PENDAHULUAN PERENCANAAN STRUKTUR BETON

Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
PERENCANAAN STRUKTUR BETON BERTULANG TAHAN GEMPA
Planning Structure Earthquake Resistant Buildings
Fiklerdein Guslaw, Denny Pinasang, Hendrawan Suparyono.
*Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sariputra Indonesia Tomohon
Dosen Fakultas Teknik Universitas Sariputra Indonesia Tomohon
ABSTRAK
Indonesia terletak daerah rawan gempa. Gempa adalah suatu gejala fisik yang ditandai
dengan bergetarnya bumi dengan berbagai intensitas. Getaran gempa dapat disebabkan oleh
banyak hal antara lain akibat peristiwa vulkanik, yaitu gerakan tanah yang disebabkan oleh
aktivitas desakan magma ke permukaan bumi, atau akibat meletusnya gunung berapi. Indonesia
terletak daerah rawan gempa. Gempa adalah suatu gejala fisik yang ditandai dengan bergetarnya
bumi dengan berbagai intensitas. Getaran gempa dapat disebabkan oleh banyak hal antara lain
akibat peristiwa vulkanik, yaitu gerakan tanah yang disebabkan oleh aktivitas desakan magma ke
permukaan bumi, atau akibat meletusnya gunung berapi. Kejadian alam ini menyebabkan
perluhnya kaidah-kaidah perencanaan/pelaksanaan untuk perencanaan struktur bangunan beton
bertulang tahan gempa pada setiap struktur bangunan yang didirikan di wilayah Indonesia agar
pada saat terjadi gempa, struktur bangunan dapat bertahan dan melindungi penghuninya dari
resiko bahaya gempa. Pada bangaunan Hotel Pall 2 di rencanakan perencanaan bangunan beton
bertulang tahan gempa dengan acuan Standard Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung (SNI 1726-2002) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung (SNI 03-2847-2002). Merencanakan komponen struktur gedung beton bertulang tahan
gempa berdasarkan kaidah- kaidah perencanaan struktur bangunan tahan gempa. Perencanaan
komponen gedung struktur bangunan beton bertulang tahann Gempa dengan penulangan kolom
dan balokStruktur gedung yang di tinjau adalah struktur gedung beraturan Analisa beban gempa
menggunakan analisa beban gempa static ekivalen Perhitungan menggunakan Sofware ETABS V
9.07
Kata kunci: Perencanaa Struktur Gedung Tahan Gempa
ABSTRACK
Indonesia is an earthquake-prone area. Earthquake is a physical phenomenon characterized by
earth pulsate with various intensities. The tremor may be caused by many things, among others,
as a result of volcanic events, the ground motion caused by the activity of the insistence of
magma to the surface of the earth, or as a result of a volcanic eruption. Indonesia is an
earthquake-prone area. Earthquake is a physical phenomenon characterized by earth pulsate with
various intensities. The tremor may be caused by many things, among others, as a result of
volcanic events, the ground motion caused by the activity of the insistence of magma to the
surface of the earth, or as a result of a volcanic eruption. These natural events cause perluhnya
norms planning / implementation for the structural design of earthquake resistant reinforced
concrete buildings in every structure that was established in Indonesia in order in the event of an
earthquake, the building structure can survive and protect the occupants of the earthquake
hazard. In bangaunan Hotel Pall 2 in plan design of earthquake resistant reinforced concrete
buildings with reference Earthquake Resistance Standard Planning For Building Structure (ISO
1726-2002) and the Concrete Structure Calculation Procedure To Building (SNI 03-2847-2002).
Planning a reinforced concrete building structural components based on the rules of earthquake
resistant structural design of earthquake resistant buildings. Planning component of reinforced
concrete building structures tahann earthquake with reinforcement columns and balokStruktur
building in the review is irregular building structure analysis
of earthquake loads using equivalent
PENDAHULUAN
static seismic load analysis calculations using ETABS Software V 9:07
Keywords: Structure Earthquake Resistant Buildings
34
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
PENDAHULUAN
Sebagian besar wilayah di Indonesia
merupakan 25 daerah/wilayah di
Indonesia terletak daerah rawan
gempa. Gempa adalah suatu gejala fisik
yang ditandai dengan bergetarnya bumi
dengan berbagai intensitas. Getaran
gempa dapat disebabkan oleh banyak hal
antara lain akibat peristiwa vulkanik, yaitu
gerakan tanah yang disebabkan oleh
aktivitas desakan magma ke permukaan
bumi, atau akibat meletusnya gunung
berapi.(Gunadi
2010
. Gempa adalah suatu gejala fisik
yang ditandai dengan bergetarnya bumi
dengan
berbagai
intensitas.
Pada
bangaunan Hotel Pall 2 di rencanakan
perencanaan bangunan beton bertulang
tahan gempa dengan acuan Standard
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002)
dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton
Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-28472002). ).(Purwono,dkk 2010)
Pada bangaunan Hotel Pall 2 di
rencanakan perencanaan bangunan beton
bertulang tahan gempa dengan acuan
Standard Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 17262002) dan Tata Cara Perhitungan Struktur
Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 032847-2002). Berdasarkan SNI 1726, wilayah
di Indonesia dibagi dalam 6 Wilayah Gempa
(WG). Yaitu zona 1 dan 2 (wilayah dengan
resiko (kerawanan) gempa rendah), zona
gempa 3 dan 4 (wilayah dengan resiko
gempa menengah) dan zona gempa 5 dan 6
(wilayah dengan resiko gempa tinggi)
sebagaimana ditujukan pada Gambar I,1,
yang disusun berdasarkan atas 10%
kemungkinan gerak tanah oleh gempa
rencana dilampaui dalam periode 50 tahun,
yang identik dengan periode ulang rata-rata
500 tahun. Wilayah ini dicirikan oleh nilai
Percepatan Puncak Efektif Bantuan Dasar
(PPEDB) dimasing-masing wilayah dan
dinyatakan dalam fraksi konstanta grafitasi
(g).(Purwono,dkk 2010)
Gambar I.1 Wilayah Gempa Indonesia
Dengan Percepatan Puncak Bantuan Dasar
Dengan Periode Ulang 500 Tahun ( SNI 1720
– 2002)
Dilihat dari peta wilayah gempa di
indonesia mengacu pada pembagian jalur
gempa di dunia , melalui BADAN
METEOROLOGI, KLIMATOLOGI, DAN
GEOFISIKA
tentang
gempa-gempa
tektonik yang terjadi, terdapat 3 (tiga)
Jalur Gempa Bumi, dimana Indonesia
dilalui oleh 2 (dua) jalur :
1.
Jalur Sirkum Pasific ( Circum Pacific
Belt )
Antara lain melalui daerah-daerah Chili,
Equador, Caribia, Amerika Tengah,
Mexico, California, Columbia, Alaska,
Jepang, Taiwan, Philipina, Indonesia
(Sulawesi Utara, Irian), Selandia Baru,
dan negara-negara Polinesia.
2.
METODOLOGI
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini,
yang digunakan sebagai objek kajian yang
dibahas adalah berupa struktur portal beton
bertulang pada bangunan Hotel Pall 2
Mando. Dari beberapa struktur portal yang
ada, dipilih portal yang dipandang bisa
mewakili portal-portal yang lain.
Perhitungan gaya-gaya dalam yang bekerja
pada struktur portal berlantai 7 digunakan
Jalur Trans Asia ( Trans Asiatic Belt )
Antara lain melalui daerah-daerah Azores,
Mediterania, Maroko, Portugal, Italia,
Rumania, Turki, Irak, Iran, Afganistan,
Himalaya, Myanmar, Indonesia (Bukit
Barisan, Lepas pantai selatan P. Jawa,
Kep. Sunda Kecil, Maluku).
35
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
ETABS v9.6.0 File:DESAIN STRUKTUR FIKLER(T.A) Units:Kgf-m Juni 25, 2014 23:02 PAGE 1
analisis
portal
3
dimensi
dengan
menggunakan ETABS v.9.0.7.
Lokasi kajian dalam Tugas Akhir ini adalah
Bangunan Hotel Pall 2 Manado yang terdiri
dari 7 lantai.
CENTERS OF CUMULATIVE MASS & CENTERS OF RIGIDITY
STORY
LEVEL
STORY7
STORY6
STORY5
STORY4
STORY3
STORY2
STORY1
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dalam tugas ahkir ini akan di lakukan
perhitungan analisa statik ekivalen untuk
perencanaan struktur beton bertulang tahan
gempa,dan diberikan Perhitungan struktur
gedung beraturan. Untuk kesederhanaan
perhitungan Denah Plat Kolom dan
Balok,serta ukuran dimensinya dibuat tipikal .
Bangunan diasumsikan berlokasi di Manado,
yang termasuk wilayah gempa 5 berdasar
Gambar 1.1 dan berada di lapisan Tanah
Keras
Denah lantai dan elevasi lantai bisa dilihat
pada dibawah dengan bantuan Software
ETABS V.9.0.7. Jenis struktur ini adalah
struktur gedung beraturan,karena telah
memenuhi syarat – syarat pada SNI 03 –
1726 – 2002 Pasal 4.2.1 antara lain :
1. Tinggi struktur gedung tidak lebih
dari 10 tingkat atau 40 meter
2. Denah struktur adalah persigi
panjang tanpa tonjolan
3. Denah
struktur
gedung
tidak
menunjukan coakan sudut
4. System
struktur
gedung
tidak
menunjukan lancatan bidang muka.
DIAPHRAGM /----------CENTER OF MASS----------//--CENTER OF RIGIDITY--/
NAME
MASS ORDINATE-X ORDINATE-Y ORDINATE-X ORDINATE-Y
D1
D1
D1
D1
D1
D1
D1
4,342E+04
1,171E+05
1,908E+05
2,645E+05
3,381E+05
4,118E+05
4,861E+05
9,312
9,343
9,350
9,354
9,355
9,356
9,358
12,803
12,794
12,792
12,791
12,790
12,790
12,789
9,051
9,108
9,156
9,215
9,300
9,430
9,633
12,505
12,497
12,483
12,466
12,439
12,384
12,245
Hasil otput dari program Etabs
Perhitungan Gaya Geser Tingkat
Pada output Centres of Comulative
Mass and Centres of Rigidity, bagian kolom
MAS terdapat nilai massa bangunan. Untuk
mencari berat, adalah dengan mengalikan
massa lantai dengan satuan gravitasi yaitu
9.81 m/det²
Yang harus diingat nilai-nilai massa
tersebut adalah nilai komulatif. Sehingga
untuk mencari berat tiap lantai adalah
dengan cara mengurangi nilai massa lantai
yang diinginkan dengan massa lantai
diatasnya, kemudian dikalikan dengan 9.81
Untuk menghitung berat lantai 7
Massa
Berat Lantai =
=
43420
43.420,00
425950
=
Lantai
7
6
5
4
3
2
1
Zi ( m )
28,6
24,6
20,6
16,6
12,6
8,6
4,6
∑
Wi ( Kg )
425.950,20
722.800,80
722.997,00
722.997,00
722.016,00
722.997,00
728.883,00
4.768.641
x
Kg
Fix,y ( Kg )
28.956,80
42.264,86
35.402,14
28.527,93
21.624,35
14.779,53
7.969,69
179.525,31
0
9,81
=
43420
Kontrol
28.956,80
71.221,67
106.623,80
135.151,73
156.776,09
171.555,62
179.525,31
849.811,02
Tabel berat tiap lantai
Desain kolom
Output gaya –gaya dalam
Gambar Denah banguanan
Untuk mendapatkan gaya – gaya dalam pada
kolom dalam bentuk tks langka pekerjaannya
sama dengan cara untuk mendapatkan gaya
– gaya dalam pada balok yang di jelaskan
sebelumnya
Hasil gaya – gaya dalam dalam kolom
sebagai berikut
ETABS
v9.6.0
File:DESAIN
STRUKTUR
FIKLER(T.A) Units:KN-m Juli 15, 2014 8:07 PAGE
5
Gambar banguanan 3 dimensi
36
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
Seperti pada gambar diatas sesuai dengan hasil
tunning program dapatkan luas tulangan yang
diperlukan pada kolom
As perlu
= 5200
Tulangan yang digunakan = D 22
Luas tulangan D 22 = ¼ 22² = 379.94 mm
Jumlah tulangan yang dibutukan
= As perluh /
luas tulangan
=
5200/379.94 mm
=
13.68 =m 16 buah
COLUMN FORCES
STORY
COLUMN
V2
V3
T
STORY1
C13
0,0000
-3004,49
6,889
0,411
2,0000
-2984,70
7,702
-0,847
4,0000
-2964,91
8,515
-2,106
LOAD
LOC
M2
M3
P
DEAD
0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
ETABS
v9.6.0
File:DESAIN
STRUKTUR
FIKLER(T.A) Units:KN-m Juli 15, 2014 8:07 PAGE
5
Penulanagn kolom Lnatai 1 – lantai 7
600
Tulangan yang digunakan
COLUMN FORCES
700
16 D22
STORY
COLUMN
V2
V3
T
LOAD
LOC
M2
M3
P
Tulangan Geser
D12-10
STORY1
C13
0,0000
-3004,49
6,889
0,411
2,0000
-2984,70
7,702
-0,847
4,0000
-2964,91
8,515
-2,106
STORY1
C13
0,03
-0,003
0,03
-0,003
0,03
-0,003
STORY1
C13
0,25
-0,029
0,25
-0,029
0,25
-0,029
STORY1
C13
79,28
2,808
79,28
2,808
79,28
2,808
DEAD
0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
LIVE
0,0000 -513,40
1,630
0,226
2,0000 -513,40
1,683
-0,226
4,0000 -513,40
1,736
-0,677
FX
0,0000
1,18
0,339 210,226
2,0000
1,18
-0,158 43,368
4,0000
1,18
-0,656 -123,489
FY
0,0000
-9,79
384,252
4,935
2,0000
-9,79
225,689
1,118
4,0000
-9,79
67,126
-2,700
0,23
-
0,23
-
0,23
-
Desain balok
Output Gaya – Gaya Dalam
Untuk desain tulangan balok ,
jalankan lagi file ETBAS dengan klik Run
/Analysis .Setelah running file ETABS
selesai maka dapat dilihat hasil output yang
di butukan .Salah satunya untuk mengetahui
gaya – gaya dalam
83,43
83,43
Diagram gaya – gaya dalam balok dengan
angka
83,43
1,91
1,91
1,91
Diagram gaya – gaya dalam balok dengan
tanpa angka
37
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
. DESAIN TULANGAN LENTUR BALOK
Untuk menghitung tulangan lentur balok yang harus terpasang digunakan rumus :
3.
ɸ Mn = ɸ As.fy (d-1/2a) dan,
a =
As.fy
0.85.fc.b
ɸ Mn
>
Lokasi
Ujung kiri
Tengah
Ujung kanan
As =
Mu
ɸ.fy.d
Mu
As perlu
(mm²)
697,0
333,0
270,0
403,0
167,0
464,0
As Terpasang
(mm²)
4D 16
803,840
4 D 16
803,840
4 D 16
803,840
4D 16
803,840
4D 16
401,920
4D 16
803,840
KET.
Tul. Tarik
Tul. Tekan
Tul. Tekan
Tul. Tarik
Tul. Tekan
Tul. Tarik
PENULANGAN GESER PADA BALOK
Balok yang ditinjau dalam perencanaan
adalah nalok B44 lt 3 dengan dimensi
sebagai berikut
4.
4 D 22
Ø 12 - 260
4 D 22
60
40
8 D 22
KESIMPULAN
5.
Setelah dilakukan perhitungan pada
perencanaan struktur bangunan tahan
gempa pada pembangunan Hotel Pall 2
Manado , didapakan kesimulan sebagai
berikut :
1.
Suatu struktur dikatakan tahan
terhadap gempa adalah ketika
simpangan-simpangan yang terjadi
pada struktur baik akibat gaya-gaya
dalam maupun gaya-gaya luar
seperti gaya gempa dibatasi dengan
melakukan
perhitungan
control
kinerja baik kinerja batas layan
maupun kinerja batas ultimate.
2.
Suatu gedung yang tahan terhadap
gempa didesain berperilaku elastis
terhadap gaya gempa, hal ini harus
terjadi sebab bangunan tidak boleh
melawan gaya gempa yang terjadi
dikarenakan,
gaya
gempa
mempunyai besaran yang berbedabeda ketika terjadi.
Didalam mendesain suatu struktur
yang tahan gempa, harus memegang
teguh prinsip ( Weak beam,strong
coloum) atau kolom kuat dan balok
lemah, prinsip ini diterapkan agar
ketika mengalami keruntuhan yang
terlebih
dahulu
mengalami
kehancuran atau keruntuhan elemen
balok, dan jangan sekali – kali
elemen kolom, karena jika balok di
salah satu lantai yang runtuh, tidak
akan berpengaruh banyak terhadap
strutktur akan tetapi jika kolom
disalah satu lantai yang runtuh, akan
menarik semua elemen balok, plat
dan semua elemen yang ada
disekitarnya.
Kekakuan elemen struktur seharunya
sama di setiap lantai, hal ini untuk
menjaga gedung berperilaku seragam
ketika terjadi goncangan gempa, selain
itu menetuan dimensi dari elemen
struktur harus direncanakan setetliti
mungkin, karena nantinya akan
berpengaruh terhadap massa dari tiap
lantai dan pada akhirnya akan
memepengaruhi gaya geser horizontal
akibat gempa pada tiap lantai.
Perhitungan
detailing
struktur
bangunan tahan gempa harus
dihitung seteliti mungkin hal ini akan
berpengaruh pada hasil akhir dari
desain tersebut, berupa diameter
tulangan utama, sengkang, dan
diameter tulangan geser pada
balok,beserta
dengan
panjang
sambungan lewatan dan jarak-jarak
tulangan geser pada daerah sendi
plastis
SARAN
Didalam setiap mendesain suatu
struktur gedung yang tahan terhadap
gempa, diperlukan ketelitian dan
kesabaran yang sangat tinggi, hal ini
perlu dilakukan karena tidak semua
hasil yang kita dapatkan sudah
merupakan yang terbaik, akan tetapi
perlu
dilakukan beberapa kali
38
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
pengujian terhadap peraturan yang
ada.
Dengan
Metode
dan
Cara
Perbaikan Konstruksi. Jakarta.
Untuk saran lebih ditunjukan
kepada mahasiswa lebih khusus
mahasiswa teknik sipil agar labih
teliti dalam perencanaan dan
sesuai dengan prosedur agar tidak
ada step yang dilewatkan yang
nantinya bisa berakibat fatal pada
bangunan yang akan didesain.
Kusuma G, Andriono T. 1993. Desain
Struktur Rangka Beton Bertulang di
Daerah Rawan Gempa. Erlangga.
Jakarta.
Pamungkas A, Harianti E. 2013. Gedung
Beton Bertulang Tahan Gempa.
Dapur Buku. Jakarta
Pamungkas Anugrah dan Harianti Erny,
“Gedung Beton Bertulang Tahan
Gempa”, Dapur Buku, Jakarta,
2013.
DAFTRA PUSTAKA
Juwana Jimmy S., Ir, MSAE, “Panduan
Sistem Bangunan Tinggi”, Erlangga,
Jakarta, 2005.
Imran I, Hendrik F. 2010. Perencanaan
Struktur Beton Bertulang Tahan
Gempa.
Institut
Teknologi
Bandung. Bandung.
Tenda
Standar Nasional Indonesia, “Tata Cara
Perencanaan
Ketahanan
Gempa
Untuk Bangunan Gedung”, Jakarta,
2002
J.E. 2008. Buku Ajar Struktur
Bangunan
Tahan
Gempa.
Politeknik Negeri Manado. Manado.
Gunadi Riwa Rekayasa Gemap Statis
Ekivalen dan Gempa dinamis 2010 .
Kusuma G, Andriano T. 1994. Desain
Struktur Rangka Beton Bertulang di
Daerah Rawan Gempa. Erlangga.
Jakarta.
Saroni Ali kolom pondasi balok T beton
bertulang 2010
Purwono R. 2005. Perencanaan Struktur
Beton Bertulang Tahan Gempa.
ITS Press. Surabaya.
Nasution A. 2009. Analisa dan Desain
Struktur Beton Bertulang. ITB.
Bandung.
SNI-03-1726-2002. Tatacara Ketahanan
Gempa untuk Bangunan Gedung.
BSN-Badan Standarisasi Nasional.
Jakarta.
SNI-03-2847-2002. Tatacara Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan
Gedung. BSN-Badan Standarisasi
Nasional. Jakarta.
UU RI No. 28/2002. Tentang Bangunan
Gedung
Pustaka
Yudistira.
Bandung.
Departemen
Pekerjaan
Umum
2006.
Pedoman Teknis Rumah dan
Bangunan
Gedung
Dilengkapi
39