TUGAS STRUKTUR TAHAN GEMPA
ANALISIS STRUKTUR GEDUNG GRAHA PENA MAKASSAR Dosen Pengampu Mata Kuliah : Ashar Saputra, S.T., M.T., Ph.D.
Dikerjakan Oleh : KELOMPOK III ALGAZT ARYAD MASAGALA
(355373)
FIDERIKO FELNY
(357300)
MUHAMMAD HAYKAL
(355440)
S2. TEKNIK STRUKTUR (PAGI)
PROGRAM STUDI PASCASARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014
KATA PENGANTAR
Assalamu Alaikum Warahmatullahi Warahmatullahi Wabarakatuh Alhamdulillah, dengan segala kerendahan hati serta puji syukur, kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala kasih sayang-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas mata kuliah Struktur Tahan Gempa dengan judul “ Analis Struktur Gedung Graha Pena Makassar ”, ”, untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan studi pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Sangatlah disadari bahwa penyusunan tugas ini masih banyak mengalami kekurangan, dalam hal ini kami telah berusaha mencurahkan dan mengimplementasikan pemikiran semaksimal mungkin untuk menyelesaikan tugas ini. Terwujudnya tugas ini tidak terlepas dari bantuan, dorongan dan bimbingan dari beberapa pihak, karena itu sangatlah wajar jika kami menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat : 1. Bapak Prof. Ir. Iman Satyarno, M.E., Ph.D., dan Ashar Saputra, S.T., M.T., Ph.D., selaku dosen pengampuh mata kuliah Struktur Tahan Gempa yang telah banyak meluangkan tenaga dan pikiran guna mengarahkan serta memberikan petunjuk yang berguna kepada kami sehingga tugas ini dapat terselesaikan. 2. Dosen dan staf administrasi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada yang telah membantu selama proses perkuliahan. 3. Rekan-rekan Mahasiswa S2 Teknik Struktur Pagi yang telah bersama – sama sama mencurahkan pikiran dan ide – ide kreatif dalam proses penyelesaian tugas ini. 4. Secara khusus kami sampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada kedua Orang Tua kami tercinta dan Keluarga yang selalu setia dan tak putus putusnya memanjatkan Do’a demi keberhasilan kami, sehingga kami diberi kekuatan dan kesabaran dalam menyelesaikan pendidikan di Universitas Gadjah Mada. Kami juga menyadari adanya kekurangan dalam diri kami yang membuat tugas ini jauh dari kesempurnaan. Untuk itu kritik dan saran yang sifatnya i
membangun
dari
rekan-rekan
pembaca
sangatlah
kami
harapkan
demi
kesempurnaan tugas ini. Akhirnya kami berharap agar apa yang kami laksanakan ini bermanfaat dan dapat memberikan wawasan keilmuan bagi semua pihak yang membutuhkan. Wassalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Yogyakarta,
Juni 2014
Penyusun
ii
DAFTAR ISI .................................................................. ........................................ .................. KATA PENGANTAR ............................................
i
DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ................................. ...........
iii
DAFTAR GAMBAR .......................................... ................................................................ ............................................ ......................
v
................................................................ ............................................ .......................... .... DAFTAR TABEL ..........................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN .......................................... ................................................................ ........................................ ..................
vii
............................................................... ............................................ .......................... .... DAFTAR NOTASI .........................................
viii
BAB I PENDAHULUAN .......................................... ................................................................ ..................................... ...............
1
BAB II SPESIFIKASI TEKNIS DAN PEMODELAN STRUKTUR .......
2
2.1 Data Bangunan .......................................... ................................................................ ........................................ ..................
2
2.2 Standar Peraturan Struktur yang Digunakan ..................................... .....................................
2
2.3 Pembebanan .......................................... ................................................................ ............................................ ......................
3
2.4 Pemodelan Struktur Bangunan........................................... .......................................................... ...............
4
BAB III ANALISIS ............................................ .................................................................. ............................................ ......................
5
3.1 Penentuan Parameter Gaya Gempa ............................................ ................................................... .......
5
3.2 Penentuan Parameter Analisis Gaya Lateral ..................................... .....................................
5
3.3 Analisis Parameter Percepatan Desain ........................................... .............................................. ...
5
3.4 Desain Time History Analysis (THA) ........................................... ............................................... ....
6
3.5 Asumsi Dalam Analisis Model Struktur ........................................... ...........................................
7
3.6 Waktu Getar Alami Hasil Analisis ......................................... .................................................... ...........
7
3.7 Analisis Respon Spektrum (RSA).......................................... ..................................................... ...........
8
3.8 Output Gaya – Gaya – Gaya Gaya dalam ............................................. ............................................................... ..................
10
3.9 Perencanaan Struktur ........................................... .................................................................. ............................. ......
11
3.9.1 Perencanaan Plat Lantai ............................................ ........................................................... ...............
11
3.9.2 Perencanaan Balok ......................................... ............................................................... .......................... ....
12
3.9.3 Perencanaan Kolom ........................................... ................................................................. ......................
13
3.9.4 Perencanaan Dinding Geser .......................................... ..................................................... ...........
14
iii
................................................................ ..................................... ............... BAB IV PEMBAHASAN..........................................
15
........................................................ ............... BAB V KESIMPULAN DAN SARAN SARAN .........................................
17
5.1 Kesimpulan ........................................... ................................................................. ............................................ ......................
17
5.2 Saran........................................... ................................................................. ............................................ ................................. ...........
17
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
18
LAMPIRAN
iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Denah Lantai 1 ................................................................................
4
Gambar 2 Denah Lantai Atap ..........................................................................
4
Gambar 3 Tampak Depan Model .....................................................................
4
Gambar 4 Tampak Belakang Model ................................................................
4
Gambar 5 Grafik Respon Spektrum Gempa Rencana......................................
6
Gambar 6 Grafik Respon Time History Analysis.............................................
6
Gambar 7 Story Displacement arah X..............................................................
8
Gambar 8 Story Displacement arah Y..............................................................
9
Gambar 9 Diagram iteraksi Kolom K1 ............................................................
13
Gambar 10 Diagram iteraksi Kolom K2 ..........................................................
13
Gambar 11 Diagram iteraksi Kolom K4 ..........................................................
14
Gambar 12 Diagram iteraksi Kolom K5 ..........................................................
14
v
DAFTAR TABEL Tabel 1 Periode Alami dan Partisipasi Massa dalam arah X dan Y Penampang Utuh ( Full Dimension) ........................................................................
7
Tabel 2 Periode Alami dan Partisipasi Massa dalam arah X dan Y Penampang Retak (Crack Dimension) ....................................................................
8
Tabel 3 Perbandingan Periode Alami Penampang Utuh dan Penampang Retak .........................................................................
8
Tabel 4 Hasil perhitungan drift antar tingkat akibat gempa arah X ………….
9
Tabel 5 Hasil perhitungan drift antar tingkat akibat gempa arah Y ………….
9
Tabel 6 Gaya – Gaya Dalam Pada Balok ........................................................
10
Tabel 7 Gaya – Gaya Dalam Pada Kolom ......................................................
10
Tabel 8 Gaya – Gaya Dalam Pada Dinding Geser …………………………...
11
Tabel 9 Resume Hasil Perencanaan Plat Lantai ……………………………...
11
Tabel 10 Resume Hasil Perencanaan Balok …………………..……………...
12
Tabel 11 Resume Hasil Perencanaan Kolom ………………..…………..…...
13
Tabel 12 Resume Hasil Perencanaan Dinding Geser ………..…………..…...
14
vi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I
(Tabel SNI 1726 – 2012)
Lampiran II
(Pembebanan)
Lampiran III (Hasil Analisis Etabs) Lampiran IV (Perencanaan Struktur) Lampiran V
(Gambar Detail Struktur)
vii
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
a
: Tinggi penampang tegangan persegi ekuivalen, mm
Ag
: Luas penampang bruto, mm 2
As
: Luas tulangan tarik, mm 2
As’
: Luas tulangan tekan, mm 2
Ast
: Luas tulangan total, mm2
Av
: Luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, mm2
A0
: Pengaruh puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana
b
: Lebar penampang beton, mm
C
: Koefisien gempa dasar
c
: Jarak sisi terluar ke garis netral, mm
Cc
: Gaya tekan pada beton, kN
Cs
: Gaya pada tulangan tekan, kN
di
: Simpangan horisontal lantai tingkat ke-i
d
: Jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik, mm
d’
: Jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan, mm
D p
: Diameter tulangan pokok, mm2
Ds
: Diemeter tulangan geser, mm2
DL
: Beban mati, kN
e
: Eksentrisitas gaya terhadap sumbu, mm
e b
: Eksentrisitas pada keadaan seimbang, mm
Ec
: Modulus elastisitas beton, MPa
Es
: Modulus elastisitas baja tulangan, MPa
EI
: Kekuatan lentur komponen struktur tekan, Nmm 2
f’c
: Kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa : Nilai akar kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa
Fi
: Beban gempa nominal statik ekuivalen, kN
f s
: Tegangan tulangan tarik, MPa viii
f’s
: Tegangan tulangan tekan, MPa
f y
: Tegangan leleh baja yang disyaratkan, MPa
g
: Percepatan gravitasi, 9810 mm/det2
h
: Tinggi penampang beton, mm
hn
: Ketinggian gedung, m
I
: Faktor keutamaan gedung
Ig
: Momen inersia dari penampang bruto terhadap garis sumbunya, mm 4
k
: Faktor panjang efektif kolom
ln
: Panjang bentang bersih balok, mm
ln
: Panjang bentang bersih kolom, mm
lu
: Panjang tak tertumpu kolom, mm
LL
: Beban hidup, kN
M1
: Momen terfaktor pada ujung komponen akibat beban tetap, kNm
M2
: Momen terfaktor pada ujung komponen akibat beban sementara
Mg
: Momen pada muka join, yang berhubungan dengan kuat lentur nominal balok (termasuk pelat yang berada dalam kondisi tarik) yang merangka pada join tersebut, kNm
Mn
: Kapasitas momen nominal penampang, kNm
M pr
: Momen lentur mungkin dari suatu komponen dtruktur, dengan atau tanpa gaya aksial. ditentukan dengan sifat-sifat komponen struktur pada muka joint dengan anggapan kuat tarik tulangan longitudinal sebesar 1,25 fy, kNm
Mu
: Momen luar yang bekerja, kNm : Nilai rata-rata hasil test penetrasi standar
n
: Jumlah tulangan perlu, batang
P b
: Kuat beban aksial nominal pada kondisi regangan seimbang, kN
Pn
: Beban aksial nominal, kN
Pu
: Beban aksial terfaktor, kN
R
: Faktor reduksi gempa
r
: Radius girasi suatu penampang komponen struktur tekan
s
: Selimut beton, mm ix
s
: Spasi sengkang, mm
s0
: Spasi maksimum tulangan transversal, mm
T
: Waktu getar alami fundamental struktur gedung, detik
V
: Gaya gempa dasar, kN
Vc
: Kuatgeser nominal yang disumbangkan oleh beton, kN
Ve
: Kuat geser rencana, kN
Vn
: Kuat geser nominal pada penampang, kN
Vs
: Kuat geser nominal yang disumbangkanoleh tulangan geser, kN
Vu
: Kuat geser terfaktor pada penampang, kN
WDL
: Berat beban mati bangunan, kN
Wi
: Berat lantai ke-i
WLL
: Berat beban hidup bangunan, kN
zi
: Tinggi tiap lantai gedung, m
β1
: Faktor reduksi tinggi balok tegangan ekuivalen beton
ρ
: Rasio penulangan tarik
ρ’
: Rasio penulanga tekan
ρ b
: Rasio penulangan dalam keadaan seimbang
: Faktor reduksi kekuatan
π
: Faktor daktilitas struktur
π
: Pi, 3,14
Ѱ
: Kekakuan relatif kolom
x
BAB I PENDAHULUAN Perencanaan struktur bangunan tahan gempa bertujuan untuk mencegah terjadinya keruntuhan struktur yang dapat berakibat fatal pada saat terjadi gempa. Kinerja struktur pada waktu menerima beban gempa dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1.
Akibat gempa ringan, struktur bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada elemen strukturalnya maupun pada elemen non-strukturalnya.
2.
Akibat gempa sedang, elemen struktural bangunan tidak boleh rusak tetapi elemen nonstrukturalnya boleh mengalami kerusakan ringan namun struktur bangunan masih dapat digunakan.
3.
Akibat gempa besar, baik elemen struktural maupun elemen non-struktural bangunan akan mengalami kerusakan, tetapi struktur bangunan tidak boleh runtuh. Menurut SEAOC Vision 2000 (Fema 451, 2006), gempa sedang ditetapkan sebagai
gempa dengan kemeungkinan terlampaui sebesar 50 % dalam rentang umur layan bangunan 50 tahun, yaitu gempa dengan periode ulang 75 tahun atau gempa yang kadang-kadang terjadi. Sedangkan gempa besar ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlampaui sebesar 10 % dalam rentang umur layan bangunan 50 tahun yaitu gempa dengan periode ulang 500 tahun atau gempa yang jarang terjadi. Berdasarkan filosofi desain yang ada (Fema 451, 2006), tingkat kinerja struktur bangunan akibat gempa rencana adalah life safety yaitu walaupun struktur bangunan dapat mengalami tingkat kerusakan yang cukup parah namun keselamatan penghuni dapat terjaga karena struktur bangunan tidak sampai runtuh. Secara umum, respon struktur gedung yang baik terhadap gempa kuat (gempa yang lebih besar dari gempa rencana) ditetapkan sebagai kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca elastic yang besar secara berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa diatas beban gempa yang mengakibatkan terjadinya pelelehan signifikan pertama. Sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan. Untuk dapat mencapai hal ini, elemen-elemen struktur bangunan yang mengalami respon pasca elastik harus memiliki tingkat daktilitas perpindahan yang memadai. Model yang dianalisis adalah gedung Graha Pena Makasar dengan fungsi bangunan sebagai kampus (ruang kuliah), sedangkan jenis tanah yang di gunakan yaitu tanah lunak. Pemodelan dan analisis struktur menggunakan software CSI ETABS V.13.1.1. 1
BAB II SPESIFIKASI TEKNIS DAN PEMODELAN STRUKTUR 2.1. Data Bangunan
Prototipe bangunan yang dianalisis memilik kriteria sebagai berikut : a. Nama banguan
: Graha Pena Makasar
b. Fungsi bangunan
: Gedung perkuliahan (kampus)
c. Jenis tanah
: Tanah lunak
d. Tinggi bangunan Lantai 1
: 5,0 m
Lantai 2 – 6
: 4,5 m
Lantai 7 – 17
: 4,0 m
Spesifikasi struktur beton bertulang yang digunakan yaitu sebagai berikut : a. Beton Mutu beton (f’c)
= 30 MPa
Modulus elastis (Ec) = 4700 √ 30 = 25743 Mpa b. Baja tulangan Baja U 24 untuk besi tulangan P ≤ 12, fy = 240 MPa. Baja U 40 untuk besi tulangan D > 13, fy = 400 MPa. 2.2. Standar Peraturan Struktur yang Digunakan
Standar peraturan struktur yang digunakan yaitu mengacu pada : a. Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1987). b. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012). c. Persyaratan Beton Struktural Untuk Gedung (SNI 2847-2013). Untuk hal-hal yang tidak diatur dalam peraturan dan standar di atas dapat mengacu pada peraturan-peraturan dan standar berikut : a. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-95). b. Uniform Building Code (UBC). 2.3. Pembebanan
Secara umum, beban direncanakan sesuai dengan Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1987).
2
Beban mati pada struktur bangunan (kolom, balok, plat lantai, dan dinding geser) akan dihitung otomatis oleh software CSI ETABS V.13.1, sedangkan beban hidup dan beban mati tambahan yang direncanakan adalah sebagai berikut : a. Beban hidup (LL) Beban hidup yang direncanakan yaitu sebagai berikut : -
Lantai 1 – 16 (ruang perkuliahan)
= 250 kg/ 2
-
Lantai atap
= 100 kg/2
b. Beban mati (DL) tambahan Beban mati tambahan yang direncanakan sesuai yaitu sebagai berikut : -
Lantai 1 – 16
- Lantai atap
Plester
= 53 kg/2
Plester
= 53 kg/2
Keramik
= 24 kg/2
Beban WP
=
Plafon
= 25 kg/2
Plafon dan Ducting AC = 25 kg/ 2 Beban M/E
= 25 kg/2 + 127 kg/ 2
5 kg/2
Beban M/E = 25 kg/ 2 + 108 kg/2
c. Beban dinding Beban dinding pada sisi luar bangunan yang direncanakan yaitu sebagai berikut : -
Dinding lantai 1 (5,0 m)
= (5,0 – 0,6) x 250 = 1100 kg/ ′
-
Dinding lantai 2 (4,5 m)
= (4,5 – 0,8) x 250 = 925 kg/′
-
Dinding lantai 3-6 (4,5 m)
= (4,5 – 0,6) x 250 = 975 kg/′
-
Dinding lantai 7-16 (4,0 m)
= (4,0 – 0,6) x 250 = 850 kg/′
d. Beban tandon air Beban tendon air yang bekerja pada atap bangunan yaitu sebagai berikut : -
Berat sendiri Tandon air
= 62,7 kg/2
-
Plester
=
53 kg/2
-
Keramik
=
25 kg/2 +
139,7 kg/ 2 e. Beban lift Beban lift yang bekerja yaitu sebagai berikut : -
Berat sendiri mesin lift P1
= 800 kg
-
Beban hidup (maks 10 orang)
= 800 kg +
-
Beban akibat gaya reaksi lift P = 1600 kg
3
2.4. Pemodelan Struktur Bangunan
Pemodelan dan analisis struktur menggunakan software CSI ETABS V.13.1.1. Secara umum model rencana yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 1, Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4 di bawah ini :
Gambar 1. Denah lantai 1
Gambar 3. Tampak depan model
Gambar 2. Denah lantai atap
Gambar 4. Tampak belakang model
4
BAB III ANALISIS 3.1. Penentuan Parameter Gaya Gempa
Berdasarkan Tabel 9 SNI 1726 : 2012 untuk parameter struktur penahan gaya gempa Sistem Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen Khusus (SRPMK) diperoleh R = 8 ; Ω = 3 ; dan C d = 5,5. 3.2. Penentuan Prosedur Analisis Gaya Lateral
Berdasarkan konsep SNI 1726 : 2012 pasal 6.5., pasal 4.1.2., pasal 7.5.4 dan pasal 7.6 tentang prosedur analisis gaya gempa yang boleh dilakukan dan melihat kategori desain seismik bahwa 0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E. Struktur yang berkategori risiko IV ( jenis perkuliahan) dengan faktor keutamaan gempa I = 1,5 yang berlokasi dimana parameter respons spektral percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S 1 = 1,1 lebih besar dari 0,75 dan Ss = 1,3 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik yaitu E. Analisis statik ekivalen (ELF) tidak dijinkan untuk kategori desain seismik E, maka prosedur analisis yang di ijinkan dan digunakan untuk analisis gaya gempa lateral yaitu : a.
Analisis Respon Spektrum (RSA), dan
b.
Analisis Riwayat Waktu (THA)
3.3. Analisis Parameter Percepatan Desain
-
Data gempa yang diperoleh dari soal yang telah ditentukan : Ss = 1,3 ; dan S1 = 1,1.
-
Berdasarkan tabel 4 dan tabel 5 SNI 1726 : 2012 diperoleh : SE (tanah lunak)
= Ss > 1,25 diperoleh Fa = 0,9 S1 > 0,50 diperoleh Fv = 2,4
-
Berdasarkan SNI 1726 : 2012 halaman 21 persamaan (5) dan persamaan (6), maka : SMS = Fa x Ss
= 0,9 x 1,3
= 1,17
SM1 = Fv x S1
= 2,4 x 1,1
= 2,64
Sds = 2/3 x SMS = 2/3 x 1,17
= 0,78
Sd1 = 2/3 x SM1
= 1,76
= 2/3 x 2,64
5
Adapun grafik respon spektrum gempa rencana berdasarkan hasil perhitungan yang kemudian di input ke dalam software CSI ETABS V.13.1.1. seperti ditunjukan pada Gambar 5 dibawah ini :
Gambar 5. Grafik respon spektrum gempa rencana 3.4. Desain Ti me H istory Analysis (THA)
Nilai respon spektrum tersebut harus dikalikan dengan suatu faktor skala (FS) yang besarnya = g x I/R dengan g = percepatan gravitasi (g = 9,81 m/det2). FS = 9,81 x 1,5/8 = 1,84. Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi respon spektrum dengan mengambil respon maksimum dari 4 arah gempa yaitu 0°, 45°, 90°, dan 135°. Nilai redaman untuk struktur beton diambil, Damping = 0,05. Digunakan number eigen NE = 3 dengan mass partisipation factor ≥ 90 % dengan kombinasi dinamis (modal combination) CQC dan directional combination SRSS. Dalam analisis ini digunakan rekaman gerakan tanah akibat gempa yang diambil dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang direkam pada tanggal 15 Mei 1940 dalam software CSI ETABS V.13.1.1. seperti ditunjukan pada Gambar 6 dibawah ini :
Gambar 6. Grafik Respon Time History El-Centro
6
3.5. Asumsi Dalam Analisis Model Struktur
Pemodelan struktur selanjutnya dilakukan pada ETABS dengan ketentuan sebagai berikut : 1.
Struktur dimodelkan secara 3 Dimensi menggunakan program bantu CSI ETABS V.13.1.1., dengan menganggap semua lantai adalah diafragma kaku terhadap arah lateral dan fleksible terhadap arah tegak lurus bidang ( flexible out-of-plane).
2.
Struktur beton bertulang memperhitungkan penampang inersia retak sehingga momen inersia kolom sebesar 70%, momen inersia balok 35%, momen inersia pelat 25 %, dan momen inersia dinding geser 70 %.
3.
Hubungan balok dan kolom dinggap kaku dengan rigidity factor 0,5.
4.
Ujung kolom lantai bawah dimodelkan perletakan jepit sempurnah.
5.
Elemen dinding tidak dimodelkan sehingga hanya di asumsikan beban terbagi merata.
3.6. Waktu Getar Alami Hasil Analisis
Hasil analisis waktu getar alami struktur dan modal partisipasi massa yang diperoleh dari ETABS selanjutnya di tabelkan sebagai berikut : Tabel 1. Periode Alami dan Partisipasi Massa dalam arah X dan Y
Penampang Utuh ( Full Dimension) Period
Mode
sec
Sum UX
Sum UY
Mode
%
Period sec
Sum UX
Sum UY %
1
1.403
44.91%
0.22%
26
0.09
91.96%
92.17%
2
1.253
45.15%
47.42%
27
0.089
91.96%
92.17%
3
0.963
45.16%
49.85%
28
0.089
91.96%
92.17%
4
0.565
45.42%
54.59%
29
0.089
91.96%
92.17%
5
0.521
47.42%
54.73%
30
0.089
91.96%
92.17%
6
0.497
47.54%
55.24%
31
0.088
91.96%
92.17%
7
0.487
78.47%
55.93%
32
0.088
91.96%
92.17%
8
0.436
78.47%
55.93%
33
0.088
91.96%
92.17%
9
0.435
78.48%
55.94%
34
0.088
91.96%
92.17%
10
0.429
78.90%
80.04%
35
0.087
91.97%
92.18%
11
0.242
80.49%
80.06%
36
0.087
91.97%
92.18%
12
0.236
84.48%
80.16%
37
0.087
91.98%
92.18%
13
0.21
84.61%
85.35%
38
0.087
92.01%
92.18%
14
0.176
84.62%
85.46%
39
0.087
92.02%
92.19%
15
0.135
89.51%
85.78%
40
0.087
92.02%
92.19%
16
0.129
89.85%
89.82%
41
0.087
92.02%
92.19%
17
0.126
89.85%
90.31%
42
0.087
92.02%
92.19%
18
0.1
91.52%
90.45%
43
0.086
92.03%
92.20%
19
0.099
91.53%
90.54%
44
0.086
92.03%
92.20%
20
0.097
91.53%
90.54%
45
0.086
92.03%
92.20%
21
0.097
91.67%
90.66%
46
0.086
92.03%
92.20%
22
0.096
91.67%
90.72%
47
0.086
92.03%
92.20%
23
0.095
91.94%
92.14%
48
0.086
92.04%
92.20%
24
0.092
91.94%
92.14%
49
0.086
92.04%
92.20%
25
0.092
91.95%
92.17%
50
0.086
92.04%
92.20%
7
Tabel 2. Periode Alami dan Partisipasi Massa dalam arah X dan Y
Penampang Retak (Crack Dimension) Period
Mode
Sum UX
sec
Sum UY
Mode
%
Period
Sum UX
sec
Sum UY %
1
1.819
45.81%
0.70%
26
0.106
91.77%
90.99%
2
1.683
46.54%
46.87%
27
0.106
91.81%
92.04%
3
1.208
46.54%
49.20%
28
0.106
91.81%
92.04%
4
0.712
46.79%
53.19%
29
0.106
91.81%
92.04%
5
0.623
56.63%
53.19%
30
0.106
91.81%
92.04%
6
0.604
75.82%
54.22%
31
0.106
91.81%
92.04%
7
0.601
77.93%
54.37%
32
0.106
91.81%
92.04%
8
0.523
78.29%
79.09%
33
0.105
91.81%
92.06%
9
0.437
78.29%
79.09%
34
0.105
91.81%
92.06%
10
0.436
78.29%
79.09%
35
0.105
91.81%
92.06%
11
0.284
83.62%
79.15%
36
0.105
91.88%
92.07%
12
0.278
84.12%
79.28%
37
0.105
91.88%
92.07%
13
0.246
84.24%
85.34%
38
0.105
91.88%
92.07%
14
0.221
84.25%
85.35%
39
0.104
91.88%
92.07%
15
0.16
89.48%
85.53%
40
0.104
91.88%
92.07%
16
0.148
89.63%
90.16%
41
0.104
91.88%
92.07%
17
0.14
89.66%
90.16%
42
0.104
91.88%
92.08%
18
0.123
89.77%
90.44%
43
0.104
91.88%
92.08%
19
0.116
90.33%
90.46%
44
0.104
91.89%
92.14%
20
0.113
91.72%
90.59%
45
0.104
91.89%
92.15%
21
0.112
91.73%
90.63%
46
0.104
91.89%
92.15%
22
0.107
91.74%
90.77%
47
0.103
91.89%
92.17%
23
0.107
91.74%
90.78%
48
0.103
91.89%
92.17%
24
0.107
91.75%
90.80%
49
0.103
91.89%
92.17%
25
0.107
91.75%
90.81%
50
0.103
91.91%
92.21%
Tabel 3. Perbandingan Periode Alami Penampang Utuh dan Penampang Retak Metode Perhitungan Periode
Periode alami
Alami
(mode 1) sec
Etabs 2013 (penampang Utuh)
1.403
Etabs 2013 (penampang crack)
1.819
3.7. Analisis Respon Spektrum (RSA)
Hasil simpangan antar tingkat dari ETABS disajikan dalam tabel dan gambar di bawah ini :
Gambar 7. Story Displacement arah X
8
Gambar 8. Story Displacement arah Y Tabel 4. Hasil perhitungan drift antar tingkat akibat gempa arah X Lantai story 17 story 16 story 15 story 14 story 13 story 12 story 11 story 10 story 9 story 8 story 7 story 6 story 5 story 4 story 3 story 2 story 1
hi (m) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5
Total Drift (m) 0.0065 0.0062 0.0051 0.0049 0.0042 0.0034 0.0028 0.002 0.0018 0.0015 0.001 0.004 0.0028 0.0011 0.0008 0.0003 0.0001
Stroty Drift (m) 0.0003 0.0011 0.0002 0.0007 0.0008 0.0006 0.0008 0.0002 0.0003 0.0005 -0.003 0.0012 0.0017 0.0003 0.0005 0.0002 0.0001
Strory Drift * Cd (m) 0.00165 0.00605 0.0011 0.00385 0.0044 0.0033 0.0044 0.0011 0.00165 0.00275 -0.0165 0.0066 0.00935 0.00165 0.00275 0.0011 0.00055
Drift Ratio (m) 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0169 0.0169 0.0169 0.0169 0.0169 0.0188
Syarat Drift OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Tabel 5. Hasil perhitungan drift antar tingkat akibat gempa arah Y Lantai story 17 story 16 story 15 story 14 story 13 story 12 story 11 story 10 story 9 story 8 story 7 story 6 story 5 story 4 story 3 story 2 story 1
hi (m) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5
Total Drift (m) 0.022 0.021 0.02 0.018 0.0172 0.0148 0.014 0.0125 0.0115 0.01 0.008 0.024 0.013 0.0095 0.006 0.004 0.002
Stroty Drift (m) 0.001 0.001 0.002 0.0008 0.0024 0.0008 0.0015 0.001 0.0015 0.002 -0.016 0.011 0.0035 0.0035 0.002 0.002 0.002
Strory Drift * Cd (m) 0.0055 0.0055 0.011 0.0044 0.0132 0.0044 0.00825 0.0055 0.00825 0.011 -0.088 0.0605 0.01925 0.01925 0.011 0.011 0.011
Drift Ratio (m) 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0169 0.0169 0.0169 0.0169 0.0169 0.0188
Syarat Drift OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK NO NO NO OK OK OK
9
3.8. Output Gaya – Gaya Dalam
Hasil analisis gaya – gaya dalam dari software CSI ETABS V.13.1.1. disajikan dalam tabel di bawah ini : Tabel 6. Gaya – gaya dalam pada balok frame
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
frame
PC1
PC2
PC3
PC4
Story
Beam
LT.6
B1706
LT.6
B1707
LT.7
B2219
LT.6 LT.7
B1707 B2225
Load Case/Combo Comb4 Max Comb4 Min Comb3 Min Comb4 Min Comb4 Min
LT.3 LT.7
B1974 B2225
Comb3 Min Comb6 Max
LT.7
B2225
Comb4 Min
LT.5
B1976
Comb4 Min
LT.6
B2187
Comb3 Min
-
-
LT.5
B1976
Comb4 Max
-
-
-
LT.5
B2156
Comb4 Min
-
-
-
-
LT.11
B2225
Comb4 Min
-
-
-
LT.10
B2277
Comb4 Min
-
-
-
-
LT.9
B2225
Comb6 Max
-
-
-
LT.11
B2225
Comb4 Min
-
-
-
-
LT.15
B2232
Comb4 Max
-
-
-
LT.16
B2269
Comb4 Max
-
-
-
-
LT.15
B2232
SPEX Y Max
-
-
-
LT.15
B2232
Comb4 Min
-
-
-
-
LT.11
B1725
Comb4 Min
-
-
-
LT.6
B1728
Comb3 Max
-
-
-
-
LT.10
B1725
SPEX Y Max
-
-
-
LT.11
B1725
Comb4 Min
-
-
-
-
LT.10
B2230
Comb4 Max
-
-
-
LT.6
B1729
Comb3 Max
-
-
-
-
LT.10
B2230
SPEX Y Max
-
-
-
LT.10
B2230
Comb4 Min
-
-
-
Story
Beam
LT.6
B2063
LT.6
B2063
LT.6
B2054
LT.6
B2054
LT.2
B2054
LT.5
B2055
LT.2
B2054
LT.2
B2054
LT.7
B2212
LT.7
B2210
LT.9
B2232
LT.9
B2232
LT.7
B2229
LT.7
B2229
LT.9
B2233
LT.9
B2233
Load Case/Combo Comb3 Max Comb4 Min Comb3 Max Comb5 Min Comb3 Min Comb4 Max Comb3 Max Comb5 Min Comb4 Min Comb3 Max Comb6 Max Comb4 Min Comb3 Max Comb4 Min Comb5 Max Comb3 Min
V2 (sendi) V2 (luar sendi) N N (212,152.40) (202,254.80) (210,618.90) (188,747.86) -
-
(579,503.30)
657,481.23
(67,120.32)
-
(324,177.29)
88,172.63
(308,145.91)
T (maks) N-mm (9,125,547.51) -
M3 (maks) N-mm 263,816,692.00 -
(8,908,717.55) -
347,952,536.00 -
-
-
-
-
-
T (maks) N-mm (172,407,172.00) 195,243,712.00 187,730,718.00 (347,171,318.00) -
M3 (maks) N-mm 2,625,147,761.00 1,615,605,110.00 1,994,938,976.00 802,667,857.00 -
(131,421,785.00)
228,173,340.00 -
(1,730,752,514.00)
104,290,326.00
19,715,951.50
V2 (sendi) V2 (luar sendi) N N 1,382,838.98 1,332,941.78 (787,182.18) (658,929.42) (835,915.13) (803,515.77) 533,191.34 167,631.28 -
(1,361,321,179.00)
1,462,017,923.00
12,876,909.92
(75,044.08)
(492,652,587.00)
1,152,355,238.00
88,748,639.29
(66,050.83)
(436,068,820.00)
391,097,169.00
(96,612,631.00)
(543,528.28)
-
(21,226,395.00)
(556,937.22)
M3 (min) N-mm (204,397,488.00) -
(276,060,624.00)
M3 (min) N-mm (1,501,721,621.00) (1,147,953,532.00) (2,116,474,477.00) (871,029,744.00)
Tabel 7. Gaya – gaya dalam pada kolom frame
Story
Beam
BASEMEN C 216
K1
LT.6
C216
LT.6
C216
BASEMEN C96
K2
frame
K4
K5
LT.4
C59
LT.6
C55
LT.16
C282
LT.6
C55
Story
Beam
LT.7
C291
LT.7
C290
LT.7
C291
LT.7
C290
LT.7
C215
LT.9
C17
LT.9
C282
LT.9
C17
Load Case/Combo Comb3 Min Comb3 Max Comb3 Max Comb4 Min Comb4 Min Comb3 Max Comb4 Max Comb3 Max
P (maks) N (9,292,100.51) (2,752,587.04) -
V2 (maks) N 681,391.81 606,105.73 -
Load Case/Combo Comb3 Min Comb3 Max Comb4 Min Comb3 Max Comb4 Min Comb3 Min Comb4 Max Comb3 Min
P (maks) N (940,328.20) (9,285,232.70) -
V2 (maks) N 380,698.22 (639,301.06) -
M2 (maks) N-mm (1,152,447,173.00) 1,079,629,625.00 -
M2 (maks) N-mm (455,695,169.00) 1,894,429,376.00
M3 (maks) N-mm 1,450,116,372.00 1,297,374,428.00 M3 (maks) N-mm 880,023,037.00 (1,376,944,475.00)
10
Tabel 8. Gaya – gaya dalam pada dinding geser frame
SW
Story
Pear
Load Case/Combo
P (maks) KN
BASEMEN P11
Comb4 Max
ATAP
P23
Comb5 Max
-
ATAP
P23
Comb3 Min
-
V2 (maks) KN
M3 (maks) KN-m
-
-
(19,541.16)
(8,789.81) -
21,409.88
3.9. Perencanaan Struktur
Perencanaan struktur beton bertulang mengacu pada Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012). Mutu bahan yang digunakan yaitu : a. Mutu beton (f’c)
= 30 MPa.
b. Baja U 24 untuk besi tulangan P ≤ 12, fy = 240 MPa dan Baja U 40 untuk besi tulangan D > 13, fy = 400 MPa. Detail perencanaan struktur beton bertulang untuk masing – masing elemen struktur gedung Graha Pena ditampilkan pada LAMPIRAN IV , sehingga pada masing – masing sub bab dibawah ini hanya merupakan resume dari hasil perencanaan tersebut.
3.9.1. Perencanaan Plat Lantai
Pada struktur gedung Garaha Pena terdapat 10 tipe pelat lantai sesuai dengan denah struktur dan dimensinya yang disimbolkan dengan S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, dan S10. Resume dari hasil perencanaan struktur masing – masing tipe plat lantai tersebut dapat dilihat pada Tabel 9 dibawah ini : Tabel 9. Resume hasil perencanaan plat lantai Tipe
Ukuran
Tebal
Momen Ultimit (kNm)
Penulangan
Pelat
(m)
(m)
Mu lx
Mu ly
Mu tx
Mu ty
Tul. lx
Tul. ly
Tul. tx
Tul. ty
S1
4x4
0,12
2,786
2,786
5,683
5.683
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S2
4x4
0,12
2,786
2,786
5,683
5.683
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S3
8x8
0,40
24,045
24,045
49,051
49.051
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 75
P 10 – 75
S4
4x4
0,50
7,163
7,163
14,613
14.613
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S5
3x4
0,15
2,795
1,339
4,932
3.898
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S6
2x4
0,20
2,150
0,556
3,040
1,965
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S7
5,5 x 6
0,15
6,986
5,565
13,497
12,432
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S8
4 x 10
0,50
17,765
4,011
23,782
14,613
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S9
4x8
0,40
13,946
3,607
19,717
12,744
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
S10
4x4
0,12
2,786
2,786
5,683
5.683
P 10 – 150
P 10 – 150
P 10 – 100
P 10 – 100
11
3.9.2. Perencanaan Balok
Pada struktur gedung Garaha Pena terdapat 11 tipe balok sesuai dengan denah struktur dan dimensinya yang disimbolkan dengan B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, PC1, PC2, PC3, dan PC4. Resume dari hasil perencanaan struktur masing – masing tipe balok tersebut dapat dilihat pada Tabel 10 dibawah ini : Tabel 10. Resume hasil perencanaan balok Gaya – Gaya Dalam Tipe
Ukuran
Balok
b/h (m)
Momen lentur (kNm) Tumpuan Mu
Penulangan Gaya geser (kN)
Lapangan
Tumpuan
Lapangan
Torsi (kNm)
Tumpuan Bawah
Atas
Bawah
Tumpuan
Lapangan
Torsi
Mn
Vn
Vu
B1
0,3/0,4
204,39
358,32
263,82
358,32
212,15
316,06
202,26
B2
0,25/0,6
436,07
501,66
347,95
501,66
210,62
412,52
B3
0,3/0,7
492,65
601,60
391,09
601,60
324,18
508,78
308,15
384,38
21,23
8 D 22
4 D 22
4 D 22
8 D 22
4 P10 - 100
4 P10 - 150
2 D 13
B4
0,4/0,8
1.361,32
1.555,04
1.152,36
1.555,04
579,50
611,89
556,94
652,68
96,61
18 D 22
10 D 22
10 D 22
18 D 22
4 P10 - 100
4 P10 - 150
4 D 16
B5
0,8/1,0
1.730,75
1.795,26
1.462,02
1.795,26
657,48
797,25
543,53
706,77
88,75
16 D 22
8 D 22
8 D 22
16 D 22
P10 - 100
P10 - 150
4 D 13
B6
0,2/0,4
131,42
156,87
104,29
156,87
67,12
151,08
66,05
117,15
12,87
4 D 22
2 D 22
2 D 22
4 D 22
P10 - 100
P10 - 150
4 D 13
B7
0,15/0,6
276,06
378,14
228,17
378,14
88,17
215,85
75,05
163,07
19,72
6 D 22
4 D 22
4 D 22
6 D 22
P10 - 100
P10 - 150
4 D 13
PC1
0,5/1,0
1.501,72
3.0875,5
2.625,51
3.0875,5
1.082,8
1.110,4
932,94
1.045,4
172,41
28 D 22
14 D 22
14 D 22
28 D 22
4 P12 - 100
4 P12 - 120
4 D 16
PC2
0,6/0,8
1.147,95
1.914,31
1.615,61
1.914,31
787,18
1.002,9
658,93
821,99
195,24
22 D 22
12 D 22
12 D 22
22 D 22
4 P10 - 100
P10 - 150
4 D 13
PC3
0,7/0,8
2.116,48
2.425,37
1.994,94
2.425,37
835,92
983,11
803,52
879,96
187,73
28 D 22
14 D 22
14 D 22
28 D 22
4 P12 - 100
4 P12 - 120
4 D 13
PC4
0,4/0,8
871,03
1.045,84
802,67
1.045,84
533,19
637,91
167,63
351,39
871,03
12 D 22
6 D 22
6 D 22
12 D 22
4 P10 - 100
P10 - 150
4 D 13
188,75
Atas
Geser Lapangan
Mu
Mn
Vu
Lentur
Vn 277,42
9,13
8 D 22
4 D 22
4 D 22
8 D 22
4 P10 - 100
4 P10 - 120
2 D 13
306,97
8,91
8 D 22
4 D 22
4 D 22
8 D 22
4 P10 - 100
4 P10 - 150
2 D 13
12
3.9.3. Perencanaan Kolom
Pada struktur gedung Graha Pena terdapat 4 tipe kolom sesuai dengan denah struktur dan dimensinya yang disimbolkan dengan K1, K2, K4, dan K5. Resume dari hasil perencanaan struktur masing – masing tipe kolom tersebut dapat dilihat pada Tabel 11 dibawah ini : Tabel 11. Resume hasil perencanaan kolom Gaya – gaya dalam
Tipe kolom
Ukuran b x h (m)
K1
1,2 x 1,2
9.292,10
1.450,12
K2
0,8 x 0,8
2.752,59
K4
0,9 x 0,9
K5
1,2 x 1,2
Pu (kN)
Mu (kNm)
Penulangan Geser
Nu (kN)
Lentur
681,39
-9.292,10
8 D 22
P12 - 100
P12 - 150
1.297,37
606,11
-2.752,59
8 D 22
4 P12 - 100
4 P12 - 150
940,33
880,02
380,69
-940,33
8 D 22
P12 - 100
P12 - 150
9.285,23
1.894,43
693,30
-9.285,23
8 D 22
P12 - 100
P12 - 150
Gambar 9. Diagram iteraksi Kolom K1
Vu (kN)
Tumpuan
Lapangan
Gambar 10. Diagram iteraksi Kolom K2
13
Gambar 11. Diagram iteraksi Kolom K4
Gambar 12. Diagram iteraksi Kolom K5 3.9.4. Perencanaan Dinding Geser
Dinding geser direncanakan untuk menahan geser bidang horizontal dan vertikal serta momen lentur akibat gempa. Resume dari hasil perencanaan struktur dinding geser tersebut dapat dilihat pada Tabel 9 dibawah ini : Tabel 12. Resume hasil perencanaan dinding geser Dimensi (m) Tebal 0,45
P total 5
P badan 6
Gaya – Gaya Dalam h total 76
Mu (kNm) 21.409,88
Pu (kN) 19.541,16
Vu (kN) 8.789,81
Penulangan Horisontal D22 – 150
Vertikal D22 – 150
14
BAB IV PEMBAHASAN Model yang dianalisis adalah gedung Graha Pena Makasar dengan fungsi bangunan sebagai kampus (ruang kuliah), sedangkan jenis tanah yang di gunakan yaitu tanah lunak . Secara umum struktur bangunan tersebut memiliki 17 lantai dan 1 lantai basement dengan bentuk geometri bangunan tidak beraturan serta manggunakan material beton bertulang sebagai rangka utama strukturnya. Gedung tersebut direncanakan dan dibangun diatas tanah lunak dengan fungsi utama bangunan sebagai gedung perkuliahan. Spesifikasi bahan yang digunakan yaitu mutu beton (f’c) = 30 MPa, sedangkan untuk baja tulangan menggunakan Baja U 24 untuk besi tulangan P ≤ 12, fy = 240 MPa. Baja U 40 untuk besi tulangan D > 13, fy = 400 MPa. Struktur gedung Graha Pena memiliki denah struktur yang tidak beraturan serta memiliki tingkat lantai yang lebih dari 10 lantai dan berkate gori resiko IV ( jenis perkuliahan) dengan faktor keutamaan gempa I = 1,5 yang berlokasi dimana parameter respons spektral percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S 1 = 1,1 lebih besar dari 0,75 dan Ss = 1,3 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik yaitu E. Oleh sebab itu, Analisis statik ekivalen (ELF) tidak dijinkan untuk kategori desain seismik E, maka prosedur analisis yang diijinkan dan digunakan untuk analisis gaya gempa lateral yaitu analisis dinamik Response Spectrum Analysis dan Time History Analysis. Analisis dinamik linier riwayat waktu (time history) sangat cocok digunakan untuk analisis struktur yang tidak beraturan terhadap pengaruh gempa rencana. Mengingat gerakan tanah akibat gempa di suatu lokasi sulit diperkirakan dengan tepat, maka sebagai input gempa dapat didekati dengan gerakan tanah yang disimulasikan. Dalam analisis ini digunakan hasil rekaman akselerogram gempa sebagai input data percepatan gerakan tanah akibat gempa. Rekaman gerakan tanah akibat gempa diambil dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang direkam pada tanggal 15 Mei 1940. Pada gedung-gedung bertingkat, perilaku struktur akibat beban-beban yang bekerja mengakibatkan terjadinya distribusi gaya. Konsep perancangan konstruksi didasarkan pada analisis kekuatan batas (ultimate-strength) yang mempunyai daktilitas cukup untuk menyerap energi gempa sesuai dengan peraturan yang berlaku. Prosedur perhitungan struktur bangunan diasumsikan bahwa masing – masing elemen struktur tertentu pada bangunan portal memiliki persamaan gaya – gaya dalam sehingga cara perhitungannya juga sama dengan menggunakan nilai maksimum gaya – gaya dalam pada masing – masing elemen struktur tersebut. 15
Pemodelan dan analisis struktur menggunakan software CSI ETABS V.13.1.1, sedangkan untuk perhitungan tulangan menggunakan Microsoft excel 2010 untuk mempermudah perhitungan. Hasil dari analisis software CSI ETABS V.13.1.1 menunjukan bahwa struktur telah mencapai mass partisipation factor ≥ 90 % dengan kombinasi dinamis ( modal combination) CQC dan directional combination SRSS, baik dari penampang utuh ( full dimension) maupun penampang retak (crack dimension). Sedangkan perbandingan periode alami penampang utuh ( full dimension) dan penampang retak (crack dimension) pada modal 1 berturut – turut yaitu 1,403 detik dan 1,819 detik. Hasil dari analisis struktur menunjukan bahwa pada masing – masing elemen struktur (plat lantai, balok, kolom, dan dinding geser) membutuhkan dimensi yang cukup besar serta tulangan yang cukup banyak baik pada tulangan lentur, tulangan geser, maupun tulangan torsinya (hasil perhitungan dan gambar detail terlampir ). Hal ini disebabkan oleh besarnya beban yang didukung oleh struktur, sebab struktur memiliki dimensi yang cukup besar serta bentuk denah struktur yang tidak beraturan, yang kemudian menyebabkan beban mati (DL), beban hidup (LL), beban gempa (E), dan beban angin (W) akan semakin besar pula. Selain itu, juga dipengaruhi oleh fungsi bangunan yang harus didukung oleh stuktur yaitu sebagai gedung perkuliahan dengan besar beban hidup (LL) 250 kg/ 2 dengan faktor keutamaan bangunan (I) = 1,5. Hal lain yang kemudian sangat berpengaruh adalah jenis t anah yang merupakan pendukung utama terhadap struktur yang dibangun diatasnya merupakan tanah lunak yang kemudian akan menyebabkan energi gempa yang diterima oleh struktur akan semakin besar pula.
16
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan
1. Struktur direncanakan sebagai Sistem Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen Khusus (SRPMK), sehingga diperoleh R = 8 ; Ω = 3 ; dan C d = 5,5.
2. Struktur gedung Graha Pena memiliki denah struktur yang tidak beraturan serta memiliki tingkat lantai yang lebih dari 10 lantai dan berkategori risiko IV ( jenis perkuliahan) dengan faktor keutamaan gempa I = 1,5 dan ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik yaitu E. Oleh sebab itu, Analisis statik ekivalen (ELF) tidak dijinkan untuk kategori desain seismik E, maka prosedur analisis yang diijinkan dan digunakan untuk analisis gaya gempa lateral yaitu analisis dinamik Response Spectrum Analysis dan Time History Analysis.
3. Hasil dari analisis software CSI ETABS V.13.1.1 menunjukan bahwa struktur telah mencapai mass partisipation factor ≥ 90 % dengan kombinasi dinamis ( modal combination) CQC dan directional combination SRSS, baik dari penampang utuh ( full dimension) maupun penampang retak (crack dimension). 4.
Periode alami penampang utuh ( full dimension) dan penampang retak (crack dimension) pada modal 1 berturut – turut yaitu 1,403 detik dan 1,819 detik.
5.
Oleh karena besarnya beban yang harus didukung, maka pada bentangan balok yang terlalu panjang (16 m), diperpendek bentangannya dengan cara menambahkan kolom pada tengah bentangnya.
4.2. Saran
Struktur gedung Graha Pena yang semula dibangun di daerah Makassar Sulawesi Selatan dengan tingkat resiko gempa yang kecil dan fungsi bangunan sebagai perkantoran, jika akan dibangun di daerah gempa besar dengan jenis tanah lunak dan fungsi bangunannya diubah menjadi gedung perkuliahan maka perlu diredisain kembali denah struktur maupun dimensi strukturnya.
17
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, SKBI1.3.53.1987 , Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. Anonim, 2013, Persyaratan Beton Struktural Untuk Gedung SNI 2847-2013, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. Anonim, 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI 1726-2012, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. Dipohusodo, Istimawan, 1994, Struktur Beton Bertulang, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Ilham, M. N, Analisis Struktur Gedung Bertingkat dengan Software ETABS 9.2.0. Rastandi, J. I (2006), Dampak Pembatasan Waktu Getar Alami pada Gedung Bertingkat Rendah, Seminar HAKI. Vis, W.C., Kusuma Gedeon, 1993, Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang , Erlangga, Jakarta.
18
LAMPIRAN
LAMPIRAN I (Tabel SNI 1726 – 2012) 1.1. Tabel SNI 1726 – 2012, Penentuan Kategori Resiko Bangnan Gadung Untuk Beban Gempa
1.2. Tabel SNI 1726 – 2012, Penentuan Koefisien Situs F a dan F v
1.3. Tabel SNI 1726 – 2012, Faktor R, Cd, dan
Untuk Sistem Penahan Gaya Gempa
LAMPIRAN II (PEMBEBANAN) 2.1. SNI 03-1727-1987, Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung
BAHAN BANGUNAN 3
Baja
7850
kg/m
Batu alam
2600
kg/m
Batu belah, batu bulat, batu gunung
1500
kg/m
3
(berat tumpuk)
700
3
(berat tumpuk)
Batu karang
3
kg/m
3
Batu pecah
1450
kg/m
Besi tuang
7250
kg/m
Beton
2200
kg/m
Beton bertulang
2400
kg/m
Kayu
1000
kg/m
3 3 3
(kelas I)
3
(kering udara sampai lembab, tanpa diayak)
Kerikil, koral
1650
kg/m
Pasangan bata merah
1700
kg/m
Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung
2200
kg/m
Pasangan batu cetak
2200
kg/m
Pasangan batu karang
1450
kg/m
Pasir
1600
kg/m3
1800
3
(jenuh air)
3
(kering udara sampai lembab)
3
Pasir Pasir kerikil, koral
1850
3 3
kg/m
kg/m
(kering udara sampai lembab)
Tanah, lempung dan lanau
1700
kg/m
(kering udara sampai lembab)
Tanah, lempung dan lanau
2000
kg/m
(basah)
11400
3
Timah hitam / timbel)
kg/m
KOMPONEN GEDUNG
Adukan, per cm tebal : 2
- dari semen
21
kg/m
- dari kapur, semen merah atau tras
17
kg/m 2
Aspal, per cm tebal : Dinding pasangan bata merah :
14
kg/m
2
- satu batu
450
kg/m
2
- setengah batu Dinding pasangan batako : - berlubang :
250
kg/m
2
tebal dinding 20 cm (HB 20)
200
kg/m2
tebal dinding 10 cm (HB 10) - tanpa lubang :
120
kg/m
2
300
kg/m
2
200
kg/m
2
- semen asbes (eternit), tebal maks. 4 mm
11
kg/m
2
- kaca, tebal 3-5 mm
10
kg/m2
Lantai kayu sederhana dengan balok kayu :
40
kg/m
2
(tanpa langit-langit, bentang maks. 5 m, beban hidup maks. 200 kg/m )
7
kg/m
2
(bentang maks. 5 m, jarak s.k.s. min. 0.80 m)
50
kg/m
2
(dengan reng dan usuk / kaso per m bidang atap)
2
(dengan reng dan usuk / kaso per m bidang atap)
tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm Langit-langit dan dinding, terdiri dari :
Penggantung langit-langit (kayu) : Penutup atap genteng :
(termasuk rusuk-rusuk, tanpa pengantung atau pengaku)
Penutup atap sirap :
40
kg/m
Penutup atap seng gelombang (BJLS-25) :
10
kg/m 2
Penutup lantai dari ubin, per cm tebal :
24
kg/m
2
kg/m
2
Semen asbes gelombang (tebal 5 mm) :
11
2
2 2
(tanpa usuk) (ubin semen portland, teraso dan beton, tanpa adukan)
2.2. SNI 03-1727-1987, Beban Hidup Pada Lantai dan Atap Gedung
Beban hidup pada lantai gedung 1 2
Lantai dan tangga rumah tinggal Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana
200
kg/m2
125
2
kg/m
250
kg/m2
(kecuali yang disebut pada no.2)
Gudang-gudang selain untuk toko, pabrik, bengkel 3
Sekolah, ruang kuliah Kantor Toko, toserba Restoran Hotel, asrama Rumah Sakit
4
Ruang olahraga
400
kg/m2
5
Ruang dansa
500
kg/m2
6
Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan
400
kg/m2
(masjid, gereja, ruang pagelaran/rapat, bioskop dengan tempat duduk tetap)
7
Panggung penonton
500
kg/m2
(tempat duduk tidak tetap / penonton yang berdiri)
300
2
(no.3)
2
(no. 4, 5, 6, 7)
2
(no. 3, 4, 5, 6, 7)
2
(minimum)
8 9 10 11
Tangga, bordes tangga dan gang Tangga, bordes tangga dan gang Ruang pelengkap Pabrik, bengkel, gudang
500 250
kg/m kg/m
kg/m
400
kg/m
- lantai bawah
800
kg/m2
- lantai tingkat lainnya
400
kg/m2
Balkon yang menjorok bebas keluar
300
kg/m2
(minimum)
100
kg/m2
(atap dak)
kg/m2
( = sudut atap, minimum 20 kg/m2, tak perlu ditinjau bila > 50o)
Perpustakaan, ruang arsip, toko buku ruang alat dan mesin
12
13
Gedung parkir bertingkat :
Beban hidup pada atap gedung Atap / bagiannya yang dapat dicapai orang, termasuk kanopi Atap / bagiannya yang tidak dapat dicapai orang (diambil minimum) : - beban hujan
(40-0,8.)
- beban terpusat
100
kg
Balok/gording tepi bagian kantilever
200
kg
2.3. Kombinasi Beban
Kombinasi beban yang digunakan yaitu :
U = 1,4 DL
U = 1,2 DL + 1,6 LL
U = 0,9 DL + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
U = 0,9 DL - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
U = 0,9 DL + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
U = 0,9 DL - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
U = 0,9 DL + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
U = 0,9 DL - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
U = 0,9 DL + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
U = 0,9 DL - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
U = 1,2 DL + 1,0 LL - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
Untuk kombinasi pembebanan gempa dinamik dengan response spectrum, kombinasi pembebanannya sebagai berikut:
U = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 SPECX + 0,3 . 1,0 SPECY
U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 . 1,0 SPECX + 1,0 SPECY
U = 0,9 DL + 1,0 SPECX + 0,3 . 1,0 SPECY
U = 0,9 DL + 0,3 . 1,0 SPECX + 1,0 SPECY
2.4. Perhitungan Respon Spektrum Beban Gempa Rencana
dari soal ditentukan : Ss =
1.3
S1 = 1.1 dari tabel 4 dan tabel 5 SNI 2012 halaman 22 diperoleh : SE (tanah Lunak ) : Ss > 1.25 didapat S1 > 0.5 didapat
Fa =
0.9
Fv =
2.4
dari halaman 21 di SNI 2012 persamaan (5) : SMS = Fa.Ss
=
1.17
dari halaman 21 di SNI 2012 persamaan (6) : SM1 = Fv.S1
=
2.64
Sds =
0.78
Sd1 =
1.76 T
Sa (g)
0.000
0.312
T0
0.451
0.780
TS
2.256
0.780
0
PGA 0.900
TS+0
2.356
0.747
TS+0.1
2.456
0.716
TS+0.2
2.556
0.688
TS+0.3
2.656
0.663
0.600
TS+0.4
2.756
0.639
0.500
TS+0.5
2.856
0.616
TS+0.6
2.956
0.595
TS+0.7
3.056
0.576
0.300
TS+0.8
3.156
0.558
0.200
TS+0.9
3.256
0.540
TS+1
3.356
0.524
TS+1.1
3.456
0.509
TS+1.2
3.556
0.495
TS+1.3 TS+1.4
3.656 3.756
0.481 0.469
TS+1.5
3.856
0.456
TS+1.6
3.956
0.445
TS+1.7
4.056
0.434
TS+1.8
4.156
0.423
TS+1.9
4.256
0.413
TS+2
4.356
0.404
TS+2.1
4.456
0.395
TS+2.2
4.556
0.386
TS+2.3
4.656
0.378
TS+2.4
4.756
0.370
TS+2.5
4.856
0.362
TS+2.6
4.956
0.355
TS+2.7
5.056
0.348
TS+2.8
5.156
0.341
TS+2.9
5.256
0.335
TS+3
5.356
0.329
TS+3.1
5.456
0.323
TS+3.2
5.556
0.317
TS+3.3
5.656
0.311
5.756
0.306
4
Ts +0.1
0.800 0.700
0.400
0.100 0.000 0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
LAMPIRAN III (HASIL ANALISIS ETABS)
3.1. Periode Alami dan Partisipasi Massa Penampang Utuh ( F ull D imension)
TABLE: Mod al Participating Mass Ratios Case
Mode
Period
UX
UY
UZ
Sum UX Sum UY Sum UZ
RX
RY
RZ
Sum RX Sum RY
Sum RZ
sec Modal
1
1.403
0.4491
0.0022
0
0.4491
0.0022
0
0.0027
0.5389
0.0001
0.0027
0.5389
Modal
2
1.253
0.0024
0.472
0
0.4515
0.4742
0
0.5009
0.0029
0.0303
0.5035
0.5418
0.0001 0.0304
Modal
3
0.963
0.00004574
0.0243
0
0.4516
0.4985
0
0.0044
0.0003
0.3235
0.508
0.5421
0.3539
Modal
4
0.565
0.0027
0.0474
0
0.4542
0.5459
0
0.0244
0.0009
0.3888
0.5323
0.543
0.7427
Modal
5
0.521
0.0199
0.0015
0
0.4742
0.5473
0
0.0008
0.0097
0.0076
0.5331
0.5526
0.7503
Modal
6
0.497
0.0013
0.005
0
0.4754
0.5524
0
0.0034
0.0006
0
0.5366
0.5533
0.7503
Modal
7
0.487
0.3093
0.0069
0
0.7847
0.5593
0
0.0044
0.1574
0.0027
0.541
0.7106
0.753
Modal
8
0. 436 0.000004109
0. 00000279
0
0.7847
0.5593
0 0.000002059 0.000002969
0
0. 541
0.7106
0. 753
Modal
9
0.435
0.0001
0.0002
0
0.7848
0.5594
0
0.0001
0.00002453
0.0000118
0.5411
0.7107
0.753
Modal
10
0.429
0.0042
0.241
0
0.789
0.8004
0
0.1793
0.0026
0.0305
0.7204
0.7133
0.7835
Modal
11
0.242
0.0159
0.0002
0
0.8049
0.8006
0 0.000006716
0.0121
0.0102
0.7204
0.7254
0.7937
Modal
12
0.236
0.0399
0.001
0
0.8448
0.8016
0
0.0016
0.0309
0.0053
0.7221
0.7563
0.799
Modal
13
0.21
0.0013
0.0519
0
0.8461
0.8535
0
0.0525
0.0011
0.0029
0.7746
0.7574
0.8019
Modal
14
0.176
0.0001
0.0011
0
0.8462
0.8546
0
0.0042
0.0002
0.0622
0.7787
0.7576
0.8641
Modal
15
0.135
0.0489
0.0032
0
0.8951
0.8578
0
0.0048
0.0845
0.0002
0.7835
0.8421
0.8643
Modal
16
0.129
0.0034
0.0404
0
0.8985
0.8982
0
0.0619
0.0058
0.0039
0.8454
0.8479
0.8682
Modal
17
0.126 0.000006062
0.0049
0
0.8985
0.9031
0
0.0074 0.000005804
0.008
0.8527
0.8479
0.8762
Modal
18
0.1
0.0167
0.0014
0
0.9152
0.9045
0
0.002
0.0215
0.0023
0.8548
0.8694
0.8785
Modal
19
0.099
0.0001
0.0009
0
0.9153
0.9054
0
0.0012
0.0002
0.0339
0.856
0.8696
0.9124
Modal
20
0.097 0.000005752
0
0
0.9153
0.9054
0
0
0.856
0.8696
0.9124
Modal
21
0.097
0.0014
0.0012
0
0.9167
0.9066
0
0.0016
0.0017
0.0002
0.8576
0.8713
0.9126
Modal
22
0. 096 0.000001881
0.0006
0
0 .9167
0 .9072
0
0.0008 0.000002544
0.0002
0 .8584
0 .8713
0 .9128
Modal
23
0.095
0.0027
0.0142
0
0.9194
0.9214
0
0.0194
0.0003
0.8777
0.8747
0.9131
Mod al
24
0. 092
5. 241E- 07
9. 256E- 07
0
0. 9194
0. 9214
0 0. 000001143
7. 313E- 07 0. 000001087
0. 8777
0. 8747
0. 9131
Modal
25
0.092
0.0001
0.0003
0
0.9195
0.9217
0
0.0005
0.0002
0.0001
0.8782
0.8749
0.9132
Modal
26
0.09
0.0001
0.00001032
0
0.9196
0.9217
0
0.00001224
0.0001
0.0001
0.8782
0.875
0.9133
Modal
27
0.089
0.00001157
0
0
0.9196
0.9217
0
0
0.00001698
0
0.8782
0.875
0.9133
Mo da l
28
0. 089 0. 000009884 0. 000001102
0
0. 9196
0. 9217
0 0. 000001419
0. 00001411
6. 205E -07
0. 8782
0. 875
0. 9133
Modal
29
0.089 0.000006828
Mo da l
30
0. 089
Modal
31
0.088
0
Modal
32
0.088
0
Modal
33
0.088
Modal
34
0.088
Mo da l
35
Modal Modal
0 0.000009414
0.0034
0
0
0.9196
0.9217
0
0
0.00001051 0.000001003
0.8782
0.875
0.9133
0 .00002016 0. 000002143
0
0. 9196
0. 9217
0 0. 000002894
0 .00002884 0. 000001212
0. 8782
0. 875
0. 9133
0
0
0.9196
0.9217
0
0
0
0
0.8782
0.875
0.9133
0
0
0.9196
0.9217
0
0
0
0
0.8782
0.875
0.9133
0
0
0
0.9196
0.9217
0
0
0
0
0.8782
0.875
0.9133
0
0
0
0.9196
0.9217
0
0
0
0
0.8782
0.875
0.9133
0. 087
0. 00003656 0. 000004686
0
0. 9197
0. 9218
0 0. 000005578
0. 00004831
0. 0000117
0. 8782
0. 8751
0. 9133
36
0.087
0.00004371
0
0
0.9197
0.9218
0
0
0.0001
0
0.8782
0.8752
0.9133
37
0.087
0.0001
0
0
0.9198
0.9218
0
5.993E-07
0.0001
0
0.8782
0.8752
0.9133
Modal
38
0.087
0.0003
0.00001333
0
0.9201
0.9218
0
0.00002042
0.0004
0
0.8782
0.8757
0.9133
Modal
39
0.087
0.0002
0.0001
0
0.9202
0.9219
0
0.0002
0.0002
0.00002557
0.8784
0.8759
0.9133
Modal
40
0.087 0.000008311 0.000001745
0
0.9202
0.9219
0 0.000002483
0.00001146 0.000002908
0.9133
Modal
41
0.087
0
0
0
0.9202
0.9219
0
Modal
42
0.087 0.000003559
0
0
0.9202
0.9219
0
Modal
43
0. 086
0. 00002214
0.0001
0
0.9203
0. 922
0
Modal
44
0.086
7.291E-07
0
0
0.9203
0.922
0
Modal
45
0.086
0
0
0
0.9203
0.922
0
0
Modal
46
0.086
0
0
0
0.9203
0.922
0
0
0
Modal
47
0.086
0.00002529
0
0
0.9203
0.922
0
0
0.00003537
Modal
48
0.086
0.0001
5.577E-07
0
0.9204
0.922
0 0.000001099
0.0001
Modal
49
0.086
0
0
0
0.9204
0.922
0
0
Modal
50
0.086
0
9.321E-07
0
0.9204
0.922
0 0.000001215
0.8784
0.8759
0
0
0.8784
0.8759
0.9133
5.475E-07 0.000005079
0
0.8784
0.8759
0.9133
0. 00003016
0. 00000167
0.8786
0.8759
0.9133
0 0.000001011
6.111E-07
0.8786
0.8759
0.9133
0
0.8786
0.8759
0.9133
0
0.8786
0.8759
0.9133
0.00002065
0.8786
0.876
0.9134
0.0001
0.8786
0.8761
0.9134
0
0.8786
0.8761
0.9134
0 0.000004098
0.8786
0.8761
0.9134
0
0.0001
0
0
3.2. Periode Alami dan Partisipasi Massa Penampang Retak ( Crack D imension) TABLE: Modal Particip ating Mass Ratios Case
Mode
Period
UX
UY
UZ
Sum UX Sum UY
Sum UZ
RX
RY
RZ
Sum RX
Sum RY
Sum RZ
sec Modal
1
1.819
0.4581
0.007
0
0.4581
0.007
0
0.008
0.524
0.00002343
0.008
Modal
2
1.683
0.0073
0.4618
0
0.4654
0.4687
0
0.5092
0.0082
0.0244
0.5173
0.5321
0.524 0.00002343 0.0244
Modal
3
1.208 0.000005287
0.0233
0
0.4654
0.492
0
0.0008
0.0001
0.4204
0.5181
0.5323
0.4448
Modal
4
0.712
0.0026
0.0399
0
0.4679
0.5319
0
0.0238
0.001
0.304
0.5419
0.5332
0.7488
Modal
5
0.623
0.0984
0.00004515
0
0.5663
0.5319
0
0.00001751
0.0555
0.0005
0.542
0.5887
0.7493
Modal
6
0.604
0.1919
0.0103
0
0.7582
0.5422
0
0.0061
0.1103
0.002
0.5481
0.6989
0.7513
Modal
7
0.601
0.0211
0.0014
0
0.7793
0.5437
0
0.0009
0.0122
0.0005
0.549
0.7112
0.7518
Modal
8
0.523
0.0035
0.2473
0
0.7829
0.7909
0
0.1658
0.0024
0.0266
0.7148
0.7136
0.7784 0.7784
Modal
9
0.437 0.000001294
0
0
0.7829
0.7909
0
0 0.000001288
0
0.7148
0.7136
Modal
10
0.436
0
0
0
0.7829
0.7909
0
0
0
0
0.7148
0.7136
Modal
11
0.284
0.0533
0.0006
0
0.8362
0.7915
0
0.0004
0.0396
0.0022
0.7153
0.7533
0.7806
Modal
12
0.278
0.0051
0.0012
0
0.8412
0.7928
0
0.0029
0.0035
0.0312
0.7182
0.7568
0.8119
Modal
13
0.246
0.0012
0.0606
0
0.8424
0.8534
0
0.0628
0.0009
0.0021
0.781
0.7577
0.8139
Modal
14
0.221
0.0001
0.0002
0
0.8425
0.8535
0
0.0012
0.0002
0.0505
0.7821
0.7579
0.8645
Modal
15
0.16
0.0523
0.0018
0
0.8948
0.8553
0
0.0025
0.0857
0.0001
0.7846
0.8436
0.8645
Modal
16
0.148
0.0015
0.0463
0
0.8963
0.9016
0
0.066
0.0024
0.0079
0.8506
0.8461
0.8724
Modal
17
0.14
0.0004
0.00002182
0
0.8966
0.9016
0
0.000044
0.0005
0.0125
0.8506
0.8466
0.8849
Modal
18
0.123
0.001
0.0029
0
0.8977
0.9044
0
0.0037
0.0013
0.0273
0.8544
0.8479
0.9121
Modal
19
0.116
0.0056
0.0002
0
0.9033
0.9046
0
0.0003
0.0069
0.00002019
0.8547
0.8548
0.9122
Modal
20
0.113
0.0139
0.0012
0
0.9172
0.9059
0
0.0017
0.0167
0.0004
0.8564
0.8715
0.9126
Modal
21
0.112
0.0001
0.0004
0
0.9173
0.9063
0
0.0005
0.0001 0.000003878
0.8569
0.8717
0.9126
Modal
22
0.107
0.0001
0.0015
0
0.9174
0.9077
0
0.002
0.0001
0.0001
0.8589
0.8718
0.9127
Modal
23
0.107
0.00003444
0.0001
0
0.9174
0.9078
0
0.0001
0.00004566
0.0000102
0.859
0.8719
0.9127
Mod al
24
0. 107
0.00002515
0.0001
0
0 .9175
0.908
0
0.0002
0.00003156
0. 00001972
0 .8592
0 .8719
0.9127
Modal
25
0.107
0 .0000486
0.0002
0
0.9175
0.9081
0
0.0002
0.0001
0.00001805
0.8594
0.8719
0.9128
Modal
26
0.106
0.0002
0.0018
0
0.9177
0.9099
0
0.0024
0.0003
0.0003
0.8618
0.8722
0.913
Modal
27
0.106
0.0003
0.0105
0
0.9181
0.9204
0
0.0143
0.0003
0.0017
0.8761
0.8726
0.9147
Modal
28
0.106
0
6.443E-07
0
0.9181
0.9204
0
9.223E-07
0
0
0.8761
0.8726
0.9147
Modal
29
0.106 0.000002819
0
0
0.9181
0.9204
0
0 0.000004008 0.000001693
0.8761
0.8726
0.9147
Modal
30
0.106
0
0
0
0.9181
0.9204
0
0
0
0
0.8761
0.8726
0.9147
Modal
31
0.106
0
0
0
0.9181
0.9204
0 0.000000589
0
0
0.8761
0.8726
0.9147
Modal
32
0.106
0
0
0
0.9181
0.9204
0
0
Modal
33
0.105
0.0000361
0.0002
0
0.9181
0.9206
0
0.0003
Mod al
34
0. 105 0.000004758
7.886E- 07
0
0.9181
0.9206
0 0.000001014 0. 000006696
Mo da l
35
0. 105
0. 00001472
0. 00001293
0
0. 9181
0. 9206
0
Modal
36
0.105
0.0007
0 .0000425
0
0.9188
0.9207
0
Modal
37
0.105 0.000001255
0
0
0.9188
0.9207
0
7.881E-07 0.000002219
0
Mod al
38
0. 105 0.000004924
0.0001
0
0.9188
0.9207
0
0.0001 0. 000007883
Modal
39
0.104
0 0.000007074
0
0.9188
0.9207
0 0.000009805
Modal
40
0.104
0 0.000001833
0
0.9188
0.9207
0 0.000002469
Modal
41
0.104
0
0
0
0.9188
0.9207
0
0
Modal
42
0.104 0.000004248
0.0001
0
0.9188
0.9208
0
0.0001 0.000005089
0
0.8766
Mo dal
43
0. 104 0. 000003042
0. 0000468
0
0. 9188
0. 9208
0
0. 0001 0. 000003719 0. 000002526
Mod al
44
0. 104
0.00003302
0.0006
0
0 .9189
0 .9214
0
0.0008
0. 00002473
Mo dal
45
0. 104 0. 000004625
0. 0001
0
0. 9189
0. 9215
0
0. 0001 0. 000005861 0. 000008308
Modal
46
0.104
0
0
0
0.9189
0.9215
0
6.039E-07
Modal
47
0.103
0.0001
0.0002
0
0.9189
0.9217
0
0.0002
Modal
48
0.103
0 0.000002455
0
0.9189
0.9217
0 0.000003353
5.614E-07
0
Modal
49
0.103
0
6.109E-07
0
0.9189
0.9217
0 0.000000829
5.586E-07
0
Modal
50
0.103
0.0002
0.0004
0
0.9191
0.9221
0
0.0002
0
0. 00001747 0.0001
0
0.0005
0 0.0000435
0 0.0001
0.8761 0.8764
0.8726 0.8726
0.7784
0.9147 0.9148
0
0.8764
0.8726
0.9148
0. 00000502
0. 8764
0. 8727
0. 9148
0.001 0.000006026
0.8765
0.8736
0.9148
0.8765
0.8736
0.9148
0. 00001278
0.8765
0.8737
0.9148
0
0.00000298
0.8765
0.8737
0.9148
0
7.152E-07
0.8765
0.8737
0.9148
0.8765
0.8737
0. 00002313
0.00004107
0
0
0
0.0001 0.000000565
0.9148
0.8737
0.9148
0. 8767
0. 8737
0. 9148
0.8775
0 .8737
0.9148
0. 8776
0. 8737
0. 9149
0.8776 0.8778
0.8737
0.9149
0.8738
0.9149
0.8778
0.8738
0.9149
0.8778
0.8738
0.9149
0.8783
0.874
0.9149
3.3. Output Gaya – Gaya Dalam
frame
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
frame
PC1
PC2
PC3
PC4
frame
K1
Story
Beam
LT.6
B1706
LT.6
B1707
LT.7
B2219
LT.6
B1707
LT.7
B2225
LT.3
B1974
LT.7
B2225
LT.7
B2225
LT.5 LT.6
B1976 B2187
LT.5
B1976
LT.5
B2156
LT.11
B2225
LT.10
B2277
LT.9
B2225
LT.11
B2225
LT.15
B2232
LT.16
B2269
LT.15
B2232
LT.15
B2232
LT.11 LT.6
B1725 B1728
LT.10
B1725
LT.11
B1725
LT.10
B2230
LT.6
B1729
LT.10
B2230
LT.10
B2230
Story
Beam
LT.6 LT.6
B2063 B2063
LT.6
B2054
LT.6
B2054
LT.2
B2054
LT.5
B2055
LT.2
B2054
LT.2
B2054
LT.7
B2212
LT.7
B2210
LT.9
B2232
LT.9
B2232
LT.7 LT.7
B2229 B2229
LT.9
B2233
LT.9
B2233
Story
Beam
BASEMEN C 216 LT.6 C216 LT.6
C216
BASEMEN C96
K2
frame
K4
K5
frame
LT.4
C59
LT.6
C55
LT.16
C282
LT.6
C55
Story
Beam
LT.7
C291
LT.7
C290
LT.7
C291
LT.7
C290
LT.7 LT.9
C215 C17
LT.9
C282
LT.9
C17
Story
Pear
BASEMEN P11
SW
ATAP
P23
ATAP
P23
Load Case/Combo Comb4 Max Comb4 Min Comb3 Min Comb4 Min Comb4 Min Comb3 Min Comb6 Max Comb4 Min Comb4 Min Comb3 Min Comb4 Max Comb4 Min Comb4 Min Comb4 Min Comb6 Max Comb4 Min Comb4 Max Comb4 Max SPEX Y Max Comb4 Min Comb4 Min Comb3 Max SPEX Y Max Comb4 Min Comb4 Max Comb3 Max SPEX Y Max Comb4 Min Load Case/Combo Comb3 Max Comb4 Min Comb3 Max Comb5 Min Comb3 Min Comb4 Max Comb3 Max Comb5 Min Comb4 Min Comb3 Max Comb6 Max Comb4 Min Comb3 Max Comb4 Min Comb5 Max Comb3 Min
V2 (sendi) V2 (luar sendi) N N (212,152.40) (202,254.80) (210,618.90) (188,747.86) (324,177.29) (308,145.91) (579,503.30) (556,937.22) 657,481.23 (543,528.28) (67,120.32) (66,050.83) 88,172.63 (75,044.08) -
T (maks) N-mm (9,125,547.51) (8,908,717.55) (21,226,395.00) (96,612,631.00) 88,748,639.29 12,876,909.92 19,715,951.50 -
M3 (maks) N-mm 263,816,692.00 347,952,536.00 391,097,169.00 1,152,355,238.00 1,462,017,923.00 104,290,326.00 228,173,340.00 -
M3 (min) N-mm (204,397,488.00) (436,068,820.00) (492,652,587.00) (1,361,321,179.00) (1,730,752,514.00) (131,421,785.00) (276,060,624.00)
V2 (sendi) V2 (luar sendi) N N 1,382,838.98 1,332,941.78 (787,182.18) (658,929.42) (835,915.13) (803,515.77) 533,191.34 167,631.28 -
T (maks) N-mm (172,407,172.00) 195,243,712.00 187,730,718.00 (347,171,318.00) -
M3 (maks) N-mm 2,625,147,761.00 1,615,605,110.00 1,994,938,976.00 802,667,857.00 -
M3 (min) N-mm (1,501,721,621.00) (1,147,953,532.00) (2,116,474,477.00) (871,029,744.00)
Load Case/Combo Comb3 Min Comb3 Max Comb3 Max Comb4 Min Comb4 Min Comb3 Max Comb4 Max Comb3 Max
P (maks) N (9,292,100.51) (2,752,587.04) -
V2 (maks) N 681,391.81 606,105.73 -
Load Case/Combo Comb3 Min Comb3 Max Comb4 Min Comb3 Max Comb4 Min Comb3 Min Comb4 Max Comb3 Min
P (maks) N (940,328.20) (9,285,232.70) -
V2 (maks) N 380,698.22 (639,301.06) -
Load Case/Combo Comb4 Max Comb5 Max Comb3 Min
P (maks) KN (19,541.16) -
V2 (maks) KN (8,789.81) -
M2 (maks) N-mm (1,152,447,173.00) 1,079,629,625.00 -
M2 (maks) N-mm (455,695,169.00) 1,894,429,376.00
M3 (maks) KN-m 21,409.88
M3 (maks) N-mm 1,450,116,372.00 1,297,374,428.00 M3 (maks) N-mm 880,023,037.00 (1,376,944,475.00)
LAMPIRAN IV (PERENCANAAN STRUKTUR)
4.1. Perencanaan Pelat Lantai
Sebagai contoh untuk perencanaan pelat lantai digunakan pelat lantai tipe S1. Sedangkan untuk perencanaan tipe pelat lainnya sama dengan perencanaan pelat S1, hanya disesuaikan dengan dimensi dan ketebalan masing – masing tipe pelat tersebut. Perencanaan Plat
No Tipe Plat Ukuran Plat Jenis Ruang Mutu Bahan f'c Fy β
Dimensi Plat Lx Ly h P
: : : :
1 S1 4
4
x
PERKULIAHAN
: :
30 240 0.85
MPa MPa
: : : :
4 4 0.12 0.02
m m m m :
:
20
mm
A. Pembebanan Plat 1. Beban Mati a. Plat b. Pasir
Tebal (m) 0.12 0.04 Tebal (cm) 3 1
x Bj (Kn/m³) x 24 = 2.88 x 18 = 0.72 x Berat (kN/m² )/cm x 0.21 = 0.63 x 0.24 = 0.24 4.47 Total Beban Mati (Wd) =
: :
c. Spesi d. Penutup Lantai
: :
2. Beban Hidup Beban Hidup (Wl) Faktor Reduksi
: :
2.5 0.4
3. Beban Ultimit Beban Ultimit (Wu) : : :
kN/m² kN/m² kN/m² kN/m² kN/m²
kN/m²
1.2 Wd + 1.2 4.47 + 6.964 kN/m²
1.6 ( 1.6 (
Wl x Fr ) 2.5 x 0 )
B. Perhitungan Momen Plat Diketahui di atas : Ly Lx
:
4 4
Mu lx = = =
0.001 x Wu x 0.001 6.964 2.786 kNm
x
Mu ly = = =
0.001 x Wu 0.001 x 6.964 2.786 kNm
x
x
x
=
1.0
Ix² 4.00 ²
x
Ix² 4.00 ²
x
x
x
……>>
Clx 25
Cly 25
Clx Cly Ctx Cty
= = = =
25 25 51 51
+
Mu tx = = =
0.001 x Wu 0.001 x 6.964 5.683 kNm
x
Mu ty = = =
0.001 x Wu 0.001 x 6.964 5.683 kNm
x
x
x
Ix² 4.00 ²
x
Ix² 4.00 ²
x
Ctx 51
x
Cty 51
x
C. Perencanaan Penulangan Lx Tebal Plat (h) Diameter Tul. Penutup Beton Jarak efektif, d
ρ balance
ρ max
120 mm : : 10 mm , maka luas tampang tulangan : 20 : mm : Tebal Plat (h) - Penutup Beton (p) - Øs/2 120 20 5 : 95 : mm :
0.85
:
0.85
:
0.0645
f'c x Fy x 30 x 240
β
x
x (
0.85
x (
: 0.75 x ρ balance : 0.75 x 0.06 : 0.05
Mu phi Rn
: : : m
ρ perlu
As perlu As min 1.33 As perlu As terpakai
2.786 : 0.8 3.48 x 95 ² 0.385817
600 ) 600 + fy 600 ) 600 + 240
ρ min
: :
3.482
78.54 mm²
1.4 Fy 0.0058
kNm
1E+06 1000
fy 0.85 x f'c 240 : 0.85 x 240 : 1.1765 :
√
1 x ( 1 m 1 x ( 1 : 1.18 : 0.85 x ( 1 - √ : 0.001609 :
: ρ perlu : ρ min : 1.33 x 250 :
b x x b x 152.86 x
..OK..!!
Rn ) ) fy 0.39 ( 1 - ( 2 1.18 x ) ) 240 0.9962 ) ( 1 - ( 2
d d
= = =
m
x
152.86 mm² 554.17 mm² 203.31 mm²
Terpakai 1,33 As Perlu
Jarak antar tulangan : Jarak Pakai
:
78.54 x 1000 250 150 mm
= 314.16 P
10 -
150
Kontrol Kapasitas Momen 78.54 x 1000 As terpakai : mm² = 523.6 150 523.6 x 240 a : = 4.928 mm 0.85 x 30 x 1000 Mn : 523.6 x 240 x ( 95 - 4.93 / 2 ) = 1.33 Mu : 4.6311 kNm Mn > Mu ....OK...!!! phi
11.628 kNm
D. Perencanaan Penulangan Ly Tebal Plat (h) Diameter Tul. Penutup Beton Jarak efektif, d
ρ balance
ρ max
:
0.85
:
0.85
:
0.0645
f'c x Fy x 30 x 240
β
x
2.786 : 0.8 3.48 : x 85 ² : 0.481938 :
0.85
600 ) 600 + fy 600 x ( ) 600 + 240
m
ρ min
: :
3.482
78.54 mm²
x (
: 0.75 x ρ balance : 0.75 x 0.06 : 0.0484
Mu phi Rn
ρ perlu
120 mm : : 10 mm , maka luas tampang tulangan : 20 : mm : Tebal Plat (h) - Penutup Beton (p) - Øs/2 120 20 10 5 : 85 : mm
1.4 Fy 0.0058
kNm
1E+06 1000
fy 0.85 x f'c 240 : 0.85 x 30 : 9.4118
:
√
1 x ( 1 m 1 x ( 1 : 9.41 : 0.11 x ( 1 - √ : 0.002027 :
Rn ) ) fy 0.48 ( 1 - ( 2 9.41 x ) ) 240 0.9622 ) ( 1 - ( 2
m
x
As perlu As min 1.33 As perlu As terpakai
: ρ perlu x b x : ρ min x b x : 1.33 x 172.33 250 :
d d
= = =
172.33 mm² 495.83 mm² 229.2 mm²
Terpakai 1,33 As Perlu
..OK..!!
Jarak antar tulangan : Jarak Pakai
:
78.54 x 1000 250 100 mm
= 314.16 10 -
P
100
Kontrol Kapasitas Momen 78.54 x 1000 As terpakai : mm² = 785.4 100 785.4 x 240 a : = 11.088 mm 0.85 x 20 x 1000 Mn : 785.4 x 240 x ( 85 - 11.1 / 2 ) = 1.33 Mu : 4.6311 kNm Mn > Mu ....OK...!!! phi
14.977 kNm
E. Perencanaan Penulangan Tx Tebal Plat (h) Diameter Tul. Penutup Beton Jarak efektif, d
ρ balance
ρ max
120 mm : : 10 mm , maka luas tampang tulangan : 20 : mm : Tebal Plat (h) - Penutup Beton (p) - Øs/2 120 20 5 : 95 : mm :
0.85
:
0.85
:
0.0645
f'c x Fy x 30 x 240
β
x
0.85
600 ) 600 + fy 600 x ( ) 600 + 240 x (
: 0.75 x ρ balance : 0.75 x 0.06 : 0.0484
Mu phi Rn
5.683 : 0.8 7.10 : x 95 ² : 0.787067 :
m
fy 0.85 x f'c 240 : 0.85 x 30 : 9.4118
:
7.1033 kNm 1E+06 1000
78.54 mm²
ρ min
: :
1.4 Fy 0.0058
ρ perlu
As perlu As min 1.33 As perlu As terpakai
√
1 x ( 1 m 1 x ( 1 : 9.41 : 0.11 x ( 1 - √ : 0.003332 :
Rn ) ) fy 0.79 ( 1 - ( 2 9.41 x ) ) 240 0.9383 ) ( 1 - ( 2
: ρ perlu x b x : ρ min x b x : 1.33 x 316.51 450 :
d d
= = =
m
x
316.51 mm² 554.17 mm² 420.96 mm²
Terpakai 1,33 As Perlu
..OK..!!
Jarak antar tulangan : Jarak Pakai
:
78.54 x 1000 450 100 mm
= 174.53 10 -
P
100
Kontrol Kapasitas Momen 78.54 x 1000 As terpakai : mm² = 785.4 100 785.4 x 240 a : = 11.088 mm 0.85 x 20 x 1000 Mn : 785.4 x 240 x ( 95 - 11.1 / 2 ) = 1.33 Mu : 9.4474 kNm Mn > Mu ....OK...!!! phi
16.862 kNm
F. Perencanaan Penulangan Ty Tebal Plat (h) Diameter Tul. Penutup Beton Jarak efektif, d
ρ balance
ρ max
Mu phi Rn
120 mm : : 10 mm , maka luas tampang tulangan : 20 : mm : Tebal Plat (h) - Penutup Beton (p) - Øs/2 120 20 5 : 95 : mm :
0.85
:
0.85
:
0.0645
f'c x Fy x 30 x 240
β
x
0.85
x ( x (
: 0.75 x ρ balance : 0.75 x 0.06 : 0.0484 : : :
5.683 : 0.8 7.10 x 95 ² 0.787067
7.1033 kNm 1E+06 1000
78.54 mm²
600 ) 600 + fy 600 ) 600 + 240
ρ min
: :
1.4 Fy 0.0058
m
: : :
ρ perlu
: : : :
As perlu As min 1.33 As perlu As terpakai
fy 0.85 x f'c 240 0.85 x 30 9.4118 1 x ( 1 m 1 x ( 1 9.41 0.11 x ( 1 - √ 0.003332
√
: ρ perlu : ρ min : 1.33 x 450 :
b x x b x 316.51
Rn ) ) fy 0.79 ( 1 - ( 2 9.41 x ) ) 240 0.9383 ) ( 1 - ( 2
d d
x
= = =
m
x
316.51 mm² 554.17 mm² 420.96 mm²
Terpakai 1,33 As Perlu
..OK..!!
Jarak antar tulangan : Jarak Pakai
:
78.54 x 1000 450 100 mm
= 174.53 P
10 -
100
Kontrol Kapasitas Momen As terpakai : 78.54 x 1000 mm² = 785.4 100 a : 785.4 x 240 = 22.176 mm 0.85 x 10 x 1000 Mn : 785.4 x 240 x ( 95 - 22.2 / 2 ) = 1.33 Mu : 9.4474 kNm phi Mn > Mu ....OK...!!!
ly
=
4
P10-100
lx =
4
P10-100 P10-100
P10-150
P10-100
P10-100
15.817 kNm
4.2. Perencanaan Balok
Sebagai contoh untuk perencanaan balok digunakan balok tipe B1. Balok B1 Tulangan tumpuan bw= 300 h= 450 d= 410 d'= 40 fc= 30 fy= 400 Mu= 204,397,488 0.85 β1= Sehingga digunakan ρ
As pe rl u=
mm mm mm mm Mpa Mpa Nmm
Mn= m= Pmi n= Rn= Ppe rl u= Pb= Pma ks =
255,496,860 Nmm 15.686 0.0035 5.066 N/mm2 0.0143 0.0325 0.0244
0.014261
=
1754.107
Digunakan tulangan D= As t=
22 mm 380.133 mm2
maka didapa t jumlah tulangan n= 4.614 As pa ka i = As pa ka i
8 b ata ng
≈
6.230749959
3041.062 mm2 > As pe rl u
Jumlah tulangan tekan yang dibutuhkan berdasa rkan rasi o As '= digunakan 4 D22 As '=
1520.531 m m2 1520.531 mm2
S=
3.428571429 m m
4 ba ta ng >
25 mm di pa ka i tul a nga n 2 l a pi s
εy
ok a s u m s i s a l a h t u l . Te k a n b e l u m l e l e h
Kontrol kel ele han : Asumsi tulangan tarik lel eh dan tekan leleh a= c= εy= εs= εs'=
79.50 mm 93.54 mm 0.002 0.010 > 0.002 <
εy
karena εs > εy > εs', tulanga n baja tarik su dah l ele h tetapi ba ja tekan bel um. Dengan demiki an, ternyata anggapan pada langkah a wal tidak bena r. Maka di perlukan mencari letak garis netral denga n menggunakan
kese timbangan gaya-gaya hrizontal ( ∑Hf=0), TS=Cc+Ct, yai tu denga n mencari nil ai c dengan rumus sb b:
c
R= Q= c=
Q R2
R
-23.384 mm 5612.109 mm 101.863 mm
dengan nila i c tersebut,nila i-nila i lai n yang belum diketahui dapat dicari. fs'= εs'.Es fs '= 364.388 < 400 ok dengan demikia n anggapan yang digunakan benar. a= Cc= Ct= cek TS = Cc + ct As .fy = Cc + Ct 1216424.675
86.583 mm 662361.015 N 554063.660 N
1216424.675 ok
kapasitas penampang balok Mn1= Mn2= Mn= ØMn > Mu 358317538
242893368.2 Nmm 205003554.4 Nmm 447896922.5 Nmm
204397488
dengan demikia n balok aman terhadap le ntur
Balok B1 Tulangan lapangan bw= 300 h= 450 d= 410 d'= 40 fc= 30 fy= 400 Mu= 263,816,692 β1= 0.85 Sehingga digunaka n ρ
As perl u=
mm mm mm mm Mpa Mpa Nmm
Mn= m= Pmi n Rn= Pperl u= Pb= Pma ks =
329,770,865 Nmm 15.686 0.0035 6.539 N/mm2 0.0193 0.0325 0.0244
0.0192562
=
2368.512
Digunakan tulangan D= As t=
22 mm 380.133 mm2
maka didapa t jumlah tulangan n= 6.231 As pa ka i = As pa ka i
8 b a ta n g
≈
6.23075
3041.062 m m2 > As perl u
Jumlah tulangan tekan yang dibutuhkan berdasarkan rasio As '= digunaka n 4 D22 As '= S=
1520.531 m m2 1520.531 mm2 3.428571429 mm
4 ba ta ng >
25 mm di pa ka i tul a nga n 2 l a pi s
Kontrol kelelehan : Asumsi tulangan tarik leleh da n tekan leleh a= c=
79.50 mm 93.54 0.002 0.010 > 0.002 <
εy= εs= εs'=
εy εy
ok asumsi s ala h tul. Tekan belum leleh
karena εs > εy > εs', tulangan ba ja tarik suda h le le h tetapi baja tekan bel um. Dengan demiki an, ternyata
anggapan pada langkah awal tidak benar. Maka diperlukan mencari letak garis netral dengan menggunakan kese timbangan gaya-gaya hrizontal ( ∑Hf=0), TS=Cc+Ct, yaitu dengan mencari nilai c dengan rumus sbb:
c Q R R= Q= c=
2
R
-23.384 mm 5612.109 mm 101.863 mm
dengan nila i c tersebut,nilai -nilai lai n yang belum diketahui da pat dicari. fs'= εs'.Es fs '= 364.388 < 400 ok dengan demikian anggapan yang digunakan bena r. a= Cc= Ct= cek TS = Cc + ct As .fy = Cc + Ct 1216424.675
86.583 mm 662361.015 N 554063.6604 N
1216424.675 o k
kapasi tas penampang balok Mn1= Mn2= Mn= ØMn > Mu 358317538
242893368.2 Nmm 205003554.4 Nmm 447896922.5 Nmm
263816692
dengan demikian bal ok aman terhadap l entur
Penulangan Terhadap Torsi a. Tulangan Torsi Vu = 212152.4 N Tu = 9 12 55 47 .5 Nmm b = 300 mm h = 400 mm fc' = 30 mm diameter sengkang = fy = 400 mpa
BatasTu
>>>>> φ= d' =
10
k ua t momen to rs i ter fa ktor p ada pena mpa ng, di da pa t d ar i o utp ut eta bs . -9125547.51 Nmm (akibat 1,2 DL + LL – Fx + 0,3 Fy) Comb 5 dari etabs B 435 l antai 2 0 .7 5 >>>> k eten tua n SNI 28 47 2 00 2 40 mm mm
fc ' A2cp
.
Pcp
Acp = 120000 mm2 Pcp = 1400 mm Batas Tu = 0.3423266 x 10285714 = 3,521,074 Nmm < 9,125,548 Nmm Batas Tu < Tu maka tulangan torsi diperluka n. b. menghitung properti penampang. dengan selimut beton 40 mm dan sengkang φ 10 X1 = 210 mm Y1 = 310 mm Aoh = (X1.Y1) = 65100 mm2 Ao = 0.85 x Aoh = 55335 mm2 d= 360 ph = 2(X1+Y1) = 1040 mm cek penampang : = 98590.06 N
Vc
12
fc '
Vu bw.d
2
6
bw.d
Tu. ph Vc 2 fc ' 2 1,7 A oh bwd. 3
2.365167702 N/mm2 < maka penampang cukup besar.
3.423266 N/mm2
c. menentukan tulangan torsi transversal yang diperlukan
Tn
At S
Tu = 12167397 Nmm asumsi kan 45 derajat untuk komponen struktur non-prategang.
Tn
=
0.274858 mm2/mm
untuk 1 kaki dari sengkang
2. Ao. fy. cot
d. memilih tulangan torsi l ongitudinal tulangan longitudinal tambahan yg diperlukan untuk torsi :
Al
At S
.Ph.
fyv
.cot
2
fyt
=
285.8519 mm2
luas total min tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan.
MinAl
5
fc 'Acp At 12. fyl
S
.Ph.
fyv fyt
=
398.8013 mm2
At/s = 0.2748576 mm2 > bw/6.fyv = 0.125 mm2 OK mengacu SNI 2847-2002 pasal 13.6(7) tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan punti r ti dak bol eh kurang dari Al . karena mi n Al < Al maka di gunakan Al =
285.8519 mm2
OK
tulangan longitudinal tambahan disebar pada keempat sudut bagian dalam dari sengkang dan secara vertikal diantaranya. Asumsikan sepertiga = 95.28397 mm2 maka digunakan tulangan torsi: 2 D 13 >>>>>>>> 265.4646 mm2 untuk sisi samping.
Tulangan Geser Balok B1 Vu= h= b= d'= d= fc= fy=
212152.400 450 300 40 410 30 240
N mm mm mm mm mpa mpa
Vc= 112283.1243 N dengan menganggap Vc = 0 Vs= 282869.867 N dipakai tulangan 4 Ø10 Av= 314.16 mm2 Vs= Av.Fy.d/s s= Av.Fy.d/Vs 109.284 mm syarat SRPMK pasal 23.4.4.2, s mi n=100 mm dan s max=150 mm n= 4 kaki/muka D= 10 mm dipakai s= 100 mm pada rentang sendi sengkang tertutup pe rtama harus dipasang tidak l ebih dari 50 mm dari muka tumpuan Vs pakai= 309132.7171 N kontrol kuat geser nominal tidak bole h le bih dari Vs maksimum Vs maks= 449,132 N > 309,133 N ok Vn= 421415.8414 N Ø Vn > Vu 316,062 N
212,152 N
ok
Vu pada jarak 2.h (diluar sendi) Vu= 202,255 N Vc= 112283.1243 N dengan menganggap Vc= 0 Vs= 269673.067 N dipakai tulangan 4 Ø10 Av= 314.16 mm2 Vs= Av.Fy.d/s s= Av.Fy.d/Vs 114.632 mm syarat srpmk pasal 23.4.4.2, s min=100 mm dan s max=150 mm n= 4 kaki/muka D= 10 mm dipakai s= 120 mm pada rentang luar sendi Vs pakai= 257610.5976 N Vn= 369893.7219 N Ø Vn > Vu 277,420 N
202,255 N
ok
4.3. Perencanaan Kolom
Sebagai contoh untuk perencanaan kolom, digunakan kolom tipe K1. Penulangan Lentur Kolom Lantai Dasar Basemen-Lt 6 (K1) kolom 1200x1200 h=
1200 mm
fc=
30 Mpa
d= d'=
1160 mm 40 mm
fy= Ey=
400 Mpa 200000 Mpa
Pu=
9292100.51 N
0.85
β1=
Gaya aksial maksimum kolom Digunakan rasio tulangan (Pg) = Asg= 28800 mm2
2%
0.316777 %
Digunakan tulangan 12 D22 D= n=
22 mm 12 batang
Ast=
380.133 mm2
4561.593 mm2
dengan penulangan simetris pada arah x dan arah y, maka : Ast x-x= Ast y-y n=
8 batang
3041.062 mm2 As= As'
n=
4 batang
1520.531 mm2 h-2d'/h=
0.933
>
0.65
maka Ø untuk Ø Pn < 0,1.fc'.Ag berlaku : 0,8
0,2. . Pn
0,1. Ag. fc '
Ag=
1440000 mm2
0,1.fc'.Ag
4320000 N
beban aksial maksimum Ø Pn maks yang dapat dipikul oleh kolom : ØPn max=
19982724.53 19982724.53
> >
4320000 9292100.51
Øtetap Ok
kuat momen kolom peninjauan terehadap kondisi seimbang sebagai batas kelelehan tulangan tarik : εy= 0.002 cb= a=
696 mm 591.6 mm 0.0028
εs'=
>
0.002
εs' >εy
fs'= fy ND1=
18102960 N
ND2= NT=
569438.801 N 608212.338 N
Pnb=
18064186.463 N
ØPnb
11741721.2 N
>
9292100.51 N kolom mengalami kelehan tarik
kemudian untuk batas dimana tulangan tekan mengalami peralihan l eleh yaitu 0.0028
pada saat εs'=εy=
c=
696.00
fs= kedua tulangan leleh fs=fs'= fy Pn= ØPn=
400
400 Mpa, Asumsi benar
18064186.46 N 11741721.2 N
>
9292100.51 N
dengan demikian penampang kolom mampu menahan beban Pu
Penul angan Geser Kolom Lantai Dasar Basemen-Lt 6 (K1) kolom 1200x1200 V u= 681391.810 N Nu= 9292100.510 N h= 1200.000 mm d'= 40.000 mm d= 1160.000 mm fc= 30.000 mpa fy= 240.000 mpa Vc= 1856411.963 N dipakai tulangan geser 2 Ø12-100mm pada rentang Lo = 1200 mm sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 23.4.4(4) dan pasal 23.3.3(2) SRPMK. D= 12 mm Av= 226.195 mm2 n= 2 kaki/muka dipakai s= 100 mm Vspakai =
629725.964 N
Vn= 2486137.927 N Ø Vn > Vu 1864603.445 N 681391.810 N ok jadi tulangan sengkang ikat terpasang sudah cukup menahan geser. dipakai tulangan ge ser 2 Ø12-150mm pada rentang diluar Lo = 1200 mm D= 12 mm Av= 226.195 mm2 n= 2 kaki/muka dipakai s= 150 mm Vspakai =
419817.309 N
Vn= 2276229.272 N Ø Vn > Vu 1707171.954 N
681391.810 N
ok
DESAIN DAN ANALISIS KOLOM LANTAI Basemen-Lt6 K1 1.
DATA
TAMPANG
Lebar tampang
B
=
Tinggi penampang
H
=
Kuat tekan beton
fc
=
Teg. Leleh baja
fy
=
Modulus Elastisitas
E
=
Diameter Tulangan
d
=
Tulangan
n
=
Deret
=
Rasio tulangan
=
Selimut beton
ds
=
1200 1200 30 400 200000 22 12D22 4 0.317% 40.0
mm mm MPa MPa MPa
1200 mm
mm
As =
380.286
mm2
12
mm
jrk antr
337 >
19 mm
Ok
1200 Momen Desain dari Etabs
Mu
=
1450.116
KNm
Gaya Aksial dari Etabs
Pu
=
9292.101
KN
2.
ANALISIS
1200 1200 mm
LENTUR
TABULASI PERHITUNGAN Mn-Pn
120 1200
120 1200 1020
120 1080 918
120 960 816
120 840 714
120 720 612
120 600 510
0.0030
0.0001
-0.0002
-0.0006
-0.0011
-0.0018
-0.0028
-0.0043 -0.0067
-0.0115
-0.0260
-0.0666
0.0030
0.0010
0.0008
0.0005
0.0002
-0.0003
-0.0009
-0.0019 -0.0036
-0.0068
-0.0167
-0.0442
0.0030
0.0020
0.0019
0.0017
0.0015
0.0013
0.0009
0.0004
-0.0004
-0.0022
-0.0073
-0.0218
0.0030
0.0029
0.0029
0.0029
0.0029
0.0028
0.0028
0.0028
0.0027
0.0025
0.0020
0.0006
Cs1 Cs2 Cs3 Cs4
456.34 304.23 304.23 456.34
22.82 157.18 299.16 456.34
-50.70 123.94 281.69 456.34
-142.61 82.40 259.86 456.34
-260.77 28.97 231.79 456.34
-418.31 -42.25 194.37 456.34
-456.34 -141.97 141.97 456.34
-456.34 - 291.55 63.38 456.34
- 456.34 -304.23 -67.61 456.34
-456.34 - 304.23 -304.23 456.34
-456.34 -304.23 -304.23 456.34
-456.34 -304.23 -304.23 136.90
∑Csi Pn
1521 36720
936 31212
811 28091
656 24970
456 21848
190 18727
0 15606
-228 12485
-372 9364
-608 6242
-608 3121
-928 -988
Pn
38241
32148
28902
25626
22305
18917
15606
12257
8992
5634
2513
-1916
0
3078
4274
5162.702
5749
6040
5948
5521
4741
3620
2225
-277
Pu
24857
20896
18786
16657
14498
12296
10144
7967
5845
3662
1633
-1246
Mu
0
2001
2778
3355.757
3737
3926
3866
3589
3082
2353
1446
-180
As/deret (mm2)
c a
1140.9
1
760.6
2
760.6
3
1140.9
4 1 2 3 4
εs1 εs2 εs3 εs4
Pn + ∑Csi Mn
Mn
b=
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
120 480 408
1200
120 360 306
1200
120 240 204
1200
120 120 102
1200
120 -38 -32
1200
4.4. Perencanaan Dinding Geser h= 76 m Vu= 8,789.81 KN Mu = 21,409.88 Knm Pu = 19,541.16 Kn fc ' = 30 mpa fy = 400 mpa tebal = 0.45 m panjang total = 5m panjang badan = 6m tinggi total dinding = 76 m menentukan kebutuhan baja tulangan vertikal dan horisontal : 2.7 m2 Acv lxt
1 6
Acv
fc '
2464.751509 Kn
Vu = 8,789.81 Kn sehingga diperlukan 2 l apis tulangan.
>
2464.752 Kn
perhitungan kebutuhan baja tulangan vertikal dan horisontal. v n 0.0025 tetap Spasi Maks = 450 mm luas penampang horisontal dan vertikal dinding geser per me ter panjang : tebal.1m 0.45 m2
luas minimal kebutuhan tulangan per meter panjang arah horizontal dan vertikal : 0.001125 m2 = 1125 mm2 bila digunakan baja tulangan D16, maka : Jenis Dimensi As D Diameter (mm) luas/bar (mm2) Jumlah (mm2) 22 22 380.1327111 2 760.2654 karena digunakan dua lapis tulangan, jumlah pasangan tulangan yang diperlukan per meter panjang adalah : n= 1.479746372 = 2 pasang S= 150 mm spasi tidak boleh me lebihi 450 mm dipakai tulangan = 2D22-150 untuk tulangan horisontal menentukan baja tulangan untuk menahan geser :
Vn Acv(c fc ' n. fy)
