analisis kapasitas struktur srpmk beton bertulang yang

ANALISIS KAPASITAS STRUKTUR SRPMK BETON BERTULANG YANG
DIRENCANAKAN BERDASARKAN SNI 1726-2012 TERHADAP BEBAN TSUNAMI DI
KOTA PADANG
Yusuf Budiman, Wardi, RiniMulyani
JurusanTeknikSipil, FakultasTeknikSipildanPerencanaan, Universitas Bung Hatta Padang
Email :[email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Indonesia berada di pertemuan tiga lempeng tektonik dunia yaitu lempeng Eurasia, IndoAustralia dan Pasifik yang berpotensi menimbulkan tsunami yang berdampak kepada
keselamatan jiwa manusia. Untuk mengurangi risiko kerusakan struktur gedung akibat gempa
dan tsunami tersebut, struktur gedung perlu direncanakan untuk menahan beban gempa dan
tsunami, khususnya gedung-gedung tertentu seperti shelter evakuasi tsunami. Untuk itu, perlu
dilakukan analisa untuk memeriksa kekuatan gedung yang telah direncanakan berdasarkan
paraturan gempa yang berlaku di Indonesia(SNI 1726-2012) terhadap beban tsunami. Beban
tsunami tersebut ditentukan berdasarkan standar perencanaan bangunan terhadap tsunami,
FEMA-P646, yang dikeluarkan oleh Federal Emergency Management Agency dari Amerika,
karena Indonesia masih belum memiliki standar perencanaan bangunan terhadap beban tsunami.
Dalam tugas akhir ini, dilakukan analisis kapasitas dari struktur gedung Rangka Pemikul Momen
Khusus (SRPMK) yang berlokasi di Kota Padang. kategori risiko gempa untuk bangunan tersebut
adalah IV dengan kondisi tanah lunak (SE). Dalam tugas akhir ini,gaya akibat tsunami yang
diperhitungkan adalah gaya hidrodinamik, gaya gelombang, dan gaya tumbuk dengan ketinggian
tsunami diasumsikan sebesar 10 m. Dari hasil kombinasi beban gempa dan gaya tsunami yang
diasumsikan bekerja pada struktur gedung tersebut, dapat disimpulkan bahwa struktur bangunan
yang direncanakan berdasarkan SNI 1726-2012 masih memiliki kapasitas yang cukup untuk
menahan gaya yang ditimbulkan oleh tsunami.
Kata kunci: struktur,betonbertulang, gempa, tsunami, FEMA P-646.
1
THE CAPACITY ANALYSIS OF A REINFORCED CONRETE SPECIAL MOMENT
RESISTING FRAME BUILDING TO TSUNAMI LOADS IN PADANG CITY
Yusuf Budiman, Wardi, RiniMulyani
Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning,
Bung Hatta of University Padang
Email :[email protected], [email protected], [email protected]
Abstract
Indonesia is located on the confluence of three main tectonic plates in the world such as Eurasia,
Indo-Australia and pacific plates. As a result, many big earthquake soccur in Indonesia and some
of them trigger tsunamis. The earthquakes and tsunamis have caused great loss of human lives
and huge economy consequences, particularly in terms of damage buildings and infrastructures.
To minimize the risk of damage buildings, the structures must be designed to resist both
earthquake and tsunami loads. Therefore, this study aims to analyzed the capacity of a building,
which has been designed to conform with the Indonesian code of earthquake resistant structures
(SNI 1726-2012),to tsunami loads. Due to the non-existence of tsunami building code in
Indonesia, the tsunami loads are determined using the American FEMA-P646, which is issued by
the Federal Emergency Management Agency, USA. In this study, the analysis is performed for a
reinforced concrete special moment resisting frame located in Padang City. Based on the SNI
1726-2012, the structures falls on the earthquake risk category of IV and located on Soft Soil
(SE) category. For the tsunami loads, only three of tsunami loads are considered including
hydrodynamic force, impulsive forces anddebris impact forces. It is assumed that the structure
will be inundated with tsunami as high as 10 m above the normal sea water level. The outcome
shows that, for this case, the building that has been designed according to the Indonesian
earthquake building code, SNI 1726-2012, still has enough capacity to resist the considered
tsunami forces.
Keywords : reinforced conrete, earthquake, tsunami, FEMA P-646.
2
A.
yaitu Indonesia, Sri Langka, India, Thailand,
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara dengan
Maladewa dan Somalia. Gempa yang terjadi
tingkat intensitas kegempaan dan tsunami
di Sumatera Barat pada tahun 2009 dengan
yang cukup tinggi. Ini disebabkan karena
magnitudo Mw 7,6 juga menyebabkan tanah
Indonesia terletak pada daerah pertemuan
longsor
tiga lempeng tektonik utama, yaitu Eurasia,
perkampungan di Kabupaten Pariaman, dan
Indo-Australia,
Nias. (Mulyani, 2015).
dan
Pasifik.
Di
pulau
Sumatera terdapat 2 (dua) sumber gempa
utama
yaitu
Zona
Patahan
Sumatera
(landslide)
yang
menimbun
Gempa tersebut menyebabkan korban
jiwa sebanyak 1.117 yang tersebar di 3 Kota
(Sumatran Fault Zone) dan Zona Subduksi
dan
Sumatera (sumatran Subduction Zone). Zona
mencapai 1.214 orag, luka ringan 1.688
patahan Sumatera membagi pulau sumatera
orang, korban hilang 1 orang, sedangkan
dari utara ke selatan sepanjang ± 1900 km di
135.448 rumah rusak berat, 65.380 rumah
sepanjang Bukit Barisan. Magnitudo gempa
rusak sedang, dan 78.604 rumah rusak
maksimum
ringan.( BNPB Kota Padang )
yang
dihasilkan oleh
zona
4
Kabupaten,
korban
luka
berat
patahan sumatera ini adalah Mw 7,5.Sumber
Berdasarkan kepada paparan yang telah
gempa lainnya di pulauSumatera yaitu Zona
dijelaskan di atas, wilayah pantai barat
Subduksi Sumatra yang merupakan daerah
Sumatera, khususnya Provinsi Sumatera
pertemuan lempeng tektonik Indo-Australia
Barat memiliki pontensi yang cukup besar,
dengan Eurasia. Zona ini terletak sepanjang
baik terhadap gempa maupun tsunami.
pantai Sumatera dan memiliki potensi
Sehingga untuk mengurangi risiko kerusakan
dengan magnitudo yang besar dan berpotensi
struktur bangunan, diperlukan perencanaan
memicu terjadinya tsunami.
terhadap beban gempa dan tsunami. Hal
Intensitas kegempaan dan tsunami di
Indonesia
cenderung
dalam
Sumatera Barat. Untuk itu, perlu dilakukan
sepuluh tahun terakhir. Seperti yang dapat
analisa untuk memeriksa kekuatan gedung
dilihat pada gempa tahun 2004 di propinsi
yang
Nanggroe Aceh Darussalam (NAD) dengan
paraturan gempa terbaru ( SNI 1726-2012 )
magnitudo Mw 9,1 yang memicu terjadinya
terhadap beban tsunami. Pada tugas akhir ini
tsunami.
beban
Tsunami
meningkat
tersebut belum sepenuhnya diterapkan di
tersebut
berdampak
kepada 6 (enam) negara di Samudera Hindia,
telah
direncanakan
tsunami
tersebut
berdasarkan
ditentukan
berdasarkan kepada standar perencanaan
3
bangunan terhadap tsunami ( FEMA-P646 )
3. Metode analisa
yang dikeluarkan oleh Federal Emergency
Metode analisa pada penulisan tugas
Management Agency dari Amerika, karena
akhir ini adalah :
di Indonesia belum memiliki paraturan yang

Analisa beban gravitasi.
membahas tentang beban tsunami.

Analisa beban gempa.

Analisa beban tsunami.
METODOLOGI

Analisis struktur.
Dalam penulisan tugas akhir ini,

Perencanaan struktur atas gedung.
B.
metodologi yang digunakan yaitu studi
literature, pengumpulan data, dan metode
C.
HASIL DAN PEMBAHASAN
analisa dengan rincian sebagai berikut :
1.
Perencanaan Struktur
1. Studi literatur
Studi
literatur
Perencanaan struktur gedung shelter
yang
dilakukan,
tsunami memiliki total tinggi bangunan 20
diantaranya :
m, panjang bangunan 56 m, lebar bangunan

Prinsip umum perencanaan struktur dan
42 m, jumlah lantai 5 (lima) lantai dengan
komponen pada struktur gedung.
jenis struktur beton bertulang. Mutu bahan
Teori tentang konsep gedung tahan
yang digunakan fc’ 30 MPa, 35 MPa dan
gempa dan tsunami.
mutu baja fy 400 MPa.
Wilayah yang terkena dampak tsunami
a. Dimensi Struktur


di kota Padang berdasarkan peta tsunami,

serta arah arus gelombang itu sendiri.
struktur adalah :
Teori analisa gaya gempa dan tsunami
 Struktur pelat
terhadap bangunan gedung.

Dimensi yang diperoleh untuk komponen
Langkah-langkah
atau
prosedur
perencanaan gedung akibat gaya gempa
-
Pelat atap, tebal = 150 mm
-
Pelat lantai, tebal = 150 mm
 Struktur balok
dan gaya tsunami.
-
Balok induk (50/75)
2. Pengumpulan data
-
Balok anak (40/60)
Data-data yang dibutuhkan adalah data
tanah, data ketinggian tsunami di kota
 Struktur kolom
-
Lantai 1 - 6 (K – D800)
Padang, mutu bahan dan data pendukung
lainnya.
4
-
b. Beban-beban yang Bekerja
1. Beban Gravitasi
Percepatan respon spectra perioda
1,0 detik.

Beban mati (dead load)
SM1
= 1,438
-
Instalasi ME + Plumbing = 20 kg/m2
SD1
= 0,958
-
Plafond + Penggantung
= 18 kg/m2
-
Plesteran
= 21 kg/m2

Beban hidup (live load)
-
Beban hidup shelter
= 500 kg/m2
2. Beban Gempa
Sebelum dilakukan perhitungan beban
gempa terlebih dahulu ditentukan parameter
Gambar C.1 Respon spectra gempa

struktur yang dibutuhkan dalam analisis
dengan tahapan sebagai berikut :


Kategori risiko bangunan gedung =
Padang, perioda 0,2 detik Ss = 1,351g
dan perioda 1,0 detik S1 = 0,599g.

diperoleh tanah lunak (SE).


Koefisien situs Fa dan Fv
-
Fa = 0,9
-
Fv = 2,4
Percepatan spectra disain
-
Percepatan respon spectra perioda
= 1,216
SDS
= 0,811
Pemikul
Momen
Khusus
-
R
=8
-
Ω0
=3
-
Cd
=5½
-
hn
= Tidak dibatasi (TB)
Fleksibelitas diafragma = diafragma
kaku.

Evaluasi system struktur terkait dengan
ketidakberaturan konfigurasi = struktur
digolongkan pada struktur beraturan.

Faktor redudansi (ρ) = 1,3

Prosedur analisis gaya lateral = analisis
0,2 detik.
SMS
=
(SRPM-K)
Respon spectra percepatan untuk kota
Klasifikasi situs (jenis tanah) yang
Seismik-KDS
Sistem dan parameter struktur = Sistem
Rangka
gempa (Ie) = 1,50.

Disain
Kategori Disain Seismik D (KDS-D).
kategori risiko IV, faktor keutamaan

Kategori
gaya lateral ekivalen.

Pemodelan struktur = 3-D

Analisis struktur akibat beban gempa
lateral ekivalen.
5
-
-
-
Geser dasar seismik
D. Analisis Struktur
Geser dasar seismik arah-X, Vx =
1. Penulangan pelat
25335,10 kN.
DL = 101 kg/m2 + berat sendiri pelat
Geser dasar seismik arah-Y, Vy =
= 101 kg/m2 + (0,15 m x 2400 kg/m3)
25335,10 kN.
= 461 kg/m2
= 550 kg/m2
Menghitung perioda
LL
Arah X (T 1) = 0,7700 detik
Wu = 1,2 DL + 1,6 LL
Arah Y (T 2) = 0,7636 detik
= (1,2 x 461) + (1,6 x 550)
Menghitung distribusi vertikal gaya
= 1433,2 kg/m2
gempa
Fx = Cvx . V
CVX
ℎ
=
=1
ℎ
T = 0,7700 detik, k = 1,135
T = 0,7636 detik, k = 1,096
Tabel C.1 Perhitungan distribusi gaya gempa
arah-X
pelat diasumsikan terjepit sejati
Ly/Lx = 8,00/4,00 = 2
Berdasarkan tabel 4.2.b buku Grafik dan
Tabel
Perhitungan
Beton
Bertulang
didapatkan :
Mlx = 0,001 Wu . Lx2 . x
Tabel C.2 Perhitungan distribusi gaya gempa
arah-Y
Mly = 0,001 Wu .
Lx2
.x
dimana :x = 58
dimana :x = 15
Mtx = -0,001 Wu .
Lx2
.x
dimana :x = 82
Mty = -0,001 Wu .
Lx2
.x
dimana :x = 53
Maka momen disain pelat atap :
Mlx= 0,001 x 1253,2 x 42 x 58 =1255,77 kg.m
Mly= 0,001 x 1253,2 x 42 x 15 = 324,77 kg.m
Mtx= -0,001x1253,2x42 x 82= -1375,86 kg.m
Mty = -0,00 x 253,2 x 42 x 53= - 878,56 kg.m
6
 Perencanaan Tulangan Lapangan (Mlx)
Mu
ρb
fc'  600 
x
fy  600  fy 
= 0,85.β1 x
= 1255,77 kg.m = 1255,77 x
104 N.mm
=
b
= 1000 mm
h
= 150 mm
p
= 20 mm
Dutama
= 10 mm
d
= h – p – ½ Dutama
0,83
= 0,85 –
x
ρmax = 0,75 ρb
= 0,0238
= 400 MPa
30
400
= 0,0317
= 125 mm
fy
x
 600 
 600  400 
= 0,75 x 0,0317
= 30 MPa
m
,
(
)
,
=
fy
0,85. fc'
=
400
0,85 x 30
= 15,69
(fc’ > 28 MPa)
= 0,83
ρ
=
1
Rn 
1  1  2 m


m
fy 
=
Mn = Mu/ø
=
x
= 150 – 20 – 5
fc’
β1
0,85
,
,
1 
893,00
1  1  2 x15,69 x

15,69 
400
= 13952995.56 N.mm




= 0,0023
ρ < ρmin ; maka digunakan ρ = 0,0035
Rn
= Mn/bd
=
2
Luas tulangan tarik (As)
,
= 0,893 N/mm2 = 893,00 KN/m2
ρmin = 1,4/fy
As
=ρxbxd
As
= 0,0035 x 1000 x 125
= 437,50 mm2
S
=
0,25 x  x D 2 x 1000
As
=
0,25 x 3,14 x 10 2 x 1000
437,50
= 1,4/400
= 0,0035
= 179,43 mm
7
Di pakai tulangan
D10 – 150 mm  As
= 524 mm2

d’ = p + Ø tul.sengkang + ½ Ø tul.utama
= 50 + 13 + ½ 22 = 71 mm
 Penulangan daerah tumpuan
Mu= 1141,28 kN.m
Tulangan tarik dan tulangan tekan pada
penampang balok diasumsikan telah leleh.
Tulangan tarik dan tulangan tekan pada
penampang balok diasumsikan telah leleh.
Gambar C.2 Penulangan Pelat
2. Penulangan balok
Data-data yang diketahui sebagai berikut:

Tinggi balok (h)
= 750 mm

Lebar balok (b)
= 500 mm

Selimut beton (p)
= 50 mm

Diameter tulangan utama
= D22

Diameter sengkang
= D13

Mutu beton (fc’)
= 35 MPa

Mutu baja (fy)
= 400 MPa

Faktor reduksi lentur (ø)

β1= 0,85 –
,
(
Mn = Mu / ø = 1141,28 /0,9 = 1268,09 kN.m
Mn= Mn1 + Mn2
Asumsi, momen nominal tulangan tarik 50%
dan momen tulangan tekan 50%
Mn1=50%xMn=50%x1268,09=634,05kN.m
= 0,9
)
, (fc’ > 28 MPa)
= 0,83

1. Hitung momen nominal
Mn2=50%xMn=50%x1268,09=634,05kN.m
2. Perkirakan luas tulangan tarik (asumsikan
lengan momen jd)
tinggi efektif (d) = h – p – ½ Ø tul.utama Ø tul.sengkang
= 750 – 50 – 11 -13
Asumsi : jd = 0,9d= 0,9 x 679 = 611,1 mm
Mn1= As1 . fy . jd
= 679 mm
8
As1=
,
=
.
= 1654,2 mm2
,
.
a=
=
,
.
(
As2=
.(
)
=
(
,
= 40,9 mm
.
c = a/β1 = 40,9/0,83 = 49,3 mm
, )
= 1662,7 mm2
εs’= 0,003
Jadi luas tulangan tarik
(As), As
.
Tinggi garis netral (c)
,
, ).
,
Mn2= As2 . fy . (d-d’)
,
.
,
= 0,003
= 0,0013
,
εy = fy/Es = 400 / 200000 = 2 x 10-3
= As1 + As2
εs’ < εy (tulangan tekan belum leleh)
= 1654,2 + 1662,7
= 3316,88 mm2

leleh, dimana fs’ = εs’.Es dan εs’ < εy)
Periksa As terhadap As min
As min=
b.d=
,
√
.
,
Gunakan asumsi 2 (tulangan tekan belum
0,85.fc’.a.b + As.fy = As’.fs’
500.679=1770,56mm2
fs’
= εs’.Es = 0,003
750 .67 9=1188,25 mm2
= 0,003
As min yang digunakan adalah yang terbesar
= 0,003
As min=
b.d=
yaitu 1770,56 mm
.Es
/
.Es (dikali β1)
/
.
.Es
2
As > As min
0,85.fc’.a.b+As’.Es.0,003
2
(dikali a)
Maka digunakan tulangan
-
Tulangan tarik
= As.fy
2
3316,88 mm > 1770,56 mm (OK)
-
.
2
9 D22 (As = 3421,2 mm2)
2
Tulangan tekan 5 D22 (As = 1900,7 mm )
0,85.fc’.a .b+As’.Es.0,003.(a-β1.d’)= As.fy.a
0,85.35.a2.500 + 1900,7.2x105.0,003.a 1416,93.2x10 5.0,003. 0,83.65,5 = 3421,2.400.a
14875a2+(8501,58-462188,39).a–2747500=0
3. Periksa asumsi tulangan

Asumsi tulangan tekan sudah leleh (fs’ = fy
dan εs’ > ε y)
0,85.fc’.a.b = As1.fs
14875a2 – 453686a – 2747500= 0
Didapat nilai a = 75,3 mm
Tinggi garis netral (c)
c =75,3/β1= 75,34/0,83 =90,72 mm
0,85.fc’.a.b = (As – As’).fy
9
εs’=0,003
=0,003
,
,
=6,5 x 10-4
Penulangan Geser Balok
εs’ < εy (tulangan tekan belum leleh) (OK)
fs’=εs’.Es=(1,57 x 10-3)x(2x105)= 130 MPa
4. Periksa terhadap rasio tulangan minimum
ρ=
ρ’ =
=
.
.
,
=
 Penulangan daerah tumpuan
= 0,0101
.
Merujuk kepada SNI 2847-2013 Pasal 21.6.2
,
= 0,0053
.
bahwa geser rencana gempa pada balok
dihitung dimana tegangan tulangan lentur
ρb1 = 0,85.β1.
.
balok mencapai 1,25fy.
- Kapasitas momen ujung-ujung balok (Mpr1)
= 0,85.0,83.
.
= 0,037
apr1=
ρmax = 0,75. ρb1 + ρ’.
,
.
,
.
.
.
,
=
,
,
.
.
=230,88mm
Mpr1= 1,25.As.fy.(d-a/2)
= 1,25 x 6868,75 x 400 x (674,5-230,88/2)
= 0,75. 0,037 + 0,0029.
= 0,0296
 < ρmax (OK)
5. Hitung momen nominal penampang balok
= 1920,02 kN
- Kapasitas momen ujung-ujung balok (Mpr2)
apr2=
Mn=(As.fy – As’.fs’).(d-a/2) + As’.fs’.(d-d’)
= [(3421,2x400) – (1900,7x314)].(679-
.
.
,
.
.
=
,
,
,
.
=220,88mm
.
Mpr2= 1,25.As.fy.(d-a/2)
= 1,25 x 6544,86 x 400 x (674,5-220,88/2)
75,3/2) + [(1900,7x130).(679-71)]
= 869388266 N.mm
,
= 1845,85 kN
Kuat geser perlu di ujung-ujung balok (Ve)
= 869,39 kN.m
Ve=
±
(SNI2847-2013 Pasal 21.6.2)
=
,
,
±
, = 515,93 kN
Vn = Vc + Vs
Ve ≥ ø Vn
Gambar C.3 Penulangan balok
10
Jarak sengkang tidak boleh melebihi :
Vn = Ve/ø
= 515,93/0,75
 Sengkang tertutup
= 687,91 kN
 d/4 = 168,63 mm
Vc = 0,17 √35 b.d
 8 kali diameter terkecil tulangan lentur =
= 0,17 x √35 x 500 x 674,5
200 mm
= 339,18 kN
 24 kali diameter tulangan sengkang
Mengacu pada SNI 2847-2013 pada daerah
tumpuan jika terjadi gempa untuk menahan
kuat
geser
perlu
dengan
menganggap
kontribusi penampang beton dalam menahan
geser Vc = 0.
Vn
tertutup
= 312 mm
 300 mm
 Sengkang biasa
 d/2 = 337,25 mm
 600 mm
= Vc + Vs
Jadi, penulangan geser balok yang digunakan
687,91 = 0 + Vs
Vs
D10- 150 mm
= 687,91 kN
Jika Vn < Vc maka tulangan sengkang tidak
dibutuhkan
dan
digunakan
tulangan
3. Penulangan kolom
Data-data yang diketahui sebagai berikut :
sengkang minimum.

Gaya normal kolom (Pu) = 2704,21 kN

Momen arah sumbu-X
= 128,62 kN.m
- Menghitung jarak antar sengkang :

Momen arah sumbu-Y
= 626,23 kN.m
Ay = n x luas tulangan sengkang

Dimensi kolom (D)
= D 800 mm

Luas penampang (Agr)
Vn ( 687,91 kN) > Vc (0)
dibutuhkan
tulangan sengkang
(SNI 2847-2013 Pasal 11.4.7.3)
= ¼ Π D2 = ¼ x Π x 802 = 502400 mm2
= 2 x (0,25 x 3,14 x 13 2)
= 265,33 mm2
S=
=
.
,
.
.
= 104,06 mm
.
,

Tinggi kolom
= 4000 mm

Selimut beton (p)
= 50 mm

Diameter tulangan utama
= 29 mm

Diameter tulangan sengkang = 13 mm

Faktor reduksi
= 0,75

Mutu beton (fc’)
= 35 MPa

Mutu baja (fy)
= 400 MPa
11
Rasio tulangan (ρ)
1. d’ = 50 + 13 + ½ (29) = 77,5 mm
2. Eksentrisitas momen lentur searah sumbu
ρ = r.β = 0,01 x 1,33 = 0,0133
X (ex)
ex =
,
=
Luas tulangan (As)
= 0,23 m
,
3. Eksentrisitas momen lentur searah sumbu
Y (ey)
As = ρ.Agr = 0,0133x 502400 =6681,92 mm2
Banyak tulangan (n)
ey =
,
=
= 0,048 m
,
N=
4. Eksentrisitas resultan momen lentur
+
e=
0,23 + 0,483 = 0,11
=
=
,
= 10,12
maka digunakan 12 D29 (7922,22 mm2)
m
Cek Kapasitas Kolom
d ' 67,5

 0,076
h 850
∅
. ,
,
,
,
= ¼ Π D2 = ¼ Π 292 = 502400 mm2
Ast
= 7922,22 mm2
Kontrol Kapasitas Beban Aksial
=
.
Ag
Pn max
,
= 0,85 Pn
= 0,23
= 0,85.0,85. fc .(Ag – Ast)+(Ast . fy)
= 0,85 . [0,85 . 35 . (502400 –
=
,
,
7922,22) + (7922,22 . 400)]
= 0,227
= 15197662 N
= 1519,7662kN >2704,21 kN (OK)
(
∅
. ,
.
)x = 0,052
Dari grafik 6.3.d pada buku grafik dan tabel
Kontrol Kapasitas Momen Nominal
a
=
perhitungan beton bertulang, diperoleh :
,
r = 0,003 < rmin (1%), maka digunakan
r = 0,01 (1%)
fc’ = 35 MPa, maka β = 1,33
=
,
,
,
= 104,5 mm
Mn = Ast . fy . (d – a/2)
= 7922,22 x 400 x (640 – 104,5/2)
= 2460860451 N.mm = 2460,86 kN.m
12
Kontrol
Vn
= Vc + Vs
= ø Mn ≥ Mu
Ve
≥ ø Vn
= 0,75 x 2460,86 kN.m > 626,23 kN.m
Vn
= Vu/ø
= 1986.65 kN.m > 626,23 kN.m (OK)
= 1230,43 / 0,75
= 1640,56 kN
a. Penulangan geser kolom lantai 2 portal
Vc
= 0,17 (1 +
As-2
Data-data yang diketahui sebagai berikut :

Dimensi kolom (D)= Diameter 80 cm

Luas penampang (Agr)
= 0,17 (1 +
Tinggi kolom

Selimut beton (p) = 50 mm

Diameter tulangan utama = 29 mm

Diameter tulangan sengkang =13 mm

Faktor reduksi
= 0,75

Mutu beton (fc’)
= 35 MPa

Mutu baja (fy)
= 400 MPa
,
) √35
x 800 .640
= 669,14 kN
= ¼ Π D2 = ¼ x Π x 8502 = 502400 mm2

) √fc’ b.d
= 4000 mm
Mengacu pada SNI 2847-2013 pada
daerah tumpuan jika terjadi gempa untuk
menahan
kuat
geser
perlu
dengan
menganggap kontribusi penampang beton
dalam menahan geser
Vc = 0
Vn= Vc + Vs
1640,56 = 0 + Vs
Vs = 1640,56 kN
Jika Vn < Vc maka tulangan sengkang
tidak
Kuat geser perlu di ujung-ujung balok (Ve)
dibutuhkan
namun
digunakan
sengkang minimum.
Vs (1640,56 kN) > Vc (0 kN) Tulangan
Ve =
sengkang dibutuhkan
Menghitung jarak antar sengkang :
(SNI 2847-2013 Pasal 21.6.2)
=
,
,
,
Av
= n x luas tulangan sengkang
(SNI 2847-2013 Pasal 11.4.7.3)
= 4 x (0,25 x 3,14 x 132)
= 530,66 mm2
= 1230,43 kN
13
.
S=
.
,d = 0,8 x Ø kolom
(SNI
,
kg/m3
- Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2
2847-2013 Pasal 11.2.3)
=
- Massa jenis aliran tsunami (ρs) = 1100
.
.
- Kemiringan pantai 1 : 50 (asumsi)
- Tinggi runup tsunami (R*) = 10 m
= 82,81 mm
(asumsi)
Jarak sengkang tidak boleh melebihi :
- Elevasi bangunan dari tinggi muka laut
 Seperempat dimensi terkecil komponen
struktur = 187,5mm
- Panjang lantai per panel (P) = 8 m
 6 kali diameter tulangan longitudinal
= 174 mm
- Lebar lantai per panel (L) = 6 m
- Tinggi per lantai bangunan = 4 m
 150 mm
Jadi,
rata-rata (z) = 4 m (asumsi)
- Kolom struktur dia. 80
penulangan
geser
kolom
yang
Sebelum memperhitungkan beban
tsunami terlebih dahulu menentukan tinggi
digunakan D10-75 mm
runup rencana dan tinggi genangan tsunami
pada struktur bangunan.
Tinggi genangan tsunami
(hb)= tinggi runup rencana –
elevasi bangunan terhadap muka rerata
air laut
= 1,3 R* - z = (1,3 x 10) – 4 = 9 m
a. Gaya
Gambar C.4 Penulangan Kolom
Hidrodinamika
(Hydrodynamic
Force)
Gaya hidrodinamika terjadi pada
4. Perhitungan Beban Tsunami
struktur gedung secara keseluruhan dengan
Gaya-gaya yang diperhitungkan pada
pembebanan
tsunami
sebagai berikut:
dengan
data-data
mengasumsikan tidak ada dinding pengaman
pada struktur gedung. Untuk menghitung
nilai kecepatan maksimum aliran tsunami
adalah :
14
c. Gaya Tumbuk Puing (Debris Impact
(hu2)max=g.R2. 0,125 − 0,235. + 0,11.
Forces)
=9,81.132. 0,125 − 0,235. +
Akibat material yang terbawa oleh
0,11.
arus gelombang tsunami dapat menjadi
= 105 m3/dt2
gaya tambahan yang akan menghantam
struktur gedung. Material yang terbawa
1. Kolom 1 (dia. 80 cm) dengan tinggi 4 m
arus tsunami tergantung dari lokasi
dan terendam keseluruhan.
dimana posisi struktur bangunan. Untuk
Fd = (1/2) .ρs.Cd.B.(hu2)max ,Cd = 1,2
hal ini material yang dapat menghantang
(kolom lingkaran)
struktur berupa gelondongan kayu karena
= ½. 1100 . 1,2 . 0,8 . 105
disekitar struktur banyak terdapat pohon
= 55241,29 kg.m/dt2
dengan berat (md) = 450 kg, koefisien
= 55241,29 N
massa
Agar
beban
terdistribusi
merata
disepanjang arah vertikal, maka besar
(c)
=
0,
dan
kekakuan efektif puing (k) = 2,4 x 106
N/m. (FEMA P-646).
Kecepatan maksimum puing dapat
nilai Fd menjadi,
Fd = Fd/tinggi kolom
hidrodinamik
ditentukan dengan persamaan:
= 55241,29 / 4
= 13810,32 N/m = 13,81 kN/m
b. Gaya gelombang (Impulsive Force)
umax =
=
2. . . (1 − )
2. 9,81. 13.(1 − ) = 13,3 m/dt
Gaya gelombang yang terjadi pada
masing-masing struktur kolom.
1. Kolom 2 (dia. 80 cm) dengan tinggi 4
m
Fs = 1,5Fd
Maka,
Fi = 1,3.umax.
.
. (1 + )
= 1,3.13,3. 2,4 10 . 450. (1 + 0)
= 1,5 x 13,81 kN/m
= 20,72 kN/m
= 567,71 kN
Posisi puing berada pada permukaan
tertinggi aliran tsunami yaitu 13 m dari
dasar struktur gedung.
15
5. Cek Kekuaatan Struktur Balok dan
Kolom
E. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penulisan Tugas Akhir
Akibat Gaya Momen
tentang Analisa Kekuatan Struktur SRPMK
Jika,
Beton
Mn > Mtsu maka struktut Aman
Berdasarkan
Mn < Mtsu maka Struktur Tidak Aman
Beban Tsunami Di Kota Padang dengan
Maka,
berpedoman
pada
(Persyaratan
Beton
a. Momen
Balok dengan
Momen
akibat beban Tsunami
Bertulang
Yang
Sni
Direncanakan
1726-2012
SNI
Terhadap
2847:2013
Struktural
Untuk
Bangunan Gedung), SNI 1726:2012 (Tata
Cara Perencanaan Ketahanan Gedung untuk
Struktur
Bangunan
Gedung
dan
Gedung) dan FEMA P-646
Non
(Standar
Perencanaan Ketahanan Bangunan Terhadap
Tsunami)
dapat
diperoleh
kesimpulang
sebagai berikut :
1. Lokasi bangunan tergolong kategori
gempa kuat dengan jenis tanah lunak.
b. Momem Kolom dengan Momen
akibat beban Tsunami
2. Sistem
struktur
Sistem
Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPMK)
3. Analisis gaya gempa dengan Analisis
Gaya Lateral Ekivalen.
4. Beban Tsunami yang diperhitungkan
pada
analisis
adalah
gaya
hidrodinamik (hydrodynamic forces),
gaya gelombang (impulsive forces),
dan gaya tumbuk puing (debris
Dari hasil perhitungan ini, maka dapat
impact forces).
disimpulkan gaya luar yang terjadi lebih
5. Dari hasil perhitungan, gaya luar
dominan gaya gempa dibandingkan
yang terjadi lebih dominan gaya
gaya
gempa dibandingkan gaya tsunami
tsunami
yang
terjadi.
Maka
struktrur yang direncanakan Aman.
yang terjadi pada struktur.
16
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. “Persyaratan Beton
Yeh Harry. 2007. Design Tsunami Forces for
Struktural Untuk Bangunan Gedung, SNI
Onshore Structure. USA: School of Civil and
2847:2013”. Bandung: 2012.
Construction
Engineering,
Oregon
State
Univesity
Badan
Standardisasi
Perencanaan
Nasional.
Ketahanan
“Tata
Cara
Gempa
Untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung”.
Bandung: 2011.
Budiono Bambang dan Lucky Supriatna. 2011. “Studi
Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa
Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 Dan
RSNI 03-1726-201X”. Bandung: ITB.
Imran
Iswandi
dan
“Perencanaan
Hendrik
Struktur
Fajar.
2009.
Gedung
Beton
Bertulang Tahan Gempa Berdasarkan SNI 032847-2002”. Bandung: ITB.
Patel V.M, H.S Patel and A.P Singh. 2011.
Comparative
Study
of
Earthquake
and
Tsunami Loading on Vertical Evacuation
Structure at Dwarka. International Juornal or
Earth Sciences and Engineering, Vol.04,
pp.659-668.
Tumilar
Steffie. 2011. “Prosedur
Perencanaan
Ketahanan
Tata
Gempa
Cara
Untuk
Gedung Berdasarkan SNI 03-1726-201X”.
Seminar HAKI: Padang.
Wang Chu-Kia, G. Salmon Charles dan Hariandja
Binsar. 1994. “Desain Beton Bertulang Edisi
Keempat Jilid 1”. Jakarta: Erlangga.
Wang Tiecheng, Tao Meng dan Hailong Zhao. 2015.
Tsunami Loading Analysis and Engineering
Prevention and Control. The Open Civil
Engineering Journal, 9, 376-381.
17