077,83 617,68 476,29 3171,8

kN kN kN kN

Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer oleh TB Hampir sama dengan beban gravitasi, beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada  balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebu t dapat dilihat pada tabel berikut : Balok Transfer EQ x283,4 EQ y94,43 Ev1 Ev2 Eqx + Eqy + Ev1 Eqx + Eqy + Ev2

333,1 -311,68 710,93 66,15

kN kN kN kN kN kN

Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer dapat dilihat dari penjumlahan gayagaya geser kolom pendukung pada lantai 1.

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Gambar IV. 32 Gaya Geser Pada Kolom Pendukung Merepresentasikan Gaya Geser yang Ditransfer oleh TB Besarnya gaya-gaya dapat dilihat pada tabel dibawah : Gaya Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Eqx627,22 Eqy245,2

kN kN

Displacement di Tengah TB akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa Selain gaya-gaya yang ditransfer, dilihat juga besarnya displacement yang terjadi  pada titik tengah bentang TB akibat ak ibat beban gravitasi dan beban b eban gempa. Hasil displacement dapat dilihat pada tabel berikut : GAYA GRAVITASI Uz Uz Uz

Beam 1 -10,8397 mm Beam 1 -2,6504 mm Beam 1 -3,4979 mm

Dead Load

Uz

Live Load

Uz

SDL

Uz

Beam 2 -10,8399 Beam 2 -2,6504 Beam 2 -3,4979

GAYA GEMPA Beam 1 Ux 20,3642 mm Beam 1 Uy 8,4755 mm

Eqx Eqy

Ux Uy

Beam 2 20,3645 mm Beam 2 8,4734 mm

mm mm mm

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Dalam melihat displacement pada titik tengah TB, digunakan juga kombinasi  pembebanan service yang sudah sud ah dilakukan sebelumnya untuk untu k menghitung gaya-gaya dalam. Besarnya displacement yakni : Bangunan 6 Lantai Displacement di Titik Tengah TB Kombinasi Serviceuz (mm) ux (mm) (m m) uy (mm) PE6,283 PE+DL+SDL-4,557 PE+DL+SDL+LL-10,705 PE+DL+SDL+LL+E1-14,32921,1123,316 PE+DL+SDL+LL+E2-13,9597,3468,907 PE+DL+SDL+LL+E3-10,95821,1253,346 PE+DL+SDL+LL+E4-10,5877,3608,937

Gaya-gaya Dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya dalam pada kolom pendukung yang terletak tepat di bawah TB dan kolomkolom pendukung pada lantai satu bangunan juga dicaritahu. Gaya aksial menandakan  besarnya gaya vertikal dari struktur struktu r yang ada di atasnya. Gaya geser merepresentasikan gaya lateral pada struktur. Selain itu, digunakan kombinasi  pembebanan service yakni komb inasi pembebanan gaya-gaya dengan faktor = 1 dan kombinasi dianggap mewakili kondisi bangunan sebenernya. Kombinasi pembebanan dapat dilihat sebagai berikut : 1. PE 2. PE + DL + SDL 3. PE + DL + SDL + LL 4. PE + DL + SDL + LL +E, dimana E1 = EV1 + Eqx + 0,3 Eqy E2 = EV1 + 0,3 Eqx + Eqy E3 = EV2 + Eqx + 0,3 Eqy E4 = EV2 + 0,3 Eqx + 1 Eqy Eq y Besarnya gaya-gaya dalam pada kolom pendukung lantai 3 : Lantai 3 PE

C2 -109,8

Aksial C4 -42,75

C6 -109,79

C2 39,28

Geser C4 0

C6 -39,28

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

-2015,73 -2295,53 -2960,38 -2859,99 -2508,35 -2407,96

-4951,87 -5861 -6543,7 -6787,74 -5335,66 -5579,7

-2015,76 -2295,57 -2960,44 -2860,03 -2508,4 -2407,99

-113,56 -141,65 -346,58 -227,78 -310,48 -191,68

0 0 236,82 78,41 236,82 78,41

C2 36,53 -106,24 -132,49 -344,91 -221,52 -310,28 -187,8

Geser C4 0 0 0 250,33 82,47 250,33 82,47

113,57 141,65 346,59 227,77 310,49 191,67

Kolom pendukung lantai 1 : Lantai 1 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

C2 -108,71 -2278,35 -2558,19 -3277,63 -3205,42 -2757,41 -2685,2

Aksial C4 -42,75 -5143,87 -6053 -6764,5 -6958,54 -5548,86 -5742,9

C6 -108,7 -2278,39 -2558,23 -3277,69 -3205,46 -2757,46 -2685,22

C6 -36,53 106,24 132,5 344,02 221,52 310,29 187,79

Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service Sama seperti kolom pendukung, gaya-gaya dalam TB juga dilihat berdasarkan kombinasi pembebanan service yang sudah dibuat. Bedanya pada balok transfer yang dilihat hanya gaya lintangnya karena dianggap merepresentasikan beban vertikal yang ditransfer ke bawah. Besarnya gaya lintang tersebut yakni : Kombinasi service PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4 -

Gaya Vertikal yang Ditransfer TB 275,67kN 2971,15kN 3447,44kN 3680,95kN 3446,11kN 3047,69kN 2812,86kN

Penulangan

Tulangan Longitudinal Balok Dengan cara yang sama seperti pada penulangan bangunan 8 lantai, didapatkan rasio tulangan longitudinal balok arah x dan arah y per lantai untuk bangunan 6 lantai ialah sebagai berikut :

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Lantai 6 5 4 3 2 1

Rasio (kg/m3) Long Balok arah xLong Balok arah y 40,5333,47 46,1743,69 48,3444,02 38,6944,09 40,0522,47 34,3721,00

Rasio Penulangan Longitudinal Balok Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai

Penulangan Longitudinal Balok arah X Penulangan Longitudinal Balok arah Y

3 2 1 0,00

20,00 40,00 Rasio (kg/m3)

60,00

Gambar IV. 33 Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 6 Lantai Dapat dilihat bahwa kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x menurun ketika di lantai 3 dikarenakan keberadaan balok prategang yang otomatis mengurangi jumlah tulangan non-prategang. Fenomena ini juga terjadi di model bangunan 8 lantai Tulangan Geser Balok Hasil rasio tulangan geser balok arah x dan arah y per lantai yakni : Rasio (kg/m3) Lantai Geser X Geser Y 6,473,43 6 5,594,24 5 7,205,15 4 14,044,47 3 5,972,50 2 3,672,17 1

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI

Penulangan Geser Balok Bangungan 6 Lantai 6 5 4 Lantai

Penulangan Geser Balok arah X Bangunan 6 Lantai Penulangan Geser Balok arah Y Bangunan 6 Lantai

3 2 1 0,00

5,00 10,00 Rasio (kg/m3)

15,00

Gambar IV. 34 Rasio Tulangan Geser Balok Bangunan 6 Lantaikebutuhan tulangan geser balok arah x, justru lonjakan terjadi di Dapat dilihat untuk lantai 3 oleh karena keberadaan TB yang membutuhkan banyak tulangan geser. Penulangan Kolom  Nilai rasio tulangan longitudinal longitud inal dan transversal kolom per lantai untuk untu k bangunan 6 lantai dapat dilihat pada tabel berikut : Lantai 6 5 4 3 2 1

Penulangan Longitudinal 80,020 80,020 108,638 80,020 86,601 97,736

Geser arah X 3,754 1,855 3,762 1,790 1,486 1,597

Geser Arah Y 5,055 3,951 2,707 1,486 1,486 2,297

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai

3 2 1 0,000

50,000 100,000 Rasio (kg/m3)

150,000

Gambar IV. 35 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai Penulangan Geser Kolom Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai 3 2 1 0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 Rasio (kg/m3)

Penulangan Geser Kolom arah X Bangunan 6 Lantai Penulangan Geser Kolom arah Y Bangunan 6 Lantai

Gambar IV. 36 Penulangan Geser Kolom Bangunan 6 Lantai Penulangan Dinding Geser (SW)

Gambar IV. 37 SW dengan End Piers hasil Section Designer ETABS

LAMPIRAN II : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI Dengan menggunakan tulangan secara uniform reinforcing, didapatkan rasio tulangan longitudinal dan tulangan geser SW sebagai berikut : Lantai 6 5 4 3 2 1

Longitudinal 38,34 38,34 38,34 59,82 130,37 200,93

Geser 78,36 78,36 78,36 97,16 144,05 186,43

Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai 3 2 1 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 Rasio (kg/m3)

Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai

Gambar IV. 38 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai 3 2 1 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 Rasio (kg/m3)

Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai

Gambar IV. 39 Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

LAMPIRAN III Bangunan 4 Lantai Bangunan model ketiga dalam variasi lantai ialah bangunan 4 lantai. Spesifikasi struktur yakni : •

Luas

: 648 m2

•

Panjang

: 18 m

•

Lebar

: 36 m

• •

Tinggi : 30 m Ukuran kolom pendukung : 800 x 800 mm2.

•

Ukuran kolom lain : 600 x 600 mm2

•

Ukuran balok induk : 400 x 600 mm2 (bentang 6 m) dan 400 x 900 mm2

•

(bentang 12 m) Ukuran balok anak : 500 x 250 mm2

•

Tebal shear wall : 250 mm Ukuran transfer beam : 600 x 1500 mm2.

• Spesifikasi material yang digunakan ialah : •

Beton Kuat tekan fc ‘

: 33 Mpa : 4700 fc′ = 27000 Mpa Mpa

Modulus Elastis Berat Jenis Beton : 2400 kg/m3

• Beton untuk Transfer Beam Kuat tekan fc ‘ : 33 Mpa : 4700 √fc′ = 27171,78 Mpa Modulus Elastis Berat Jenis Beton : 2400 kg/m3 •

Baja tulangan Tegangan Leleh

: 400 Mpa

• Untaian Kawat Prategang Jenis : uncoated seven wire strand – low relaxation Diameter nominal : 12,7 mm Berat nominal

: 1,1 kg/m

UTS

: 183,7 Kn

Kuat leleh

: 1670 Mpa

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Tegangan maks Luas nominal

: 1860 Mpa : 98,71 mm2

Modulus Elastis

: 190.000 Mpa

Ukuran Tendon

: Ө 90 mm

Perlu diperhatikan bahwa ada perbedaan dimensi komponen antara permodelan  bangunan 8 lantai, permodelan p ermodelan bangunan 6 lantai, dan permodelan bangunan bangun an 4 lantai. Perbedaan dimensi tersebut dapat dilihat dari tabel berikut : Bangunan 8 Lantai Kolom pendukung 1200 x 1200 Kolom lainnya800 x 800 PC beams1000 x 2500

Perbedaan Dimensi Bangunan 6 lantai Bangunan 4 lantai Kolom pendukung 1000 x 1000 Kolom pendukung 800 x 800 Kolom lainnya700 x 700 Kolom lainnya600 x 600 PC beams800 x 2000 PC beams600 x 1500

Untuk dimensia yang lain seperti balok induk, balok anak, dan dinding geser, ukuran disamakan. Bentuk denah dan permodelan 3D bangunan dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar IV. 40 Denah Lantai 1 Bangunan 4 Lantai Denah lantai 3 bangunan dimana sudah ada balok transfer :

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

Gambar IV. 41 Denah Lantai 3 Bangunan 4 Lantai : Tampak depan bangunan

Gambar IV. 42 Tampak Depan Bangunan 4 Lantai Dan bentuk 3D bangunan ialah sebagai berikut :

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

Gambar IV. 43 Bentuk 3D Tampak Depan Bangunan Pembebanan yang dilakukan ialah : Pembebanan gravitasi dan pembebanan gempa sama seperti model-model sebelumnya. -

Pembebanan Gaya Prategang Gaya prategang yang bekerja pada balok akan dihitung dengan metode load balancing dan prosedur yang sama persis dengan perhitungan di model bangunan 8 dan 6 lantai. Momen-momen lapangan akibat beban gravitasi dan beban gempa pada balok ialah : MDL + MSDL + MLL = 1135,878 kN m MEQX + MEQY = 42,32 kN m. Oleh karena momen dari gaya-gaya gravitasi > momen dari gaya gempa maka balok berada dalam kondisi gravity dominated. Tendon seharusnya diletakkan seatas mungkin dari cgc balok. elapangan = 750 – 140 mm = 610 mm. P dibutuhkan = MgravitasiTOTAL / elapangan = 1891,603 kN Tegangan final strand = 0,6 fpu = 1816 Mpa A needed = P / 0,6 fpu = 1694,985 mm2 A nominal 1 strand = 98,71 mm2 Butuh strand = 17,17, ambil 18 buah strand.

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Setelah diketahui kebutuhan jumlah strand, kemudian dicari besarnya equivalent load balancing : Setelah dipertimbangkan ukuran dan jumlah tendon serta lokasi  penempatannya, diambil nilai etumpuan = 350 3 50 mm, dimana e = jarak dari serat teratas balok ke centroid seluruh tendon pada daerah tumpuan. elapangandiambil elapangandiambil sebesar 140 mm dimana elapangan = jarak dari serat terbawah balok ke centroid tendon pada daerah lapangan. Dengan 18 strand yang dibutuhkan, diambil P lateral akibat prategang = 1982,88 kN. Besarnya beban ekivalen terbagi rata keatas dan kebawah ialah = 61,812 qekivalen (↑↑↑) =, = 247,248 qekivalen (↓↓↓) =, Beserta momen luar akibat eksentrisitas tendon yang bekerja pada ujung ialah : P x etumpuan = 1982,88 x 0,4 = 793,15 kN m. Permodelan  pembebanan gaya prategang menjadi :

Gambar IV. 44 Pembebanan Gaya Prategang pada TB Bangunan 4 Lantai

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

Gambar IV. 45 Pembebanan Momen akibat Gaya Prategang  pada TB Setelah semua pembebanan dimasukkan ke dalam model, analisa terhadap model pun dilakukan. HASIL RUNNING : -

Periode Getar, Pola Ragam Getar, dan Partisipasi Massa Bangunan 4

Lantai Periode getar, pola ragam getar, dan partisipasi massa bangunan 4 lantai dapat dilihat  pada tabel berikut : Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Period 0,48995 0,304078 0,196528 0,156844 0,115407 0,110705 0,09002 0,089272 0,087355 0,081335 0,080638 0,078646 0,071769

UX 82,0599 0 0,4072 0 11,764 0 0,2916 0 0,1553 0 0,0853 0 1,3776

UY 0 85,3562 0 4,4116 0 0,5941 0 1,2132 0 0,9095 0,0001 2,3769 0

SumUX SumUY 82,05990 82,0599 85,3562 82,4671 85,3562 82,4671 89,7679 94,2311 89,7679 94,2311 90,3619 94,5227 90,3619 94,5227 91,5751 94,678 91,5751 94,678 92,4846 94,7634 92,4847 94,7634 94,8616 96,141 94,8616

RZ 0,5716 0 83,2463 0 0,0067 0 0,2221 0 0,398 0,0009 5,182 0 0,0084

SumRZ 0,5716 0,5716 83,8179 83,8179 83,8246 83,8246 84,0468 84,0468 84,4448 84,4456 89,6276 89,6276 89,636

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0,067153 0,065298 0,056101 0,055873 0,045629 0,039004 0,0383 0,029434 0,027607 0,01709 0,014997

0,0001 1,2819 0 0,808 0 0,5882 0,0006 0,6712 0,0001 0,4918 0

0,1979 0 1,5206 0,0001 0,6073 0,0017 1,3388 0,0002 1,0617 0 0,3782

96,1411 97,423 97,423 98,2309 98,231 98,8191 98,8197 99,4908 99,4909 99,9827 99,9827

95,0595 95,0595 96,5801 96,5802 97,1875 97,1892 98,528 98,5282 99,5899 99,5899 99,968

0 0,5924 0 0,0528 0,0001 0,3431 0,0002 0,3751 0 0,0054 0

89,636 90,2284 90,2284 90,2812 90,2813 90,6244 90,6245 90,9997 90,9997 91,005 91,005

Dari tabel diatas, dapat dilihat bahwa : Mode 1 : T = 0,489 s ; arah translasi x Mode 2 : T = 0,304 s ; arah translasi y Mode 3 : T = 0,196 s ; arah rotasi z Selain itu pada mode ke 15 partisipasi massa untuk ketiga DOF mayor (translasi x, translasi y, rotasi z) sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi peraturan SNI 03-1726-2002. Modes yang sudah ada tidak perlu ditambah kembali. -

Gaya Geser Dasar Struktur

Gaya geser dasar dinamik struktur berdasarkan analisa program harus dibandingkan dengan gaya geser dasar statik struktur yang dihitung dengan rumus V = C I Wt / R. Gaya geser dinamik harus melebihi 80% gaya statik struktur. Perbandingan kedua hasil dapat dilihat pada perhitungan dibawah : Berdasarkan hasil ETABS, Vxbase dinamik = 2393,15 kN Vybase dinamik = 2480,19 kN Cx 0,75 I 1 Rx 5,5 Massa bangunan 1984,71 ton Wt 19472,57 kN V = C I Wt / R Vxstatik 2655,35 kN Vystatik 2655,35 kN

Cy I Ry

0,75 1 5,5

0.8 Vxstatik 2124,28 kN 0.8 Vystatik 2124,28 kN

Vx dan Vy dinamik sudah lebih besar daripada 80% V statik oleh karena itu faktor  perbesaran untuk pembebanan pembeb anan gempa tidak perlu dilakukan.

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

-

Gaya Geser Tingkat Struktur Berdasarkan analisa dinamik yang dilakukan ETABS, didapatkan grafik gaya geser lantai struktur bangunan 4 lantai ialah sebagai berikut :

Story Shear Bangunan 4 Lantai 4 3 Lantai

Story Shear X Bangunan 4 Lantai Story Shear Y Bangunan 4 Lantai

2 1 0

1000

2000 V (kN)

3000

Gambar IV. 46 Gaya Geser Tingkat Bangunan 4 Lantai -

Kinerja Layan dan Kinerja Ultimit Struktur Bangunan 4 Lantai Kinerja Layan : simpangan antar tingkat tidak boleh melebihi 0,03/R * h lantai. Kinerja Ultimit : simpangan antar tingkat dikali dengan faktor 0,7R, hasilnya tidak  boleh melebihi 0,02 * h lantai. Hasil perhitungan kinerja layan dan ultimit bangunan dapat dilihat pada grafik berikut : Drift Bangunan 4 Lantai akibat eqx 4 3 Lantai 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

Gambar IV. 47 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa x

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Drift Bangunan 4 Lantai akibat eqy 4 3 Lantai 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

Gambar IV. 48 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa y Dapat dilihat dari grafik diatas bahwa nilai simpangan antar-lantai bangunan tidak melebihi batas baik simpangan layan maupun simpangan ultimit. Hal ini menunjukkan bahwa kekakuan struktur sudah memadai sehingga tidak terjadi simpangan yang berlebihan. -

C2

Kinerja Sistem Transfer

C4

C6

Gambar IV. 49 Sistem Transfer Bangunan 6 Lantai Sistem transfer dalam bangunan 4 lantai terdiri atas balok transfer (TB) yang berupa  balok prategang dan kolom-kolom kolo m-kolom pendukung berukuran beruku ran 800x800 mm2 yang berada di sepanjang lantai 1-4 bangunan. Kinerja dari sistem transfer ini akan dievaluasi dengan mencari tahu besarnya gaya-gaya yang ditransfer, gaya-gaya dalam pada kolom pendukung, dan displacement baik pada balok transfer maupun titik tengah struktur. Pembahasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai berikut :

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer oleh TB Beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari  besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada p ada balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebut dapat dilihat pada tabel berikut : DL SDL LL Total

Beam 1 987,27 kN 251,18 kN 201,73 kN 1440,18 Total

Beam 2 987,28 251,18 201,73 1440,19

kN kN kN kN

Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer oleh TB Hampir sama dengan beban gravitasi, beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada  balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebu t dapat dilihat pada tabel berikut : Balok Transfer EQ x68,05 EQ y13,2 Ev1 Ev2 Eqx + Eqy + Ev1 Eqx + Eqy + Ev2

kN kN 194,84 kN -185,76 kN 276,09 kN -104,51 kN

Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer dapat dilihat dari penjumlahan gayagaya geser kolom pendukung di lantai 1.

Gambar IV. 50 Gaya Geser Pada Kolom Pendukung Merepresentasikan Gaya Geser yang Ditransfer oleh TB

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

Besarnya gaya-gaya dapat dilihat pada tabel dibawah : Gaya Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Eqx150,1 Eqy85,71

kN kN

Displacement di Tengah TB akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa Selain gaya-gaya yang ditransfer, dilihat juga besarnya displacement yang terjadi  pada titik tengah bentang TB akibat ak ibat beban gravitasi dan beban b eban gempa. Hasil displacement dapat dilihat pada tabel berikut : GAYA GRAVITASI Beam 1 -13,234 Beam 1 -2,8321 Beam 1 -3,6253

Uz Uz Uz

mm mm mm

Dead Load Live Load SDL

Uz Uz Uz

Beam 2 -13,2347 Beam 2 -2,8321 Beam 2 -3,6254

mm mm mm

GAYA GEMPA Ux Uy

Beam 1 11,7087 mm Beam 1 5mm

Eqx Eqy

Ux Uy

Beam 2 11,7094mm Beam 2 5mm

Dalam melihat displacement pada titik tengah TB, digunakan juga kombinasi  pembebanan service yang sudah sud ah dilakukan sebelumnya untuk untu k menghitung gaya-gaya dalam. Besarnya displacement yakni : Bangunan 4 Lantai Displacement di Titik Tengah TB uz (mm)ux (mm)uy (mm) PE7,136 PE+DL+SDL-6,099 PE+DL+SDL+LL-12,557 PE+DL+SDL+LL+E1-16,14612,3282,039 PE+DL+SDL+LL+E2-15,7884,4745,365 PE+DL+SDL+LL+E3-10,96012,3522,058 PE+DL+SDL+LL+E4-10,6034,4975,383

Gaya-gaya Dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Gaya-gaya dalam pada kolom pendukung yang terletak tepat di bawah TB dan kolomkolom pendukung pada lantai satu bangunan juga dicaritahu. Gaya aksial menandakan  besarnya gaya vertikal dari struktur struktu r yang ada di atasnya. Gaya geser merepresentasikan gaya lateral pada struktur. Selain itu, digunakan kombinasi  pembebanan service yakni komb inasi pembebanan gaya-gaya dengan faktor = 1 dan kombinasi dianggap mewakili kondisi bangunan sebenernya. Kombinasi pembebanan dapat dilihat sebagai berikut : 1. PE 2. PE + DL + SDL 3. PE + DL + SDL + LL 4. PE + DL + SDL + LL +E, dimana E1 = EV1 + Eqx + 0,3 Eqy E2 = EV1 + 0,3 Eqx + Eqy E3 = EV2 + Eqx + 0,3 Eqy E4 = EV2 + 0,3 Eqx + 1 Eqy Eq y Besarnya gaya-gaya dalam pada kolom pendukung lantai 3 : Lantai 3 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

C2 -52,87 -893,97 -1004,84 -1224,91 -1199,93 -967,59 -942,61

Aksial C4 -23,9 -2221,3 -2584,66 -2940,01 -2961,87 -2264,44 -2286,3

C6 -52,87 -893,98 -1004,85 -1224,89 -1199,91 -967,57 -942,59

C2 14,02 -51,24 -62,23 -107,49 -85,36 -87,42 -65,29

Geser C4 0 0 0 45,56 15,21 45,56 15,21

C6 -14,02 51,24 62,23 107,49 85,32 87,42 65,25

C2 12,09 -44,51 -54,05 -110,81 -81,39 -93,41 -63,98

Geser C4 0 0 0 57,59 18,81 57,59 18,81

C6 -12,09 44,51 54,05 110,81 81,36 93,4 63,95

Kolom pendukung lantai 1 : Lantai 1 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

C2 -52,31 -1087,09 -1197,97 -1457,57 -1445,57 -1142,14 -1130,15

Aksial C4 -23,9 -2344,18 -2707,54 -3081,32 -3103,18 -2368,88 -2390,75

C6 -52,31 -1087,1 -1197,98 -1457,55 -1445,56 -1142,12 -1130,13

Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Sama seperti kolom pendukung, gaya-gaya dalam TB juga dilihat berdasarkan kombinasi pembebanan service yang sudah dibuat. Bedanya pada balok transfer yang dilihat hanya gaya lintangnya karena dianggap merepresentasikan beban vertikal yang ditransfer ke bawah. Besarnya gaya lintang tersebut yakni : Kombinasi service PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

-

Gaya Vertikal yang Ditransfer TB 119,97kN 1358,4kN 1560,15kN 1666,37kN 1597,65kN 1290,95kN 1222,22kN

Penulangan

Tulangan Longitudinal Balok Dengan cara yang sama seperti pada penulangan bangunan 8 dan 6 lantai, didapatkan rasio tulangan longitudinal balok arah x dan arah y per lantai untuk bangunan 4 lantai ialah sebagai berikut :

Lantai 4 3 2 1

Rasio (kg/m3) Long Balok arah xLong Balok arah y 35,2934,68 34,8343,22 32,7120,42 31,3920

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Rasio Penulangan Longitudinal Balok Bangunan 4 Lantai 4 3 Lantai 2 1 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 Rasio (kg/m3)

Penulangan Longitudinal Balok arah X Penulangan Longitudinal Balok arah Y

Gambar IV. 51 Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 4 Lantai Dapat dilihat bahwa kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x pada model  bangunan 4 lantai ini justru meningkat m eningkat di lantai 3 bangunan, berbeda b erbeda dengan kedua model sebelumnya. Hal ini disebabkan oleh gaya prategang pada TB di bangunan 4 lantai kurang begitu berkontribusi dalam menahan gaya gravitasi sehingga rasio tulangan tetap cukup besar. Tulangan Geser Balok Hasil rasio tulangan geser balok arah x dan arah y per lantai yakni : Rasio (kg/m3) Lantai Geser X Geser Y 5,914,13 4 5,444,14 3 2,382,16 2 1,642,16 1

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Penulangan Geser Balok Bangungan 4 Lantai 4 3 Lantai

Penulangan Geser Balok arah X Bangunan 4 Lantai Penulangan Geser Balok arah Y Bangunan 4 Lantai

2 1 0

2

4 6 Rasio (kg/m3)

8

Gambar IV. 52 Rasio Tulangan Geser Balok Bangunan 4 Lantai Dapat dilihat untuk kebutuhan tulangan geser balok arah x, justru lonjakan terjadi di lantai 3 oleh karena keberadaan TB yang membutuhkan banyak tulangan geser. Penulangan Kolom  Nilai rasio tulangan longitudinal longitud inal dan transversal kolom per lantai untuk untu k bangunan 4 lantai dapat dilihat pada tabel berikut : Lantai 4 3 2 1

Penulangan Longitudinal 111,89 80,02 80,02 84,85

Geser arah X 4,15 0 0 1,797

Geser Arah Y 3,972 0 0 1,797

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 4 Lantai 4 3 Lantai Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 4 Lantai

2 1 0

50 100 100 Rasio (kg/m3)

150

Gambar IV. 53 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 4 Lantai Rasio Penulangan Geser Kolom Bangunan 4 Lantai 4 3 Lantai 2 1 0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 Rasio (kg/m3)

Penulangan Geser Kolom arah X Bangunan 4 Lantai Penulangan Geser Kolom arah Y Bangunan 4 Lantai

Gambar IV. 54 Penulangan Geser Kolom Bangunan 4 Lantai Penulangan Dinding Geser (SW) Dinding geser yang digunakan dalam model ialah sebuah dinding bentuk kanal dengan end piers pada setiap ujungnya. Rasio tulangan didapatkan dengan memanfaatkan fitur shear wall design dari program ETABS, dan kemudian diolah untuk diketahui berat dari tulangan-tulangan yang ada. Bentuk dinding geser dengan pier ujung dapat dilihat  pada gambar berikut :

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI

Gambar IV. 55 SW dengan End Piers hasil Section Designer ETABS tulangan secara uniform reinforcing, didapatkan rasio tulangan Dengan menggunakan longitudinal dan tulangan geser SW sebagai berikut : Lantai 4 3 2 1

Longitudinal 38,34 38,34 82,82 145,71

Geser 78,36 78,36 78,36 89,89

Penulangan Longitudinal SW Bangunan 4 Lantai 4 3 Lantai Penulangan Longitudinal SW Bangunan 4 Lantai

2 1 0,00

50,00 100,00 150,00 200,00 Rasio (kg/m3)

Gambar IV. 56 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 4 Lantai

LAMPIRAN III : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN BANG UNAN 4 LANTAI Penulangan Geser SW Bangunan 4 Lantai 4 3 Lantai Penulangan Geser SW Bangunan 4 Lantai

2 1 75,00

80,00 85,00 90,00 Rasio (kg/m3)

95,00

Gambar IV. 57 Penulangan Geser SW Bangunan 4 Lantai

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800

LAMPIRAN IV Bangunan 6 Lantai TB 1800x800 Spesifikasi struktur dan denah sama seperti bangunan 6 lantai pada variasi pertama. Yang membedakan hanyalah ketinggian TB sehingga ukuran penampang TB menjadi 800x1800. Pembebanan yang dilakukan ialah : Untuk pembebanan gravitasi dan gempa sama seperti bangunan pada model-model sebelumnya. -

Pembebanan Gaya Prategang Momen-momen lapangan akibat beban gravitasi dan beban gempa pada  balok ialah : MDL + MSDL + MLL = 2560,907 kN m MEQX + MEQY = 296,91 kN m. Oleh karena momen dari gaya-gaya ga ya-gaya gravitasi > momen dari gaya gempa maka balok berada dalam kondisi gravity dominated. Tendon seharusnya diletakkan seatas mungkin dari cgc  balok. Diambil jarak sejauh 425 mm dari serat teratas ke centroid tendon pada  bagian tumpuan balok. Sedangkan S edangkan jarak dari serat terbawah ke centroid tendon diambil 140 mm, pada daerah lapangan balok. elapangan = 900 – 140 mm = 760 mm. P dibutuhkan = MgravitasiTOTAL / elapangan = 3369,61 kN Tegangan final strand = 0,6 fpu = 1816 Mpa A needed = P / 0,6 fpu = 3019,367 mm2 A nominal 1 strand = 98,71 mm2 Butuh strand = 30,588 ambil 32 buah strand. Setelah diketahui kebutuhan jumlah strand, kemudian dicari besarnya equivalent load balancing : Dengan 32 strand yang dibutuhkan, diambil P lateral akibat prategang = 3525,13 kN. Besarnya beban ekivalen terbagi rata keatas dan kebawah ialah

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 qekivalen (↑↑↑) =, qekivalen (↓↓↓) =,

= 134,368 = 537,473

Beserta momen luar akibat eksentrisitas tendon yang bekerja pada ujung ialah : P x etumpuan = 3525,13 x 0,475 = 1674,43 kN m. Permodelan  pembebanan gaya prategang menjadi :

Gambar IV. 58 Pembebanan Gaya Prategang pada TB Bangunan 6 Lantai TB 800x1800

Gambar IV. 59 Pembebanan Momen akibat Gaya Prategang pada TB 800x1800

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Setelah semua pembebanan dimasukkan ke dalam model, analisa terhadap model pun dilakukan. HASIL RUNNING : -

Periode Getar, Pola Ragam Getar, dan Partisipasi Massa Bangunan 6 Lantai

Periode getar, pola ragam getar, dan partisipasi massa bangunan 6 lantai TB 800x1800 dapat dilihat pada tabel berikut : Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Period 0,785926 0,482762 0,329812 0,190244 0,179126 0,132893 0,108259 0,101478 0,097218 0,087669 0,081368 0,066321 0,06444 0,059378 0,047641 0,039127 0,025593 0,023833

UX 81,1478 0 0,1228 11,6771 0 0 1,8491 0 1,1458 0 0,6775 0 1,597 0 0,9559 0 0,7515 0

UY 0 82,981 0 0 9,0508 1,0295 0 0,158 0 1,5929 0 2,0242 0 1,3062 0 1,0578 0 0,7252

SumUX SumUY 81,14780 81,1478 82,981 81,2706 82,981 92,9477 82,981 92,9477 92,0318 92,9477 93,0613 94,7968 93,0613 94,7968 93,2193 95,9426 93,2193 95,9426 94,8122 96,6201 94,8122 96,6201 96,8364 98,2171 96,8364 98,2171 98,1426 99,173 98,1426 99,173 99,2004 99,9245 99,2004 99,9245 99,9256

RZ 0,3362 0 79,9436 0,0001 0 0 6,6977 0 5,0789 0 0,9671 0 0,2881 0 0,0133 0 0,2384 0

SumRZ 0,3362 0,3362 80,2798 80,2799 80,2799 80,2799 86,9776 86,9776 92,0565 92,0565 93,0237 93,0237 93,3118 93,3118 93,3251 93,3251 93,5635 93,5635

Dari tabel diatas, dapat dilihat bahwa : Mode 1 : T = 0,786 s ; arah translasi x Mode 2 : T = 0,483 s ; arah translasi y Mode 3 : T = 0,33 s ; arah rotasi z Selain itu pada mode ke 9 partisipasi massa untuk ketiga DOF mayor (translasi x, translasi y, rotasi z) sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi peraturan SNI 03-1726-2002. Modes yang sudah ada tidak perlu ditambah kembali. -

Gaya Geser Dasar Struktur Gaya geser dasar dinamik struktur berdasarkan analisa program harus dibandingkan dengan gaya geser dasar statik struktur yang dihitung dengan rumus V = C I Wt / R.

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Gaya geser dinamik harus melebihi 80% gaya statik struktur. Perbandingan kedua hasil dapat dilihat pada perhitungan dibawah : Berdasarkan hasil ETABS, Vxbase dinamik = 4193,83 kN Vybase dinamik = 4271,38 kN Cx I Rx Massa Wt Vx Vy

0,75Cy 1I 5,5Ry 3575,3701 35074,38068 kN V = C I Wt / R 4782,870093 kN0.8 Vx 4782,870093 kN0.8 Vy

0,75 1 5,5

3826,296 kN 3826,296 kN

Vx dan Vy dinamik sudah lebih besar daripada 80% V statik oleh karena itu faktor  perbesaran untuk pembebanan pembeb anan gempa tidak perlu dilakukan. -

Gaya Geser Tingkat Struktur Berdasarkan analisa dinamik yang dilakukan ETABS, didapatkan grafik gaya geser lantai struktur bangunan 6 lantai TB 800x1800 ialah sebagai berikut :

Story Shear Bangunan 6 Lantai TB 800 x 1800 6 5 4 Lantai 3 2 1 0

Story Shear x 800x1800 Story Shear y 800x1600 1000

2000 3000 V (kN)

4000

5000

Gambar IV. 60 Gaya Geser Tingkat Bangunan 6 Lantai -

Kinerja Layan dan Kinerja Ultimit Struktur Bangunan 6 Lantai Kinerja Layan : simpangan antar tingkat tidak boleh melebihi 0,03/R * h lantai. Kinerja Ultimit : simpangan antar tingkat dikali dengan faktor 0,7R, hasilnya tidak  boleh melebihi 0,02 * h lantai.

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Hasil perhitungan kinerja layan dan ultimit bangunan dapat dilihat pada grafik berikut : Drift Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 akibat eqx 6 5 Drift x AN IV : Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

4 Lantai 3 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Gambar IV. 61 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa x Drift Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 akibat eqy 6 5 Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

4 Lantai 3 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Gambar IV. 62 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan y diatas bahwa nilai simpangan antar-lantai bangunan tidak Dapat dilihatGempa dari grafik melebihi batas baik simpangan layan maupun simpangan ultimit. Hal ini menunjukkan bahwa kekakuan struktur sudah memadai sehingga tidak terjadi simpangan yang berlebihan. -

Kinerja Sistem Transfer

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800

C4

C2

C6

Gambar IV. 63 Sistem Transfer Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Sistem transfer dalam bangunan 6 lantai terdiri atas balok transfer (TB) yang berupa  balok prategang dan kolom-kolom kolo m-kolom pendukung berukuran beruku ran 1000x1000 mm2 yang  berada di sepanjang lantai 1-4 bangunan. b angunan. Kinerja dari sistem transfer ini akan dievaluasi dengan mencari tahu besarnya gaya-gaya yang ditransfer, gaya-gaya dalam  pada kolom pendukung, penduku ng, dan displacement baik pada balok b alok transfer maupun titik tengah struktur. Pembahasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai berikut :

Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer oleh TB Beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari  besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada p ada balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebut dapat dilihat pada tabel berikut : DL SDL LL Total

Beam 1 1932,67 kN 588,98 kN 454,45 kN 2976,1 Total

Beam 2 1932,69 588,99 454,42 2976,1

Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer oleh TB

kN kN kN kN

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Hampir sama dengan beban gravitasi, beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada  balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebu t dapat dilihat pada tabel berikut : Balok Transfer EQ x267,71 EQ y88,56 Ev1 Ev2 Eqx + Eqy + Ev1 Eqx + Eqy + Ev2

310,35 -289,9 666,62 66,37

kN kN kN kN kN kN

Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer dapat dilihat dari penjumlahan gayagaya geser kolom pendukung pada lantai 1.

Gambar IV. 64 Gaya Geser Pada Kolom Pendukung Merepresentasikan Gaya Geser yang Ditransfer oleh TB Besarnya gaya-gaya dapat dilihat pada tabel dibawah : Gaya Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Eqx553,9 Eqy243,56

kN kN

Displacement di Tengah TB akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Selain gaya-gaya yang ditransfer, dilihat juga besarnya displacement yang terjadi  pada titik tengah bentang TB akibat ak ibat beban gravitasi dan beban b eban gempa. Hasil displacement dapat dilihat pada tabel berikut : GAYA GRAVITASI Uz Uz Uz

Beam 1 -12,5019 Beam 1 -3,1275 Beam 1 -4,1255

mm mm mm

Dead Load Live Load SDL

Uz Uz Uz

Beam 2 -12,5019 Beam 2 -3,1275 Beam 2 -4,1255

mm mm mm

GAYA GEMPA Ux Uy

Beam 1 20,4697 Beam 1 8,4514

mm mm

Eqx Eqy

Ux Uy

Beam 2 20,4697 Beam 2 8,4514

mm mm

Dalam melihat displacement pada titik tengah TB, digunakan juga kombinasi  pembebanan service yang sudah sud ah dilakukan sebelumnya untuk untu k menghitung gaya-gaya dalam. Besarnya displacement yakni : Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Displacement di Titik Tengah TB uz (mm)ux (mm) PE6,7662 PE+DL-9,8611 PE+DL+SDL+LL-12,9886 PE+DL+SDL+LL+E1-16,960921,2658 PE+DL+SDL+LL+E2-16,69577,4351 PE+DL+SDL+LL+E3-13,069621,2814 PE+DL+SDL+LL+E4-12,80447,4506

uy (mm)

3,3506 8,9136 3,3837 8,9467

Gaya-gaya Dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya dalam pada kolom pendukung yang terletak tepat di bawah TB dan kolomkolom pendukung pada lantai satu bangunan juga dicaritahu. Gaya aksial menandakan  besarnya gaya vertikal dari struktur struktu r yang ada di atasnya. Gaya geser merepresentasikan gaya lateral pada struktur. Selain itu, digunakan kombinasi  pembebanan service yakni komb inasi pembebanan gaya-gaya dengan faktor = 1 dan

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 kombinasi dianggap mewakili kondisi bangunan sebenernya. Kombinasi pembebanan dapat dilihat sebagai berikut : 1. PE 2. PE + DL + SDL 3. PE + DL + SDL + LL 4. PE + DL + SDL + LL +E, dimana E1 = EV1 + Eqx + 0,3 Eqy E2 = EV1 + 0,3 Eqx + Eqy E3 = EV2 + Eqx + 0,3 Eqy E4 = EV2 + 0,3 Eqx + 1 Eqy Eq y Besarnya gaya-gaya dalam pada kolom pendukung lantai 3 : C2 PE -109,69 PE+DL+SDL -1986,92 PE+DL+SDL+LL -2266,61 PE+DL+SDL+LL+E1 -2910,61 PE+DL+SDL+LL+E2 -2820,9 PE+DL+SDL+LL+E3 -2467,16

Aksial C4 -62,85 -4799,51 -5689,41 -6347,3 -6586,95 -5324,27

C6 -109,69 -1986,96 -2266,65 -2910,67 -2820,94 -2467,22

PE+DL+SDL+LL+E4 -2377,45

-5432,92

-2377,48

Lantai 3

C2 38,62 -114,03 -142,52 -332,39 -223,86 296,5

Geser C4 0 0 0 220,29 73,01 220,29

C6 -38,62 114,03 142,53 332,41 223,85 296,51

-187,96

73,01

87,96

Kolom pendukung lantai 1 : Aksial Lantai 1 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

Geser

C2

C4

C6

C2

C4

C6

-108,54 -2249,89 -2529,68 -3228,17 -3166,61 -2716,43 -2654,88

-62,85 -4991,51 -5881,41 -6558,1 -6757,75 -5397,47 -5587,12

-108,54 -2249,92 -2529,72 -3228,24 -3166,65 -2716,49 -2654,9

38,62 -106,61 -133,22 -330,22 -217,64 -296,7 -184,13

0 0 0 233,38 76,94 233,38 76,94

-38,62 106,61 133,23 330,23 217,63 296,72 184,12

Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service Sama seperti kolom pendukung, gaya-gaya dalam TB juga dilihat berdasarkan kombinasi pembebanan service yang sudah dibuat. Bedanya pada balok transfer yang

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 dilihat hanya gaya lintangnya karena dianggap merepresentasikan beban vertikal yang ditransfer ke bawah. Besarnya gaya lintang tersebut yakni : Kombinasi Service

Gaya Vertikal yang Ditransfer TB

TB 800x1800

-

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

296,53 2818,18 3272,63 3541,79 3321,94 2951,9 2732,06

kN kN kN kN kN kN kN

Penulangan

Tulangan Longitudinal Balok Dengan cara yang sama seperti pada penulangan bangunan 8 lantai, didapatkan rasio tulangan longitudinal balok arah x dan arah y per lantai untuk bangunan 6 lantai TB 800x1800 ialah sebagai berikut : Rasio (kg/m3) Lantai Long Balok arah x Long Balok arah y 6 39,49 33,60 5 47,18 43,34 4 49,77 43,77 3 38,24 44,45 2 40,16 22,46 1 34,42 20,99

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 6 5 Penulangan Longitudinal Balok arah X (800x1800) Penulangan Longitudinal Balok arah Y (800x1800)

4 Lantai 3 2 1 0,00

20,00 40,00 Rasio (kg/m3)

60,00

Gambar IV. 65 Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Dapat dilihat bahwa kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x menurun ketika di lantai 3 dikarenakan keberadaan balok prategang yang otomatis mengurangi jumlah tulangan non-prategang. Tulangan Geser Balok Hasil rasio tulangan geser balok arah x dan arah y per lantai yakni : Rasio (kg/m3) Lantai Geser X Geser Y 6,53,55 6 5,674,34 5 7,414,59 4 20,174,47 3 5,882,50 2 3,672,17 1

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Penulangan Geser Balok Bangungan 6 Lantai TB 800x1800 6 5 4 Lantai 3 2 1 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 Rasio (kg/m3)

Penulangan Geser Balok arah X Bangunan 6 Lantai (800x1800) Penulangan Geser Balok arah Y Bangunan 6 Lantai (800x1800)

Gambar IV. 66 Rasio Tulangan Geser Balok Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Dapat dilihat untuk kebutuhan tulangan geser balok arah x, justru lonjakan terjadi di lantai 3 oleh karena keberadaan TB yang membutuhkan banyak tulangan geser. Penulangan Kolom  Nilai rasio tulangan longitudinal longitud inal dan transversal kolom per lantai untuk untu k bangunan 6 lantai dapat dilihat pada tabel berikut : Lantai 6 5 4 3 2 1

Penulangan Longitudinal 80,020 80,020 112,512 80,020 86,559 97,784

Geser arah X 3,923 1,876 3,804 1,790 1,486 1,606

Geser Arah Y 5,078 3,964 2,707 1,486 1,486 2,293

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai (800x1800) 6 5 4 Lantai 3

Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai (800x1800)

2 1 0,000

50,000 100,000 100,000 Rasio (kg/m3)

150,000

Gambar IV. 67 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Penulangan Geser Kolom Bangunan 6 Lantai (800x1800) 6 5 4 Lantai 3 2 1 0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 Rasio (kg/m3)

Penulangan Geser Kolom arah X Bangunan 6 Lantai (800x1800) Penulangan Geser Kolom arah Y Bangunan 6 Lantai (800x1800)

Gambar IV. 68 Penulangan Geser Kolom Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Penulangan Dinding Geser (SW) Dengan menggunakan tulangan secara uniform reinforcing, didapatkan rasio tulangan longitudinal dan tulangan geser SW sebagai berikut : Lantai 6 5 4 3 2 1

Longitudinal 38,34 38,34 38,34 59,82 130,37 211,66

Geser 78,36 78,36 78,36 97,41 144,55 186,67

LAMPIRAN IV : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1800 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 6 5 4 Lantai 3

Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai (800x1800)

2 1 0

50

100 150 200 Rasio (kg/m3)

250

Gambar IV. 69 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai TB 800x1800 6 5 4 Lantai 3 2 1 0

Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai (800x1800) 50

100 150 Rasio (kg/m3)

200

Gambar IV. 70 Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai TB 800x1800

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600

LAMPIRAN V Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Spesifikasi struktur dan denah sama seperti bangunan 6 lantai pada variasi pertama. Yang membedakan hanyalah ketinggian TB sehingga ukuran penampang TB menjadi 800x1600. Pembebanan yang dilakukan ialah : Untuk pembebanan gravitasi dan gempa sama seperti bangunan pada model-model sebelumnya. -

Pembebanan Gaya Prategang Momen-momen lapangan akibat beban gravitasi dan beban gempa pada  balok ialah : MDL + MSDL + MLL = 2150,775 kN m MEQX + MEQY = 250,46 kN m. Oleh karena momen dari gaya-gaya ga ya-gaya gravitasi > momen dari gaya gempa maka balok berada dalam kondisi gravity dominated. Tendon seharusnya diletakkan seatas mungkin dari cgc  balok. Diambil jarak sejauh 425 mm dari serat teratas ke centroid tendon pada  bagian tumpuan balok. Sedangkan S edangkan jarak dari serat terbawah ke centroid tendon diambil 140 mm, pada daerah lapangan balok. elapangan = 800 – 140 mm = 660 mm. P dibutuhkan = MgravitasiTOTAL / elapangan = 3258,75 kN Tegangan final strand = 0,6 fpu = 1816 Mpa A needed = P / 0,6 fpu = 2920,03 mm2 A nominal 1 strand = 98,71 mm2 Butuh strand = 29,58 ambil 32 buah strand. Setelah diketahui kebutuhan jumlah strand, kemudian dicari besarnya equivalent load balancing :

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 Dengan 32 strand yang dibutuhkan, diambil P lateral akibat prategang = 3525,13 kN. Besarnya beban ekivalen terbagi rata keatas dan kebawah ialah qekivalen (↑↑↑) =, qekivalen (↓↓↓) =,

= 112,61 = 450,43

Beserta momen luar akibat eksentrisitas tendon yang bekerja pada ujung ialah : P x etumpuan = 3525,13 x 0,375 = 1321,92 kN m. Permodelan  pembebanan gaya prategang menjadi :

Gambar IV. 71 Pembebanan Gaya Prategang pada TB Bangunan 6 Lantai TB 800x1600

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600

Gambar IV. 72 Pembebanan Momen akibat Gaya Prategang pada TB Setelah 800x1600 semua pembebanan dimasukkan ke dalam model, analisa terhadap model pun dilakukan. HASIL RUNNING : -

Periode Getar, Pola Ragam Getar, dan Partisipasi Massa Bangunan 6

Lantai Periode getar, pola ragam getar, dan partisipasi massa bangunan 6 lantai TB 800x1600 dapat dilihat pada tabel berikut : Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Period 0,789247 0,482621 0,329588 0,189702 0,178978 0,132866 0,107898 0,101288 0,097167 0,08749 0,081296 0,066366 0,064455 0,059591

UX 81,0652 0 0,1393 11,726 0 0 1,8532 0 1,1353 0 0,6885 0 1,6266 0

UY 0 82,9261 0 0 9,1055 1,0166 0 0,1506 0 1,5792 0 1,9604 0 1,3952

SumUX SumUY 81,06520 81,0652 82,9261 81,2046 82,9261 92,9306 82,9261 92,9306 92,0317 92,9306 93,0482 94,7838 93,0482 94,7838 93,1989 95,919 93,1989 95,919 94,7781 96,6075 94,7781 96,6075 96,7385 98,2341 96,7386 98,2341 98,1337

RZ 0,3527 0 79,8492 0,0003 0 0 6,6592 0 5,2024 0 0,8865 0 0,2706 0

SumRZ 0,3527 0,3527 80,2019 80,2022 80,2022 80,2022 86,8614 86,8614 92,0639 92,0639 92,9504 92,9504 93,221 93,221

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 15 16 17 18

0,04759 0,9318 0,039318 0 0,025602 0,7586 0,023895 0

0 1,0557 0 0,7356

99,166 99,166 99,9246 99,9246

98,1337 0,0094 93,2304 99,1894 0 93,2304 99,1894 0,2458 93,4761 99,925 0 93,4761

Dari tabel diatas, dapat dilihat bahwa : Mode 1 : T = 0,789 s ; arah translasi x Mode 2 : T = 0,483 s ; arah translasi y Mode 3 : T = 0,329 s ; arah rotasi z Selain itu pada mode ke 9 partisipasi massa untuk ketiga DOF mayor (translasi x, translasi y, rotasi z) sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi peraturan SNI 03-1726-2002. Modes yang sudah ada tidak perlu ditambah kembali. - Gaya Geser Dasar Struktur Gaya geser dasar dinamik struktur berdasarkan analisa program harus dibandingkan dengan gaya geser dasar statik struktur yang dihitung dengan rumus V = C I Wt / R. Gaya geser dinamik harus melebihi 80% gaya statik struktur. Perbandingan kedua hasil dapat dilihat pada perhitungan dibawah : Berdasarkan hasil ETABS, Vxbase dinamik = 4175,26 kN Vybase dinamik = 4253,98 kN Cx I Rx

0,75 1 5,5

Massa Wt

3562,0567 34943,77623

Vx Vy

Cy I Ry

kN V = C I Wt / R 4765,060395 kN0.8 Vx 4765,060395 kN0.8 Vy

0,75 1 5,5

3812,048 3812,048

kN kN

Vx dan Vy dinamik sudah lebih besar daripada 80% V statik oleh karena itu faktor  perbesaran untuk pembebanan pembeb anan gempa tidak perlu dilakukan. -

Gaya Geser Tingkat Struktur Berdasarkan analisa dinamik yang dilakukan ETABS, didapatkan grafik gaya geser lantai struktur bangunan 6 lantai TB 800x1600 ialah sebagai berikut :

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600

Story Shear Bangunan 6 Lantai Balok 800 x 1600 6 5 4 Lantai 3

Story Shear X 800x1600 Story Shear Y 800x1600

2 1 0

1000 2000 3000 4000 5000 V (kN)

Gambar IV. 73 Gaya Geser Tingkat Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 -

Kinerja Layan dan Kinerja Ultimit Struktur Bangunan Bangunan 6 Lantai

Kinerja Layan : simpangan antar tingkat tidak boleh melebihi 0,03/R * h lantai. Kinerja Ultimit : simpangan antar tingkat dikali dengan faktor 0,7R, hasilnya tidak  boleh melebihi 0,02 * h lantai. Hasil perhitungan kinerja layan dan ultimit bangunan dapat dilihat pada grafik berikut : Drift Bangunan 6 Lantai 800x1600 akibat eqx 6 5 Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

4 Lantai 3 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Gambar IV. 74 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa x

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 Drift Bangunan 6 Lantai 800x1600 akibat eqy 6 5 Drift x Drift y Batas Layan Batas Ultimit Drift Ultimit x Drift Ultimit y

4 Lantai 3 2 1 0

20

40 60 Drift (mm)

80

100

Gambar IV. 75 Grafik Drift Bangunan akibat Pembebanan Gempa y Dapat dilihat dari grafik diatas bahwa nilai simpangan antar-lantai bangunan tidak melebihi batas baik simpangan layan maupun simpangan ultimit. Hal ini menunjukkan bahwa kekakuan struktur sudah memadai sehingga tidak terjadi simpangan yang berlebihan. -

C2

Kinerja Sistem Transfer

C4 Gambar IV. 76 Sistem Transfer Bangunan 6 Lantai TB 800x1600

C6

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 Sistem transfer dalam bangunan 6 lantai terdiri atas balok transfer (TB) yang berupa  balok prategang dan kolom-kolom kolo m-kolom pendukung berukuran beruku ran 1000x1000 mm2 yang  berada di sepanjang lantai 1-4 bangunan. b angunan. Kinerja dari sistem transfer ini akan dievaluasi dengan mencari tahu besarnya gaya-gaya yang ditransfer, gaya-gaya dalam  pada kolom pendukung, penduku ng, dan displacement baik pada balok b alok transfer maupun titik tengah struktur. Pembahasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai berikut : Beban Vertikal akibat Beban Gravitasi yang Ditransfer oleh TB Beban vertikal akibat beban gravitasi yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari  besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada p ada balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebut dapat dilihat pada tabel berikut : DL SDL LL Total

Beam 1 1769,17 kN 552,76 kN 426,91 kN 2748,84 Total

Beam 2 1769,17 552,76 426,91 2748,84

kN kN kN kN

Beban Vertikal akibat Beban Gempa yang Ditransfer oleh TB Hampir sama dengan beban gravitasi, beban vertikal akibat beban gempa yang ditransfer oleh TB dapat diketahui dari besarnya gaya dalam lintang yang terjadi pada  balok prategang. Gaya-gaya dalam lintang tersebu t dapat dilihat pada tabel berikut : Balok Transfer EQ x250,82 EQ y81,72 Ev1 Ev2 Eqx + Eqy + Ev1 Eqx + Eqy + Ev2

kN kN 284,59 kN -265,38 kN 617,13 kN 67,16 kN

Gaya Geser yang Ditransfer oleh Sistem Transfer Gaya geser yang ditransfer oleh sistem transfer dapat dilihat dari penjumlahan gayagaya geser kolom pendukung pada lantai 1.

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600

Gambar IV. 77 Gaya Geser Pada Kolom Pendukung Merepresentasikan Gaya Geser yang Ditransfer oleh TB Besarnya gaya-gaya dapat dilihat pada tabel dibawah : Gaya Geser yang Ditransfer Sistem Transfer Eqx505,53 Eqy241,95

kN kN

Displacement di Tengah TB akibat Beban Gravitasi dan Beban Gempa Selain gaya-gaya yang ditransfer, dilihat juga besarnya displacement yang terjadi  pada titik tengah bentang TB akibat ak ibat beban gravitasi dan beban b eban gempa. Hasil displacement dapat dilihat pada tabel berikut : GAYA GRAVITASI Uz Uz Uz

Beam 1 -14,5623 Beam 1 -3,7286 Beam 1 -4,9158

mm mm mm

Dead Load Live Load SDL

Uz Uz Uz

Beam 2 -14,5623 Beam 2 -3,7286 Beam 2 -4,9158

mm mm mm

GAYA GEMPA Ux Uy

Beam 1 20,5823 Beam 1 8,4284

mm mm

Eqx Eqy

Ux Uy

Beam 2 20,5823 Beam 2 8,4284

mm mm

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600

Dalam melihat displacement pada titik tengah TB, digunakan juga kombinasi  pembebanan service yang sudah sud ah dilakukan sebelumnya untuk untu k menghitung gaya-gaya dalam. Besarnya displacement yakni : Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Displacement di Titik Tengah TB uz (mm)ux (mm) PE7,1659 PE+DL-12,3122 PE+DL+SDL+LL-16,0408 PE+DL+SDL+LL+E1-20,428721,4379 PE+DL+SDL+LL+E2-20,3087,5387 PE+DL+SDL+LL+E3-15,892221,4555 PE+DL+SDL+LL+E4-15,77157,5562

uy (mm)

3,3918 8,926 3,4286 8,9627

Gaya-gaya Dalam Kolom Pendukung dengan Kombinasi Pembebanan Service Gaya-gaya dalam pada kolom pendukung yang terletak tepat di bawah TB dan kolomkolom pendukung pada lantai satu bangunan juga dicaritahu. Gaya aksial menandakan  besarnya gaya vertikal dari struktur struktu r yang ada di atasnya. Gaya geser merepresentasikan gaya lateral pada struktur. Selain itu, digunakan kombinasi  pembebanan service yakni komb inasi pembebanan gaya-gaya dengan faktor = 1 dan kombinasi dianggap mewakili kondisi bangunan sebenernya. Kombinasi pembebanan dapat dilihat sebagai berikut : 1. PE 2. PE + DL + SDL 3. PE + DL + SDL + LL 4. PE + DL + SDL + LL +E, dimana E1 = EV1 + Eqx + 0,3 Eqy E2 = EV1 + 0,3 Eqx + Eqy E3 = EV2 + Eqx + 0,3 Eqy E4 = EV2 + 0,3 Eqx + 1 Eqy Eq y Besarnya gaya-gaya dalam pada kolom pendukung lantai 3 : Lantai 3 PE

C2 -110,17

Aksial C4 -79,18

C6 -110,16

C2 38,22

Geser C4 0

C6 -38,22

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

-1951,59 -2229,83 -2850,12 -2771,91 -2416,91 -2338,7

-4635,23 -5503,63 -6135,64 -6320,5 -5069,29 -5254,15

-1951,63 -2229,87 -2850,19 -2771,95 -2416,97 -2338,73

-109,95 -138,06 -312,27 -213,86 -277,59 -179,18

0 0 202,4 67,15 202,4 67,15

109,95 138,07 312,29 213,86 277,6 179,17

Kolom pendukung lantai 1 : Aksial Lantai 1 PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

Geser

C2

C4

C6

C2

C4

C6

-108,97 -2215,01 -2493,45 -3168,14 -3118,07 -2666,52 -2616,45

-79,18 -4827,23 -5695,63 -6356,44 -6541,3 -5232,49 -5417,35

108,96 -2215,05 -2493,49 -3168,21 -3118,11 -2666,58 -2616,48

35,5 -102,73 -128,97 -310,9 -208,08 -278,54 -175,72

0 0 0 215,03 70,94 215,03 70,94

-35,5 102,74 128,98 310,92 208,07 278,55 175,71

Gaya-gaya Dalam TB dengan Kombinasi Pembebanan Service Sama seperti kolom pendukung, gaya-gaya dalam TB juga dilihat berdasarkan kombinasi pembebanan service yang sudah dibuat. Bedanya pada balok transfer yang dilihat hanya gaya lintangnya karena dianggap merepresentasikan beban vertikal yang ditransfer ke bawah. Besarnya gaya lintang tersebut yakni :

Kombinasi Service

Gaya Vertikal yang Ditransfer TB

TB 800x1600

-

PE PE+DL+SDL PE+DL+SDL+LL PE+DL+SDL+LL+E1 PE+DL+SDL+LL+E2 PE+DL+SDL+LL+E3 PE+DL+SDL+LL+E4

Penulangan

Tulangan Longitudinal Balok

314,11 2636,04 3062,95 3360,9 3156,99 2820,16 2616,25

kN kN kN kN kN kN kN

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 Dengan cara yang sama seperti pada model-model sebelumnya, didapatkan rasio tulangan longitudinal balok arah x dan arah y per lantai untuk bangunan 6 lantai TB 800x1600 ialah sebagai berikut : Rasio (kg/m3) Lantai Long Balok arah x Long Balok arah y 41,2433,86 6 48,5243,48 5 51,4543,93 4 40,7244,64 3 40,2822,45 2 34,520,98 1

Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 6 5 4 Lantai

Penulangan Longitudinal Balok arah X (800x1600) Penulangan Longitudinal Balok arah Y (800x1600)

3 2 1 0,00

20,00 40,00 Rasio (kg/m3)

60,00

Gambar IV. 78 Rasio Tulangan Longitudinal Balok Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Dapat dilihat bahwa kebutuhan tulangan longitudinal balok arah x menurun ketika di lantai 3 dikarenakan keberadaan balok prategang yang otomatis mengurangi jumlah tulangan non-prategang. Tulangan Geser Balok Hasil rasio tulangan geser balok arah x dan arah y per lantai yakni : Rasio (kg/m3) Lantai Geser X Geser Y

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 6 5 4 3 2 1

6,6 5,66 7,8 22,79 5,91 4,16

3,7 4,27 4,5 4,48 2,17 2,17

Penulangan Geser Balok Bangungan 6 Lantai TB 800x1600 6 5 4 Lantai

Penulangan Geser Balok arah X Bangunan 6 Lantai (800x1600) Penulangan Geser Balok arah Y Bangunan 6 Lantai (800x1600)

3 2 1 0,00

5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 Rasio (kg/m3)

Gambar IV. 79 Rasio Tulangan Geser Balok Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Dapat dilihat untuk kebutuhan tulangan geser balok arah x, justru lonjakan terjadi di lantai 3 oleh karena keberadaan TB yang membutuhkan banyak tulangan geser. Penulangan Kolom  Nilai rasio tulangan longitudinal longitud inal dan transversal kolom per lantai untuk untu k bangunan 6 lantai dapat dilihat pada tabel berikut : Lantai 6 5 4 3 2 1

Penulangan Longitudinal 80,020 80,020 117,265 80,020 86,506 97,83

Geser arah X 4,148 1,915 3,92 1,193 1,486 1,603

Geser Arah Y 4,392 3,266 2,707 1,486 1,486 2,289

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai 6 (800x1600) 5 4 Lantai

Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai (800x1600)

3 2 1 0,000

50,000 100,000 100,000 Rasio (kg/m3)

150,000

Gambar IV. 80 Penulangan Longitudinal Kolom Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Penulangan Geser Kolom Bangunan 6 Lantai (800x1600) 6 5 4 Lantai

Penulangan Geser Kolom arah X Bangunan 6 Lantai (800x1600) Penulangan Geser Kolom arah Y Bangunan 6 Lantai (800x1600)

3 2 1 0,000

1,000

2,000 3,000 4,000 Rasio (kg/m3)

5,000

Gambar IV. 81 Penulangan Geser Kolom Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Penulangan Dinding Geser (SW) Dengan menggunakan tulangan secara uniform reinforcing, didapatkan rasio tulangan longitudinal dan tulangan geser SW sebagai berikut : Lantai 6 5 4 3 2 1

Longitudinal 38,34 38,34 38,34 61,35 131,9062 213,197

Geser 78,36 78,36 78,36 97,41 146,56 186,93

LAMPIRAN V : PERMODELAN DAN HASIL BANGUNAN 6 LANTAI TB 800X1600 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai

Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai (800x1600)

3 2 1 0

50

100 150 200 Rasio (kg/m3)

250

Gambar IV. 82 Penulangan Longitudinal SW Bangunan 6 Lantai TB 800x1600 Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai 6 5 4 Lantai Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai (800x1600)

3 2 1 0

50

100 150 Rasio (kg/m3)

200

Gambar IV. 83 Penulangan Geser SW Bangunan 6 Lantai TB 800x1600

91