RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA PERENCANAAN PERENCANAAN BEBAN GEMPA STATIK EKUIVALEN PADA GEDUNG PERKANTORAN 8 LANTAI DI AMBON Oleh : NAMA : RIZKI YANSYAH NIM : 03091401046
DOSEN PENGASUH : Dr. Ir. Hanafiah, MS
ASISTEN DOSEN : DIAN SUHENDRA
JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SRIWIJAYA TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
1
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
SOAL TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA
Sebuah perusahaan jasa konstruksi berencana akan membangun gedung 8 lantai di kota Ambon. Gedung tersebut direncanakan menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) untuk arah T-B dan Sistem Dinding Struktural untuk arah U-S, yang nantinya akan digunakan sebagai bangunan perkantoran. Bangunan tersebut berada di atas tanah t anah sedang. Data-data struktur gedung :
Tinggi lantai dasar 4.75 m;
Tinggi tipikal lantai di atasnya 4 m;
Panjang dan lebar bangunan; 24 m dan 15 m;
Dimensi kolom untuk semua lantai 40 x 40 cm;
Dimensi balok untuk semua lantai 40 x 30 cm;
Tebal pelat lantai dan atap 18 cm;
Kuat tekan beton, f’c = 30 Mpa; Ec = 25742.96 Mpa
Kuat tarik baja, fy = 400 Mpa
Data-data pembebanan lihat di peraturan pembebanan pembebanan PPPURG
Tebal Preliminary Design Shearwall 45 cm, dengan panjang 5 m.
DIKETAHUI TAMPAK SAMPING BANGUNAN :
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
2
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
DIKETAHUI TAMPAK ATAS BANGUNAN :
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
3
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
JAWABAN : 1. Mencari Berat Total Bangunan (Wt)
- Bangunan ini menggunakan setengah batu bata, - DL ( Dead Load ) adalah berat beban mati dari Dinding, Plafon, Mekanikal Elektrikal, Spesi dan Keramik, - LL ( Live Load ) untuk gedung kantor dikalikan 30% sesuai PPPURG (Lampiran Tabel 6) dan HAKI.
Berikut perhitungan berat lantai 1 pada bangunan perkantoran : a) Berat Lantai 1
Kolom
= 28 kolom x 0,4m x 0,4m x 6,75m x 2400
Balok 4m = 24 balok x 0,3m x 0,4m x 3,6m x 2400 Balok 5m = 21 balok x 0,3m x 0,4m x 4,6m x 2400
= 24883,2 kg
= 27820,8 kg
Shearwall = 2 shearwall x 0,4m x 4,6m x (4,3 + 2)m x 2400 Plat
= 0,18m x 15m x 24m x 2400
DL
= 15m x 24m x 410
LL
= 15m x 24m x 250
= 55641,6 kg
= 147600 kg
= 155520 kg
= 72576 kg
x 30%
= 27000 kg
BERAT TOTAL LANTAI 1 W t1
= 511041,2 kg = 5110,412 KN
Berikut perhitungan berat lantai tipikal (lantai 2-7) :
b) Berat Lantai Tipikal (Lantai 2-7)
Kolom
= 28 kolom x 0,4m x 0,4m x 4m x 2400
= 43008 kg
Balok 4m = 24 balok x 0,3m x 0,4m x 3,6m x 2400 Balok 5m = 21 balok x 0,3m x 0,4m x 4,6m x 2400
= 24883,2 kg
= 27820,8 kg
Shearwall = 2 shearwall x 0,4m x 4,6m x 3,55m x 2400
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
= 31353,6 kg
4
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
Plat
= 0,18m x 15m x 24m x 2400
DL
= 15m x 24m x 410
LL
= 15m x 24m x 250
= 155520 kg
= 147600 kg
x 30%
= 27000 kg
BERAT TOTAL 1 LANTAI TIPIKAL (2-7) W t2
= 457185,6 kg = 4571,856 KN
Berikut perhitungan berat lantai atap : c) Berat Lantai Atap
Kolom
= 28 kolom x 0,4m x 0,4m x 2m x 2400
Balok 4m = 24 balok x 0,3m x 0,4m x 3,6m x 2400 Balok 5m = 21 balok x 0,3m x 0,4m x 4,6m x 2400
= 0,18m x 15m x 24m x 2400
DL
= 15m x 24m x 50
LL
= 15m x 24m x 150
= 24883,2 kg
= 27820,8 kg
Shearwall = 2 shearwall x 0,4m x 4,6m x 1,55m x 2400 Plat
= 21504 kg
= 155520 kg = 18000 kg
= 13689,6 kg
x 30%
BERAT TOTAL LANTAI ATAP W t3
= 16200 kg
= 277617,6 kg = 2776,176 KN
Dengan demikian kita akan mendapatkan berat total bangunan : Berat Total Bangunan :
Wt = Wt1 + 6 Wt2 + Wt3 Wt = 511041,2 kg + (6 x 457185,6 kg) + 277617,6 kg Wt = 3531772,4 kg = 35317,724 KN
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
5
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
2. Mencari Faktor Respon Gempa (C)
Parameter untuk desain gempa : Lokasi Gedung di zona gempa 5 ( di peta gempa SNI – 1726 – 2002 ) Kondisi tanah di lokasi gedung adalah tanah sedang, untuk tanah sedang : Percepatan puncak di batuan dasar = 0,25g Percepatan puncak muka tanah (Ao) = 0,32g (Lampiran Tabel 1) Tc = 0,6 detik (untuk tanah sedang) Am = 2,5 x Ao = 0,83 (Lampiran Tabel 2) H (Tinggi total gedung) = 32,75 m
Menghitung Periode Natural (Waktu Getar Alami) (T)
Arah Utara Selatan :
Arah Utara Selatan menggunakan sistem rangka dengan dinding geser (ganda), sehingga : T = 0,0488 H^3/4 T = 0,0488 32,75^3/4 T = 0,6681 detik Pembatasan Waktu Alami Fundamental : T1 = ] n, untuk wilayah gempa 5, ] = 0,16 ( Lampiran Tabel 3) T1 = 0,16 x 8 T1 = 1,28 detik Ternyata T < T 1 0,6681 detik < 1,28 detik, Jadi gunakan T = 0,6681 detik Karena T > T c, 0,6681 detik > 0,6 detik, sehingga koefisien percepatan gempa : Ar = Am x Tc = 0,83 x 0,6 = 0,498 Maka
Cus =
=
= 0,745 detik
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
6
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
Arah Timur Barat :
Arah Timur Barat menggunakan sistem rangka saja (SRPMK), sehingga : T = 0,0731 H^3/4 T = 0,0731 32,75^3/4 T = 1,001 detik
Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental : T1 = ] n, untuk wilayah gempa 5, ] = 0,16 ( Lampiran Tabel 3) T1 = 0,16 x 8 T1 = 1,28 detik Ternyata T < T 1, 1,001 detik < 1,28 detik, Jadi gunakan T = 1,001 detik Karena T > T c, 1,001 detik > 0,6 detik, sehingga koefisien percepatan gempa : Ar = Am x Tc = 0,83 x 0,6 = 0,498 Maka
Cus =
=
= 0,497 detik
3. Menentukan Faktor Keutamaan Struktur ( I )
Karena gedung ini difungsikan sebagai perkantoran, maka nilai faktor keutamaan gedung I = 1,0 (Lampiran Tabel 4)
4. Menentukan Faktor Modifikasi Respon Struktur ( R )
Karena gedung ini dirancang dengan sistem rangka (SRPMK) di Utara Selatan dan Sistem Ganda (SRPMK dan dinding geser) di Timur Barat, maka nilai R sama, yaitu = 8,5 (Lampiran Tabel 5)
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
7
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
5. Perhitungan Beban Geser Dasar Normal ( V )
Perbandingan tinggi total bangunan terhadap panjang denah bangunan dalam arah Utara Selatan = 32,75 / 15 = 2,183. Karena 2,183 < 3, maka tidak perlu ada aplikasi beban horizontal terpusat sebesar 0,1 V di lantai paling atas. Dengan data-data di atas, maka beban geser dasar nominal ( V ) adalah :
Arah Utara Selatan :
= 309549,46 kg = 3095,4946 KN
Arah Timur Barat :
= 206504,80 kg = 2065,0480 KN
Lantai 8 7 6 5 4 3 2 1
Zx (m) 32.75 28.75 24.75 20.75 16.75 12.75 8.75 4.75 JUMLAH
Wx (KN) 2776.176 4571.856 4571.856 4571.856 4571.856 4571.856 4571.856 5110.412
Wx Zx (KN m) 90919.764 131440.860 113153.436 94866.012 76578.588 58291.164 40003.740 24274.457 629528.021
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
8
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
6. Perhitungan Gaya Lateral Ekivalen (F) Arah Utara Selatan :
Gaya Lateral Ekuivalen (Fus) :
F1 = F2 = F3 = F4 = F5 = F6 = F7 = F8 =
3095,4946 KN = 119,361 KN 3095,4946 KN = 196,705 KN
3095,4946 KN = 286,627 KN 3095,4946 KN = 376,549 KN 3095,4946 KN = 466,472 KN
3095,4946 KN = 556,394 KN 3095,4946 KN = 646,316 KN 3095,4946 KN = 447,067 KN
Untuk pemberian beban tiap simpul pada arah Utara Selatan ini, maka bagi saja gaya lateral Ekuivalen dengan jumlah simpul bangunan di arah utara selatan, yaitu 4 simpul.
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
9
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
Arah Timur Barat :
Gaya Lateral Ekuivalen ( FTB ) :
F1 = F2 = F3 = F4 = F5 = F6 = F7 = F8 =
2065,0480 KN = 79,627 KN 2065,0480 KN = 131,224 KN
2065,0480 KN = 191,213 KN 2065,0480 KN = 251,201 KN 2065,0480 KN = 311,190 KN
2065,0480 KN = 371,178 KN 2065,0480 KN = 431,166 KN 2065,0480 KN = 298,245 KN
Untuk pemberian beban tiap simpul pada arah Timur Barat ini, maka bagi saja gaya lateral Ekuivalen dengan jumlah simpul bangunan di arah Timur Barat, yaitu 7 simpul.
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
10
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
Maka besar beban gempa untuk tiap titik simpul dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Lantai 8 7 6 5 4 3 2 1
Fus (KN) 447.067 646.316 556.394 466.472 376.549 286.627 196.705 119.361
FTB (KN) 298.245 431.166 371.178 311.190 251.201 191.213 131.224 79.627
Fus / 4 simpul (KN) 111.767 161.579 139.099 116.618 94.137 71.657 49.176 29.840
Ftb / 7 simpul (KN) 42.606 61.595 53.025 44.456 35.886 27.316 18.746 11.375
Keterangan : Fus = Gaya Lateral Ekuivalen arah Utara Selatan FTB = Gaya Lateral ekuivalen arah Timur Barat
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
11
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
LAMPIRAN : PETA ZONA GEMPA DI INDONESIA
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
12
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TABEL 1. PERCEPATAN PUNCAK MUKA T ANAH
TABEL 2. PENENTUAN NILAI Am DAN Ar
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
13
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TABEL 3. PEMBATASAN WAKTU GETAR ALAMI
TABEL 4. PENENTUAN FAKTOR KEUTAMAAN STRUKTUR
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
14
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TABEL 5. FAKTOR MODIFIKASI RESPON STRUKTUR ( R )
GRAFIK RESPON SPEKTRUM GEMPA
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
15
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TABEL 6. REDUKSI BEBAN HIDUP UNTUK GEMPA (PPPURG)
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
16
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
Lampiran gambar-gambar : TAMPAK DEPAN BANGUNAN
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
17
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
BALOK, KOLOM, PLAT DAN SHEARWALL
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
18
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TAMPAK SAMPING BANGUNAN
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
19
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TAMPAK ATAS BANGUNAN
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
20
RIZKI YANSYAH
– TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
THANK YOU. DESIGN BY : RIZKI YANSYAH 03091401046
Email
:
[email protected]
Twitter : @rizki_yansyah
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012
21