ANALISA BEBAN GEMPA STATIS UNTUK PEMBEBANAN STRUKTUR Arie Febry F, MT
[email protected]
Berdasarkan SNI 03 - 1726 - 2002
Beban Gempa
Tujuan Pembebanan Gempa
Acuan dan Rujukan
Base design mengacu pada
Analisis Gempa
Analisis Gempa
Gempa Statis Ekuivalen Berupa
gaya horisontal (Px, Py) yang diberikan pada lantai tiap struktur.
Gempa Dinamis Berupa
gelombang rambatan yang berdasarkan data gempa sebelumnya yang diterapkan pada base struktur dan dianalisa dengan metode pushover, dalam kondisi non linier
Batasan Statik Ekuivalen
Prosedur Desain Gaya Gempa - 1
Berikut adalah langkah / Prosedur analisa 1. Menentukan Informasi struktur yang detail yaitu :
Ketinggian Struktur dari Permukaan Tanah Jenis Konstruksi Dimensi – Dimensi Struktur Data Material fc’ , fy Beban DL dan LL yang direncanakan Fungsi Gedung Elemen – elemen struktur yang berfungsi menahan geser
Prosedur Desain Gaya Gempa - 2
Berikut adalah langkah / Prosedur analisa 2.
Informasi Seismic data antara lain
3.
Lokasi Konstruksi yang akan dikerjakan Data Tanah Setempat
Berdasarkan Informasi langkah ke 2 ditentukan : • •
Percepatan Puncak Batuan dasar Percepatan Puncak Muka Tanah
Prosedur Desain Gaya Gempa - 3 4. Berdasarkan Informasi dari Langkah 1, diambil beberapa kondisi untuk desain yaitu :
5.
Faktor Keutamaan Struktur Jenis Konstruksi – Faktor Reduksi Gempa
Berdasarkan Informasi langkah ke 1 ditentukan : •
Berat Bangunan Per lantai (dari lantai rencana dengan panjang kolom ½ L diatas dan ½ L dibawah) kecuali untuk lantai dasar atau lantai 0 memikul 1L kolom dibawah dan ½ L kolom keatas.
Prosedur Desain Gaya Gempa - 4 6.
Berdasarkan Informasi langkah ke 1 ditentukan : Berat Beban Mati dan 30% berat beban Hidup
•
7.
Berdasarkan Informasi langkah ke 6 ditentukan : Berat Struktur Per lantai (Wx) x Tinggi Lantai (hx) Akan didapatkan Σ Wx. hx
• •
8.
Menghitung Periode Natural : • •
Berdasarkan h total akan didapatkan nilai T Berdasarkan nilai T akan didapatkan nilai Ct
Prosedur Desain Gaya Gempa - 5 9.
Menghitung Base Shear
10.
Menghitung Gaya Lateral Ekuivalent per lantai
11.
Cek Perbandingan h/ Sisi penerima Gempa • •
Jika h / L > 3 maka Lantai atas dikoreksi dengan menambahkan nilai Gaya laterar sebesar 0.1Vb Jika h / L < 3 maka tidak perlu dikoreksi
Prosedur Desain Gaya Gempa - 6 12. Menghitung Beban yang diterima per Node / joint
Contoh Perhitungan Sederhana - 1 Data Konstruksi : 1. Jenis 2. Tinggi 3. Tinggi 4. Lebar 5. Panjang 6. ƒc’ 7. ƒy 8. Fungsi 9. DL 10. LL 11. Beban Atap
: Beton Bertulang : 3 lantai (0,1,2,Dak) : 3,5 m per lantai (10.5m) : 9,0 meter : 22.65 meter : 22.5 Mpa : 400 Mpa : Rumah Tinggal : 1.5 KN/m2 : 2 KN/m2 :-
Contoh Perhitungan Sederhana - 2 Data Konstruksi : 11. Komponen Geser 12. Profil Struktur Balok Kolom Plat
: 300/400 mm : 300/300 mm : 120 mm
Seismic Data 1. Lokasi 2. Jenis Tanah
: Banjarmasin : Soft Clay
: Tidak ada
Contoh Perhitungan Sederhana - 3 3. Menentukan Data Percepatan Lokasi Jenis Tanah
: Banjarmasin : Lunak
Didapat : Zone Gempa
: 1 (Gambar 2.1)
Percepatan Puncak Batuan
: 0.03
Percepatan Muka Tanah
: 0.08
Contoh Perhitungan Sederhana - 4 3. Menentukan Data Percepatan Tc = 1 detik (Tabel 6) Am = 0,2 Ar = 0,2 4. Menentukan Data Kondisi Struktur I = 1.0
Contoh Perhitungan Sederhana - 5 4. Menentukan Data Kondisi Struktur R = 8.5 (Tabel 3 pasal 1b)
Calc Here
Contoh Perhitungan Sederhana - 6 5-7. Perhitungan Beban Per Lantai Tinggi Lantai 3 2 1 Total
Berat Wx
Untuk Mendapatkan Nilai T
Wx. Hx
(m) (KN) KN.m 10.5 280.044 2940.462 7.5 1498.197 11236.48 3.5 1682.682 5889.387 3460.923 20066.33
8. Perhitungan periode Natural T1
Atau rumusan empirik sbb untuk SRPM beton
Contoh Perhitungan Sederhana - 7 8. Menghitung Periode Natural Karena Sistem sama maka Sisi N-S dan W-E dianggap memiliki Ct sama
Gunakan Ct =
0.43Detik 0.2detik
9. Perhitungan Base Shear
<
0.2detik 1 8.5 3460.923KN 81.43348KN
Baik S‐W atau E ‐W
Menggunakan Rumus Empirik terlebih Dahulu T =
C = I = R = Wt = VB =
Tc 1 detik
10. Perhitungan Gaya Gempa
Contoh Perhitungan Sederhana - 8 10. Menghitung Gaya Gempa Fx Lantai
Total
Tinggi Berat Wx (m) (KN) 3 10.5 280.044 2 7.5 1498.197 1 3.5 1682.682 3460.923
Wx. Hx KN.m 2940.462 11236.48 5889.387 20066.33
FX (KN) 11.93 45.60 23.90
Vx (KN) 11.93 57.53 81.43
11. Menguji Kelangsingan Cek Perbandingan L/ h 1. Lebar 1.166667< 2. Panjang 0.463576<
3 Tidak Perlu koreksi di atap 3 Tidak Perlu koreksi di atap
Contoh Perhitungan Sederhana - 9 12. Beban Gempa Per Node Arah S – N (Lebar) Node :
4Node
Lantai 3 2 1
FX FX Node (KN) (KN) 11.93 2.98 45.60 11.40 23.90 5.98
Arah E – W (Panjang) Sisi Panjang Node :
Lantai 3 2 1
Total
6Node FX FX Node (KN) (KN) 11.93 1.99 45.60 7.60 23.90 3.41(Bagi 7)
Total
Selesai ?
Contoh Perhitungan Sederhana - 10 Not Yet
Cek Ulang langkah ke 8 Sebelumnya telah diapplied Beban Gempanya Lantai 1 2 3
dx 7.97 15.89 18.74
dy 4.69 8.77 10.00
Contoh Perhitungan Sederhana - 11 Lantai 1 2 3
dx 7.97 15.89 18.74
dy 4.69 8.77 10.00
Cek Dengan Rumus Rayleight g = 9810mm/det2 Sisi dx (lebar) Lantai Wx d Wx.d Fx g.Fx.d 1 280.044 7.97 17779.72 11.93 932758.1 2 1498.197 15.89 378282.91 45.60 7108177 3 1682.682 18.74 591000.12 23.90 4394070 987062.75 12435005 T1 Sisi X Sisi dx (lebar) Lantai
T1 Sisi y
1.77detik
Wx d 1 280.044 2 1498.197 3 1682.682
Wx.d Fx g.Fx.d 4.69 6162.5029 11.93 549142.6 8.77 115259.58 45.60 3923633 10.00 168150.43 23.90 2343809 289572.52 6816585
1.30detik
Hitung Ulang Nilai Ctnya Untuk T1 < Tc C = Am
Ct =
C = Ar . Untuk T1 >Tc T Ct = Ar = Am. Tc
0.2
0.2T Pakai
T1x > Tc
1.77detik Ct =
0.354detik
0.2
77%
T1y > Tc
1.3Detik Ct =
0.26detik
0.2
30%
Contoh Perhitungan Sederhana - 12 Ternyata Peningkatannya > ijin yaitu
Hitung Ulang Lagi di Langkah ke 9 Dan Cek lagi kemudian, pengulangan ini akan dilakukan sampai Ctbaru ≈ ± 20 % Ct asumsi
Interaksi dengan Geoteknik ? Perhatikan Kasus Berikut ini Story BASE BASE BASE BASE BASE Story BASE BASE BASE BASE BASE
Point 47 48 50 51 52 Point 47 48 50 51 52
Gempa No No No No No Gempa Yes Yes Yes Yes Yes
FX 6.93 -0.51 3.55 2.02 1.48 FX 11.94 3.74 4.76 3.17 2.82
FY 8.81 15.09 3.67 3.11 0.64 FY 8.81 15.09 3.72 3.12 1.36
FZ 247.08 322.69 45.67 50.13 63.28 FZ 247.08 353.63 49.05 55.22 66.06
MX -2.75 -4.78 -1.52 -1.27 -0.19 MX 7.13 6.67 1.74 1.52 2.58
MY 9.41 7.72 2.32 1.60 1.44 MY 31.67 29.91 4.92 4.17 4.04
MZ -0.12 -0.66 -0.01 -0.01 -0.02 MZ 0.16 -0.07 0.02 0.01 0.03
This Will Be Problem For Foundation Engineer To Solve
