Proposal Skripsi

PROPOSAL SKRIPSI
DESAIN STRUKTUR ATAS
GEDUNG INTEGRATED LABORATORY FOR SCIENCE
POLICY AND COMMUNICATION
UNIVERSITAS NEGERI JEMBER MENGGUNAKAN
SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS
Disusun Dan Ditujukan Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik S-1 Institut Teknologi Nasional (ITN) Malang
COVER
Disusun Oleh:
DIAN ROBY SUGARA
NIM 1621170
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL S-1
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
2019
i
LEMBAR PERSETUJUAN
“DESAIN STRUKTUR ATAS GEDUNG INTEGRATED
LABORATORY FOR SCIENCE POLICY AND
COMMUNICATION UNIVERSITAS NEGERI JEMBER
MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA PEMIKUL
MOMEN KHUSUS”
Oleh:
DIAN ROBY SUGARA
16.21.170
Telah disetujui oleh pembimbing untuk diujikan
Pada tanggal ……… Mei 2019
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Ester Priskasari, MT
NIP.Y. 103 9400 265
Ir. Deviany Kartika, MT
NIP.Y. 103 0100 364
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Sipil S-1
Ir. I. Wayan Mundra, MT
NIP.Y. 101 8700 150
ii
LEMBAR PENGESAHAN
“DESAIN STRUKTUR ATAS GEDUNG INTEGRATED
LABORATORY FOR SCIENCE POLICY AND
COMMUNICATION UNIVERSITAS NEGERI JEMBER
MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA PEMIKUL
MOMEN KHUSUS”
Oleh:
DIAN ROBY SUGARA
16.21.170
Telah disetujui oleh pembimbing untuk diujikan
Pada tanggal ……… Mei 2019
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Ester Priskasari, MT
NIP.Y. 103 9400 265
Ir. Deviany Kartika, MT
NIP.Y. 103 0100 364
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Sipil S-1
Ir. I. Wayan Mundra, MT
NIP.Y. 101 8700 150
iii
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap puji syukur Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
Berkat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Proposal Skripsi dengan
baik dan benar.
Proposal Skripsi ini dibuat untuk memenuhi persyaratan dalam
menyelesaikan gelar strata satu (S-1), Fakultas teknik Sipil dan Perencanaan.
Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Malang.
Dalam
proses
penyelesaian
Proposal
Skripsi
ini,
penyusun
mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1.
Dr. Ir. Kustamar, MT selaku Rektor ITN Malang
2.
Dr. Ir. Nusa Sebayang, MT Selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan
3.
Ir. I Wayan Mundra, MT Selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil
4.
Ir. Munasih, MT selaku Sekretaris Program Studi Teknik Sipil S-1
5.
Ir. Ester Priskasari, MT selaku Dosen Pembimbing I Proposal Skripsi
6.
Ir. Deviany Kartika, MT selaku Dosen Pembimbing II Proposal Skripsi
7.
Kedua Orang Tua yang selalu memberikan doa dan support baik moril
maupun materil.
8.
Sahabat-sahabat yang selalu mendukung, memberi semangat dan
motivasi kepada saya.
Penyusun menyadari bahwa pada Proposal Skripsi ini, mungkin masih
banyak kekurangan ataupun kesalahan. Oleh karena itu, penyusun selalu
mengharapkan saran, petunjuk, kritik dan bimbingan yang bersifat
membangun, demi kelanjutan kami selanjutnya.
Malang,
2019
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
COVER .................................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. ix
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2.
Identifikasi Masalah ................................................................................. 1
1.3.
Rumusan Masalah .................................................................................... 2
1.4.
Maksud dan Tujuan .................................................................................. 2
1.5.
Batasan Masalah ....................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................. 4
2.1.
Konsep Struktur Tahan Gempa ................................................................ 4
2.2.
Daktilitas Struktur .................................................................................... 4
2.3.
Pembebanan Struktur ............................................................................... 5
2.4.
Parameter Perhitungan Beban Gempa ...................................................... 5
2.5.
Metode Analitis Beban Gempa .............................................................. 12
2.5.1.
Metode Analisis Statik Ekuivalen (Static Equivalent Analysis) ..... 12
2.5.2.
Metode Analisa Dinamis (Dynamic Analysis) ................................ 14
2.6.
Kombinasi dan Pengaruh Beban Gempa ................................................ 16
2.6.1.
Kombinasi Beban ............................................................................ 16
2.6.2.
Pengarauh Beban Gempa ................................................................ 16
2.6.3.
Kombinasi Beban Gempa ............................................................... 17
2.6.4.
Pengaruh Beban Gempa dengan Faktor Kuat Lebih ....................... 18
2.6.5.
Kombinasi Beban dengan Faktor Kuat Lebih ................................. 18
2.7.
Eksentrisitas............................................................................................ 20
2.7.1.
Eksentrisitas Pusat Massa Terhadap Pusat Rotasi Lantai Tingkat .. 20
v
2.7.2.
Eksentrisitas Rencana...................................................................... 20
2.7.3.
Eksentrisitas Tambahan .................................................................. 21
2.8.
Kinerja Struktur Gedung ........................................................................ 21
2.8.1.
Kinerja Batas Layan ........................................................................ 21
2.8.2.
Kinerja Batas Ultimit ...................................................................... 21
2.9.
Perencanaan Struktur Balok................................................................ 22
2.9.1.
Dimensi Balok ................................................................................. 22
2.9.2.
Konstruksi Balok T dengan Tulangan Rangkap (Tekan dan Tarik) 22
2.9.3.
Langkah-Langkah Perencanaan Balok T Tulangan Rangkap ......... 23
2.9.4.
Perencanaan Balok Terhadap Geser................................................ 25
2.9.5.
Komponen Struktur Lentur Rangka Momen ...................................... 26
2.10.
Perencanaan Struktur Kolom .............................................................. 28
2.10.1.
Dimensi Kolom ........................................................................... 28
2.10.2.
Komponen Struktur Rangka Momen Khusus Yang Dikenai Beban
Lentur dan Aksial .......................................................................................... 28
2.10.3.
Diagram Interaksi Kolom ............................................................ 30
2.11.
Prosedur Pembesaran Momen–Portal Bergoyang .............................. 31
2.12.
Hubungan Balok Kolom (HBK/Joint) ................................................ 31
2.13.
Pendetailan Tulangan .......................................................................... 33
2.13.1. Penyaluran Batang Tulangan Ulir dan Kawat Ulir Dalam Kondisi Tarik
dan Tekan Pada Balok ................................................................................... 33
2.13.2.
Penyaluran Kait Standar .............................................................. 33
2.13.3.
Sambungan Lewatan Tulangan Kolom ....................................... 34
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN ....................................................... 35
3.1.
Data Proyek ............................................................................................ 35
3.1.1.
Lokasi Proyek ................................................................................. 35
3.1.2.
Data Teknis Proyek ......................................................................... 35
3.1.2.
Mutu Bahan Bangunan .................................................................... 35
3.2.
Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 36
3.3.
Tahap Perencanaan ................................................................................. 36
3.3.1.
Studi Literatur ................................................................................. 36
vi
3.3.2.
Pengumpulan Data .......................................................................... 36
3.3.3.
Analisa Pembebanan ....................................................................... 36
3.3.4.
Pemodelan dan Analisa Struktur ..................................................... 36
3.4.
Bagan Alir .............................................................................................. 37
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 39
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.2 Peta Percepatan Spectrum Respons 1 Detik (S1) Dengan Nisbah
Redaman 5% di Batuan Dasar SB Untuk Probabilitas Terlampaui 2% Dalam 50
Tahun Berdasarkan Peta Gempa 2017 …………………………………………….2
Gambar 2.1. Peta Percepatan Spectrum Respons 0,2 Detik (Ss) Dengan Nisbah
Redaman 5% di Batuan Dasar SB Untuk Probabilitas Terlampaui 2% Dalam 50
Tahun Berdasarkan Peta Gempa 2017…………………………………………….2
Gambar 2.3 Spektrum Respons Desain………………………………………….16
Gambar 2.4 Balok T Plat Dua Sisi………………………………………………….22
Gambar 2.5 Balok T Plat Satu Sisi…………………………………………...…….23
Gambar 2.6 Diagram Regangan dan Tegangan Balok………...…………………….24
Gambar 2.7 Geser Desain Untuk Balok……………………………………....….35
Gambar 2.8 Contoh-Contoh Sengkang Tertutup Saling Tumpuk………….…….36
Gambar 2.9 Contoh Tulangan Transversal Pada Kolom………………………….38
Gambar 2.10 Luas Hubungan Balok Kolom (Joint) Efektif…………………..….41
Gambar 2.11 Detail Batang Tulangan Untuk Penyaluran Kait Standar………….43
Gambar 3.1 Lokasi Gedung Integrated Laboratory For Science Policy And
Communication Universitas Negeri Jember………...……………………...…….45
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kategori resiko bangunan ………………………………………………………………………………7
Tabel 2.2 Faktor keutamaan gempa, Ie …………………………………………………………………………8
Tabel 2.3 Klasifikasi situs ……………………………………………………………………………………………..…8
Tabel 2.4 Koefisien situs, Fa ……………………………………………………………………………………………9
Tabel 2.5 Koefisien situs, Fv…………………………………………………………………………………………… 9
Tabel 2.6 KDS berdasarkan SDS …………………………………………………………………………..11
Tabel 2.7 KDS berdasarkan SDI …………………………………………………………………………...11
Tabel 2.8 Sistem Struktur Penahan Gaya Seismik ………………………………11
Tabel 2.9 Koefisien Untuk Batas Atas Pada Perioda Yang Dihitung……………12
ix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Beberapa tahun terakhir Indonesia sering dilanda becana gempa bumi.
Penyebabnya tak lain karena negara kepulauan ini dilalui oleh jalur pertemuan 3
lempeng tektonik serta termasuk dalam cincin api pasifik yang di tandai dengan
banyaknya gugusan gunung berapi. Kota Jember merupakan salah satu kota yang
sering dilalui gempa. Dalam peta gempa Kota Jember termasuk daerah rawan
gempa kuat.
Dewasa ini pembagunan vertikal menjadi trend, yang mana resiko akibat
gempa juga meningkat mengingat gempa datang secara tipa-tiba. Pembagunan
gedung tinggi harus diimbangi dengan pemahaman sistem struktur gedung tahan
terhadap gempa. Sistem tahan gempa berguna untuk meminimalisir kerusakan
insfrastuktur serta bertambahnya korban jiwa.
Untuk itu bangunan didesain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen
Khusus (SRPMK). Rangka dimana komponen struktur dan joint gaya melalui
lentur, geser, dan gaya aksial. Rangka momen di tetapkan sebagai sistem penahan
gaya gempa.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis mencoba untuk merencanakan dan
menganalisa struktur pada Gedung 3 dengan menggunakan sistem rangka pemikul
momen khusus dengan judul “DESAIN STRUKTUR ATAS GEDUNG
INTEGRATED LABORATORY FOR SCIENCE POLICY AND COMMUNICATION
UNIVERSITAS NEGERI JEMBER MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA
PEMIKUL MOMEN KHUSUS”.
1.2. Identifikasi Masalah
Dari latar belakang yang ada, penulis memberikan beberapa identifikasi
masalah yaitu sebagai berikut:
1. Indonesia merupakan negara rawan gempa karena adanya 3 lempeng
tektonik serta gugusan gunung yang mana kota malang termasuk sehingga
kota Malang dikategorikan sebagai wilayah rawan gempa.
1
2. Kerugian akibat gempa yang terus meningkat baik material serta korban
jiwa untuk meminimalisir kerugian tersebut perlu adanya desain struktur
tahan gempa
3. Desain struktur yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen
Khusus (SRPMK) karena kota Jember masuk kedalam kategori desain
seismik (KDS) D.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang akan dibahas dalam penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Berapa jumlah tulangan longitudinal pada komponen struktur balok, kolom
dan hubungan balok kolom?
2. Berapa jumlah tulangan transversal pada komponen struktur balok, kolom
dan hubungan balok kolom?
3. Bagaimanakah gambar detail penulangan pada komponen struktur balok,
kolom dan hubungan balok kolom dari hasil perencanaan?
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk melakukan perencanaan
struktur atas Gedung Integrated Laboratory For Science Policy And
Communication Universitas Negeri Jember dengan menggunakan sistem rangka
pemikul momen khusus. Adapun tujuan dilakukannya perencanaan tersebut, yaitu:
1. Mengetahui jumlah tulangan longitudinal pada komponen struktur balok,
kolom dan hubungan balok kolom
2. Mengetahui jumlah tulangan transversal pada komponen struktur balok,
kolom dan hubungan balok kolom
3. Mengetahui gambar detail penulangan pada komponen struktur balok, kolom
dan hubungan balok kolom dari hasil perencanaan
1.5. Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas, penulis perlu membatasi
masalah-masalah yang akan dibahas dalam skripsi ini. Adapun batasan-batasan
tersebut adalah sebagai berikut:
2
1. Perencanaan jumlah tulangan longitudinal pada komponen struktur balok,
kolom dan hubungan balok kolom
2. Perencanaan jumlah tulangan transversal pada komponen struktur balok,
kolom dan hubungan balok kolom
3. Menggambar detail penulangan pada komponen struktur balok, kolom dan
hubungan balok kolom dari hasil perencanaan
4. Peraturan yang digunakan :
a. SNI 2847 2013 Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.
b. SNI 1726 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
c. SNI 1726 2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Bangunan Gedung.
d. SNI 1727 2013 Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung
dan Struktur Lain.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Konsep Struktur Tahan Gempa
Gempa merupakan bencana alam yang kekuatan dan kapan terjadinya tidak
bisa diprediksi dengan pasti, sehingga untuk membangun sebuah bangunan yang
benar-benar tahan gempa itu tidak ekonomis. Untuk itu, menurut (Budiono, 2017)
dikatakan bangunan tahan terhadap gempa jika:
1. Terjadi gempa ringan, gedung masih berperilaku elastis sehingga bangunan
tidak boleh mengalami kerusakan pada komponen non struktural (dinding
retak, kaca pecah, plafond runtuh, dan lain sebagainya) maupun komponen
struktural (kolom retak, balok retak, pondasi mengalami penurunan, dan
lain sebagainya).
2. Terjadi gempa sedang, gedung sudah berperilaku plastis sehingga
bangunan boleh mengalami kerusakan ringan pada komponen non
strukturalnya (plafond runtuh, dinding retak, dan lain sebagainya) akan
tetapi komponen strukturalnya (kolom, balok, sloof, dan lain sebagainya)
tidak boleh rusak.
3. Terjadi gempa besar, bangunan boleh rusak pada komponen non struktural
maupun komponen strukturalnya, akan tetapi sebelum bangunan runtuh
masih memberikan waktu agar penghuni bisa keluar dari bangunan tersebut
2.2. Daktilitas Struktur
Daktilitas adalah kemampuan struktur gedung untuk mengalami simpangan
pasca-elastik yang besar secara berulang kali dan bolak balik akibat beban gempa
diatas
beban
gempa
yang
menyebabkan
pelelehan
pertama,
sambil
mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung 5
tersebut tetap berdiri walaupun sudah berada dalam kondisi diambang keruntuhan.
Daktilitias di pengaruhi oleh faktor rasio simpangan maksimum struktur
gedung pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan. Selain itu simpangan
struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama dalam struktur gedung.
Daktilitas sendiri memiliki tingkatan yang mana di bagi menjadi 2 yaitu :
4
1. Daktilitas penuh : Struktur mampu mengalami simpangan pasca-elastik
pada saat mencapai kondisi diambang keruntuhan yang paling besar, yaitu
dengan mencapai nilai faktor daktilitas sebesar 5,3.
2. Daktilitas Parsial : Struktur yang nilai faktor daktilitasnya diantara 1
(elastik penuh) hingga 5,3 (daktail penuh).
(SNI 1726 2002 pasal 3.1.3 halaman 4 – 5)
2.3. Pembebanan Struktur
Pembebanan struktur adalah beban yang bekerja pada struktur.
Dalam
perencanaan, pembebanan sangat penting, agar struktur yang di rencanakan mampu
memikul beban yang ada.
1. Beban Mati
Beban mati adalah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung
yang terpasang, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding
partisi tetap, finishing, klading gedungdan komponen arsitektural dan
struktural lainnya serta peralatan layan terpasang laintermasuk berat keran.
(SNI 1727-2013 Pasal 3.1.1 Halaman 15)
2. Beban Hidup
Beban hidup merupakan yang diakibatkan oleh pengguna dan
penghuni bangunan gedung ataustruktur lain yang tidak termasuk beban
konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban
gempa, beban banjir, atau beban mati.
(SNI 1727-2013 Pasal 4.1. Halaman 18)
3. Beban Gempa
Beban Gempa ialah semua beban yang menirukan pengaruh dari
gerakan tanah akibat gempa itu. Untuk arah beban gempa pada komponen
struktur di
desain untuk memikul
ditambah dengan arah
100% gaya
untuk arah utama
tegak lurusnya sebesar 30% . di jelaskan pada
SNI 1726 2012 pasal 7.5.3 ( halaman 51 ) bahwa
2.4.Parameter Perhitungan Beban Gempa
Berikut adalah parameter dalam perhitungan beban gempa :
1. Menentukan Nilai SS dan S1
5
Untuk menentukan nilai SS dan S1 digunakan peta sumber dan bahaya
gempa terbaru Indonesia tahun 2017 yang disusun oleh Tim Pusat Studi
Gempa Nasional (PUSGEN).
Gambar 2.1. Peta Percepatan Spectrum Respons 0,2 Detik (Ss) Dengan
Nisbah Redaman 5% di Batuan Dasar SB Untuk Probabilitas
Terlampaui 2% Dalam 50 Tahun Berdasarkan Peta Gempa 2017
Gambar 2.2 Peta Percepatan Spectrum Respons 1 Detik (S1) Dengan
Nisbah Redaman 5% di Batuan Dasar SB Untuk Probabilitas
Terlampaui 2% Dalam 50 Tahun Berdasarkan Peta Gempa 2017
2. Kategori Resiko Bangunan dan Faktor Kutamaan
Kategori resiko bangunan gedung adalah kategori yang membedakan
tiap-tiap
gedung
berdasarkan
fungsinya dan resiko yang akan di
timbulkan bila terjadi kerussakan struktural
6
Tabel 2.8 Kategori resiko bangunan
Jenis Pemanfaatan
Gedung dan non gedung yang memilki risiko rendah terhadap
jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak
dibatasi untuk, antara lain :
- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan
dan perikanan
- Fasilitas sementara
- Gudang penyimpanan
- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam
kategori risiko I, III, IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :
- Perumahan
- Rumah took dan rumah kantor
- Pasar
- Gedung perkantoran
- Gedung apartemen/rumah susun
- Pusat perbelanjaan/mall
- Bangunan industri
- Fasilitas manufaktur
- Pabrik
Gedung dan non gedung yang memilki risiko tinggi terhadap jiwa
manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk :
- bioskop
- gedung pertemuan
- stadion
- fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan
unit gawat darurat
- fasilitas penitipan anak
- penjara
- bangunan untuk orang jompo
gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko
IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi
yang besar dan/atau gangguan massa/terhadap kehidupan
masyarakat sehari-hari bila
terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :
- pusat pembangunan listrik biasa
- fasilatas penangan air
- fasilitas penanganan limbah
- pusat telekomunikasi
Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori
risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas
manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau
tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia
berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak)
yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah
kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh
Kategori
Resiko
I
II
III
7
Lanjutan
Kategori
Resiko
Jenis Pemanfaatan
instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi
masyarakat jika terjadi kebocoran.
Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas yang
penting, termasuk tetapi tidak batasi untuk :
- Bangunan-bangunan monumental
- Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainya yang
memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat
- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor
polisi, serta garasi kendaraan darurat
- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi,, angina
badai, dan tempat perlindungan darurat lainya
- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasilitas lainya untuk tanggap darurat
- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,
tangka penyimpanan penyimpanan bahan bakar, menara
pendingin, struktur stasiun listrik, tangka air pemadam
kebakaran atau struktur pendukung air atau material atau
peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk
beroperasi pada saat keadaan darurat
Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk
mempertahankan fungsi struktur bangunan lai yang masuk ke
dalam kategori risiko IV
IV
Sumber : SNI 1726:2012 Pasal 4.1.2
Tabel 2.9 Faktor keutamaan gempa, Ie
Kategori risiko
Faktor keutamaan gempa, Ie
I atau II
III
IV
1,0
1,25
1,50
Sumber : SNI 1726:2012 Pasal 4.1.2
3. Klasifikasi Situs Tanah
Tabel 2.10 Klasifikasi situs
Kelas Situs
Vs (m/detik)
N atau Nch
Su (kPa)
SA (batuan keras)
SB (batuan)
SC (tanah keras,
sangat padat dan
batuan lunak)
SD (tanah sedang)
SE (tanah lunak)
>1500
750 sampai 1500
N/A
N/A
N/A
N/A
350 samppai 750
> 50
≥ 100
175 sampai 350
< 175
< 15
< 15
< 50
< 50
8
Kelas Situs
SF (tanah khusus,
yang
membutuhkan
investigasi
geoteknik spesifik
dan analisis
respons spesifiksitus yang
mengikuti pasal
6.9.1)
Lanjutan
Vs (m/detik)
N atau Nch
Su (kPa)
Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3
m tanah dengan karakteristik sebagai berikut :
1. Indeks plastisitas, PI >20,
2. Kadar air, w ≥ 40 %, dan
Kuat geser niralir Su < 25 kPa
Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau
lebih dari karakteristik berikut :
- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban
gempa seperti mudah likuifikasi, lempung sangat
sensitif, tanah tersementasi lemah
- Lempung sangat organic dan/atau gambut (ketebalan
> 3 m),
- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H >
7,5 m dengan Indeks Plastisitas, PI >75),
- Lapisan lempung lunak/medium kaku dengan
ketebalan H > 35 m dengan Su < 50 kPa
Sumber : SNI 1726:2012 pasal 5.3
4. Faktor amplifikasi periode pendek (Fa)
Tabel 2.11 Koefisien situs, Fa
Kelas Situs
SA
SB
SC
SD
SE
SF
Parameter respons spectral percepatan gempa (MCER)
Terpetakan pada periode pendek, T=0,2 detik, Ss
Ss ≤ 0,25
Ss ≤ 0,5
Ss ≤ 0,75
Ss ≤ 0,1
Ss ≤ 1,25
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,2
1,2
1,1
1,0
1,0
1,6
1,4
1,2
1,1
1,0
2,5
1,7
1,2
0,9
0,9
b
SS
Sumber : SNI 1726:2012 pasal 6.2
5. Faktor amplifikasi periode 1 detik (Fv)
Tabel 2.12 Koefisien situs, Fv
Kelas
Situs
SA
SB
SC
SD
SE
SF
Parameter respons spectral percepatan gempa (MCER)
Terpetakan pada periode pendek, T= 1 detik, S1
Ss ≤ 0,1
Ss ≤ 0,2
Ss ≤ 0,3
Ss ≤ 0,4
Ss ≤ 0,5
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
2,4
2
1,8
1,6
1,5
3,5
3,2
2,8
2,4
2,4
SSb
Sumber : SNI 1726:2012 pasal 6.2
9
6. Percepatan pada periode pendek (SMS)
Nilai percepatan pada periode pendek dapat dihitung dengan rumus sebagai
berikut sesuai dengan SNI 1726 2012 pasal 6.2 halaman 21:
SMS = Fa x Ss ........................................................... (2-1)
Keterangan:
SMS = Percepatan pada periode pendek
Fa = Faktor amplifikasi periode pendek
Ss = Percepatan gempa MCEr terpetakan untuk periode pendek
7. Percepatan pada periode 1 detik (SM1)
Nilai percepatan pada periode 1 detik dapat dihitung dengan rumus sebagai
berikut sesuai dengan SNI 1726 2012 pasal 6.2 halaman 21:
SM1 = Fv x S1 ........................................................... (2-2)
Keterangan:
SM1 = Percepatan pada periode 1 detik
Fv = Faktor amplifikasi periode 1 detik
S1 = Percepatan gempa MCEr terpetakan untuk periode 1 detik.
8. Percepatan desain pada periode pendek (SDS)
Nilai percepatan desain pada periode pendek dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut sesuai dengan SNI 1726 2012 pasal 6.3 halaman 22:
2
SDS = 3SMS ............................................................. (2-3)
Keterangan:
SDS = Percepatan desain pada periode pendek
SMS = Percepatan pada periode pendek
9. Percepatan desain pada periode 1 detik (SD1)
Nilai percepatan desain pada periode 1 detik dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut sesuai dengan SNI 1726 2012 pasal 6.3 halaman 22:
2
SD1 = 3SM1 ........................................................... (2-4)
Keterangan:
SD1 = Percepatan spektral desain untuk periode 1 detik
10
10. Kategori desain seismik (KDS)
Tabel 2.13 KDS berdasarkan SDS
Kategori risiko
Nilai S DS
SDS < 0,167
I atau II atau III
A
IV
A
0,167 ≤ SDS < 0,33
B
C
0,33 ≤ SDS < 0,50
C
D
0,50 < SDS
D
D
Sumber: SNI 1726 2012 Halaman 24
Tabel 2.14 KDS berdasarkan SDI.
Kategori risiko
Nilai S D1
S D1 < 0,167
I atau II atau III
A
IV
A
0,067 ≤ SD1 < 0,133
B
C
0,133 ≤ SD1 < 0,20
C
D
0,20 ≤ SD1
D
D
Sumber: SNI 1726 2012 Halaman 24
11. Parameter Sistem Struktur Penahan Gaya Seismik
Dibawah ini merupakan tabel koefisien modifikasi respons (Ra), faktor kuat
lebih system (Ω0g), faktor pembesaran defleksi (Cdb) dan batasan sistem
seismik struktur dan batasan tinggi struktur (hn)
Tabel 2.8 Sistem Struktur Penahan Gaya Seismik.
Sumber: SNI 1726 2012 Halaman 37
11
2.5.Metode Analitis Beban Gempa
2.5.1. Metode Analisis Statik Ekuivalen (Static Equivalent Analysis)
Berikut adalah parameter-parameter yang dibutuhkan dalam metode analisis
statik ekuivalen, yaitu:
2.5.2.1.Periode Fundamental Struktur
1.
Periode Fundamental Pendekatan (Ta)
a. Untuk struktur dengan ketinggian < 12 tingkat (SNI 1726 2012 pasal
7.8.2.1 halaman 56):
Ta = 0,1 N ...................................................................... (2-5)
Keterangan:
Ta = Perioda fundamental pendekatan
N = Jumlah tingkat
b.
Untuk struktur dengan ketinggian > 12 tingkat (SNI 1726 2012 pasal
7.8.2.1 halaman 56):
Ta = Ct . hnx ...................................................................... (2-6)
Keterangan:
Ct dan x = Koefisien periode pendekatan (lihat tabel 2.10)
hn = Ketinggian struktur
Tabel 2.9 Koefisien Untuk Batas Atas Pada Perioda Yang Dihitung
Parameter percepatan respons
spektral desainpada 1 detik, SD1
≥0,4
0,3
0,2
0,15
≤0,1
Sumber: SNI 1726 2012 Halaman 56
2.
Koefisien Cu
1,4
1,4
1,5
1,6
1,7
Batas perioda maksimum (Tmax)
Tmax = Cu.Ta ...................................................................... (2-7)
Keterangan:
Tmax = Perioda maksimum
Cu = Koefisien batas atas pada periode yang dihitung (lihat tabel 2.13)
12
Ta = Perioda fundamental pendekatan.
3.
Perioda Yang Digunakan (T)
Menurut SNI 1726 2012 Pasal 7.8.2 halaman 55:
4.
a.
Jika Tc > Cu. Ta, maka T = Cu.Ta
b.
Jika Ta < Tc < Cu.Ta, maka T = Tc
c.
Jika Tc < Ta, maka T = Ta
Batasan Penggunaan Prosedur Analisis Gaya Lateral Ekivalen
Ts = SD1/SDS
T < 3,5 Ts
Jika memenuhi ketentuan Tc < 3,5 Ts, maka boleh menggunakan
prosedur analisa gempa statik.
2.5.2.2. Geser Dasar Seismic (V)
Nilai V dapat dihitung menggunakan rumus di bawah ini sesuai dengan
SNI 1726 2012 pasal 7.81 halaman 54:
V = Cs x W .................................................................................. (2-8)
Keterangan:
Cs = Koefisien respons seismik (sesuai 7.8.1.1 SNI 1726 2012)
W = Berat seismik efektif struktur (sesuai 7.7.2 SNI 1726 2012)
1. Koefisien Respon Seismik (Cs)
Cs =
𝑆𝐷𝑠
𝑅
𝐼𝑒
( )
...................................................................... (2-9)
Keterangan:
SDS = Parameter percepatan spektral desain untuk periode pendek
R = Faktor modifikasi respons (lihat tabel 2.7)
Ie = Faktor keutamaan gempa (lihat tabel 2.2)
Cs =
𝑆𝐷1
𝑅
𝐼𝑒
𝑇𝑥( )
...................................................................... (2-10)
Keterangan:
SD1 = Parameter percepatan spektral desain untuk periode 1 detik
R = Faktor modifikasi respons (lihat tabel 2.7)
Ie = Faktor keutamaan gempa (lihat tabel 2.2)
T = Periode fundamental struktur (sesuai 7.8.2 SNI 1726 2012).
13
Cs = 0.044 SDs Ie ≥ 0.01 .............................................. (2-11)
Dimana syarat yang berlaku adalah:
(Cs = 0.044 SDs Ie ≥ 0.01) < Cs =
𝑆𝐷𝑠
𝑅
( )
𝐼𝑒
< Cs =
𝑆𝐷1
𝑅
𝐼𝑒
𝑇𝑥( )
2.5.2.3. Distribusi Vertikal Gaya Gempa
Gaya gempa lateral (Fx) yang timbul disemua tingkat harus ditentukan dari
persamaan berikut (SNI 1726 2012 pasal 7.8.3 halaman) :
Fx = Cvx x V .......................................................................... (2-12)
𝑤𝑥ℎ𝑥 𝑘
Cvx = ∑𝑛
𝑖=𝑙 𝑤𝑖
ℎ𝑖 𝑘
...................................................................... (2-13)
Keterangan:
Cvx = Faktor distribusi vertikal
V = Gaya lateral desain total atau geser dasar struktur
wi,wx = Bagian berat seismik efektif total struktur (W) yang ditempatkan atau
dikenakan pada tingkat i atau x
hi, hx = Tinggi dari dasar sampai tingkat i atau x
k = Eksponen yang terkait dengan periode struktur sebagai berikut:
a. Untuk struktur dengan periode sebesar 0,5 detik atau kurang (k=1)
b. Untuk struktur dengan periode sebesar 2,5 detik atau lebih (k=2)
c. Untuk struktur dengan periode antara 0,5-2,5 detik, k harus sebesar 2 atau
dilakukan interpolasi linear antara 1 dan 2.
2.5.2. Metode Analisa Dinamis (Dynamic Analysis)
Berikut adalah parameter-parameter yang dibutuhkan dalam desain respon
spektrum, yaitu:
1. Menghitung nilai periode T0 dengan rumus sebagai berikut, sesuai dengan
SNI 1726 2012 pasal 6.4 halaman 23:
𝑆𝐷1
T0 = 0,2 𝑆𝐷𝑠 .......................................................... (2-14)
Keterangan:
T0 = Periode
SD1 = Percepatan spektral desain untuk periode 1 detik
SDS = Percepatan spektral desain untuk periode pendek
14
2.
Menghitung nilai periode TS dengan rumus sebagai berikut, sesuai dengan
SNI 1726 2012 pasal 6.4 halaman 23:
𝑆𝐷1
TS = 𝑆𝐷𝑠 .......................................................... (2-15)
Keterangan:
Ts = Periode
SD1 = Percepatan spektral desain untuk periode 1 detik
SDS = Percepatan spektral desain untuk periode pendek
3.
Menghitung nilai Sa dengan rumus sebagai berikut, sesuai dengan SNI
1726-2012 pasal 6.4 halaman 23:
a. Untuk T < T0
𝑇
Sa = SDS (0,4+0,6 𝑇0 )............................................... (2-16)
Keterangan:
Sa = Spektrum respon percepatan desain
SDS = Percepatan spektral desain untuk periode pendek
b. Untuk T ≥ T0
Sa = SDS ...................................................................... (2-17)
Keterangan:
Sa = Spektrum respon percepatan desain
SDS = Percepatan spektral desain untuk periode pendek
c. Untuk T ≥ Ts
Sa =
𝑆𝐷1
𝑇
...................................................................... (2-18)
Keterangan:
Sa = Spektrum respon percepatan desain
SD1 = Percepatan spektral desain untuk periode 1 detik
T = Periode
4. Plotkan hasil perhitungan spektrum respon percepatan desain pada grafik
spektrum respon percepatan desain.
15
Gambar 2.3 Spektrum Respons Desain
(Sumber: SNI 1726 2012 Halaman 23)
2.6.Kombinasi dan Pengaruh Beban Gempa
2.6.1. Kombinasi Beban
Komponen Struktur dan fondasi harus dirancang sedemikian rupa sehingga
kekuatan desain nya sama atau melebihi efek dari beban terfaktor. Berikut adalah
beban terfaktor berdasarkan SNI 1726 2012 pasal 4.2.2 halaman 15-16 :
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R)
3. 1,2D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5W)
4. 1,2D + 1,0W + L + 0,5 (Lr atau R)
5. 1,2D + 1,0E + L
6. 0,9D + 1,0W
7. 0,9D + 1,0E
2.6.2. Pengarauh Beban Gempa
Beban gempa memiliki pengaruh terhap kombinasi pembebanan. Pengaruh
beban gempa ,E. harus di sesuaikan sebagaiman Pasal 7.4.2 Halaman 48 ( SNI 1726
– 2012 ) :
16
1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam 4.2.2 atau kombinasi 5
dan 6 dalam 4.2.3, E harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:
E = Eh + Ev ....................................................................... (2-19)
2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7 dalam 4.2.2 atau kombinasi
8 dalam 4.2.3, E harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:
E = Eh - Ev ....................................................................... (2-20)
Keterangan:
E = Pengaruh beban gempa
Eh = Pengaruh beban gempa horisontal seperti didefinisikan dalam 7.4.2.1
(SNI 1726 2012)
Ev = Pengaruh beban vertikal seperti didefinisikan dalam 7.4.2.2 (SNI 1726
2012)
2.5.2.1 Pengaruh Beban Gempa Horinzontal
Menurut SNI 1726 2012 pasal 7.4.2.1 halaman 48, pengaruh beban gempa
horizontal, Eh, harus ditentukan sesuai dengan persamaan sebagai berikut:
Eh = ρQE ....................................................................... (2-21)
Keterangan:
QE adalah pengaruh gaya gempa horizontal dari V atau Fp.
ρ adalah faktor redundansi, seperti didefinisikan dalam 7.3.4 (SNI 1726 2012).
2.5.2.2 Pengaruh Beban Gempa Vertikal
Menurut SNI 1726 2012 pasal 7.4.2.2 halaman 48, pengaruh beban gempa
vertikal, Ev, harus ditentukan sesuai dengan persamaan sebagai berikut:
Ev = 0,2SDSD ............................................................... (2-22)
Keterangan:
SDS adalah parameter percepatan spektrum respon dan D adalah pengaruh beban
mati.
2.6.3. Kombinasi Beban Gempa
Beban gempa memiliki pengaruh terhadap penambahan beban , pengaruh
tersebut secara horizontal dan vertikal. Untuk itu beban gempa dikombinasikanpada
beban terfaktor yang mana sesuai dengan SNI SNI 1726 2012 pasal 7.4.2.3
halaman 48-49
17
5. (1,2 + 0,2SDS)D + ρQE + L
7. (0,9 – 0,2SDS)D + ρQE + 1,6H
2.6.4. Pengaruh Beban Gempa dengan Faktor Kuat Lebih
Menurut SNI 1726 2012 pasal 7.4.3 halaman 49, menyatakan jika kondisi yang
mensyaratkan penerapan factor kuat-lebih harus ditentukan sesuai berikut:
1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam 4.2.2 atau kombinasi
5 dan 6 dalam 4.2.3, E harus diambil dengan Em seperti persamaan berikut:
Em = Emh + Ev ...................................................................... (2-23)
2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7 dalam 4.2.2 atau kombinasi
beban 8 dalm 4.2.3, E harus diambil sama dengan Em seperti ditentukan
sesuai persamaan berikut:
Em = Emh - Ev ...................................................................... (2-10)
Keterangan:
Em = Pengaruh beban gempa termasuk faktor kuat-kuat lebih
Emh = Pengaruh beban gempa horizontal termasuk kuat-lebih struktur seperti
didefinisikan dalam 7.4.3.1 (SNI 1726 2012)
Ev = Pengaruh beban gempa vertikal seperti didefinisikan dalam 7.4.2.2
(SNI 1726 2012).
2.5.4.1 Pengaruh Beban Gempa Horizontal dengan Faktor Kuat Lebih
Menurut SNI 1726 2012 pasal 7.4.3.1 halaman 50, pengaruh bebam gempa
horizontal dengan factor kuat-lebih, Emh harus ditentukan sesuai persamaan
berikut:
Emh = Ω0QE ...................................................................... (2-11)
Keterangan:
QE = Pengaruh beban horizontal
Ω0 = Faktor kuat-lebih.
2.6.5. Kombinasi Beban dengan Faktor Kuat Lebih
Pada SNI 1726 2012 pasal 7.4.3.2 halaman 50, memberi gambaran mengenai
pengaruh beban gempa dengan faktor kuat-lebih, Em, yang didefiniskan dalam
7.4.3 dikombinasikan dengan pengaruh beban lainnya seperti ditetapkan dalam 4.2,
kombinasi beban gempa berikut untuk struktur yang tidak dikenai beban banjir
18
harus digunakan sebagai pengganti dari kombinasi beban gempa dalam 4.2.2. atau
4.2.3 (SNI 1726 2012).
Kombinasi dasar untuk desain kekuatan dengan faktor kuat-lebih (lihat 4.2.2
dan 3.67 untuk notasi)
5. (1,2 + 0,2SDS)D + Ω0QE + L
7. (0,9 – 0,2SDS)D + Ω0QE + 1,6H
Kombinasi beban gempa termasuk faktor kuat lebih menjadi seperti berikut:
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L
3. 1,2D + L + Emh + Ev
4. 0,9D + L + Emh - Ev
Kombinasi beban gempa akibat pengaruh beban gempa horizontal dan vertikal
dengan faktor kuat lebih menjadi seperti berikut:
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L
3. 1,2D + L + Ω0QE + 0,2SDSD
4. 0,9D + L + Ω0QE - 0,2SDSD
Sehingga kesimpulannya, kombinasi beban yang digunakan dalam penyusunan
skripsi ini adalah:
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L
3. 1,2D + L + QEx (Ω0 + 0,2SDS D) + QEy (Ω0 + 0,2SDS D)
4. 1,2D + L + QEx (Ω0 + 0,2SDS D) - QEy (Ω0 + 0,2SDS D)
5. 1,2D + L - QEx (Ω0 + 0,2SDS D) + QEy (Ω0 + 0,2SDS D)
6. 1,2D + L - QEx (Ω0 + 0,2SDS D) - QEy (Ω0 + 0,2SDS D)
7. 1,2D + L + QEy (Ω0 + 0,2SDS D) + QEx (Ω0 + 0,2SDS D)
8. 1,2D + L - QEy (Ω0 + 0,2SDS D) + QEx (Ω0 + 0,2SDS D)
9. 1,2D + L + QEy (Ω0 + 0,2SDS D) - QEx (Ω0 + 0,2SDS D)
10. 1,2D + L - QEy (Ω0 + 0,2SDS D) - QEx (Ω0 + 0,2SDS D)
11. 0,9D + L + QEx (Ω0 - 0,2SDS D) + QEy (Ω0 - 0,2SDS D)
12. 0,9D + L - QEx (Ω0 - 0,2SDS D) + QEy (Ω0 - 0,2SDS D)
19
13. 0,9D + L + QEx (Ω0 - 0,2SDS D) - QEy (Ω0 - 0,2SDS D)
14. 0,9D + L - QEx (Ω0 - 0,2SDS D) - QEy (Ω0 - 0,2SDS D)
15. 0,9D + L + QEy (Ω0 - 0,2SDS D) + QEx (Ω0 - 0,2SDS D)
16. 0,9D + L - QEy (Ω0 - 0,2SDS D) + QEx (Ω0 - 0,2SDS D)
17. 0,9D + L + QEy (Ω0 - 0,2SDS D) - QEx (Ω0 - 0,2SDS D)
18. 0,9D + L - QEy (Ω0 - 0,2SDS D) - QEx (Ω0 - 0,2SDS D)
Catatan: Beban L direduksi.
2.7.Eksentrisitas
Menurut SNI 1726 2002 halaman 6, e adalah eksentrisitas teoritis antara pusat
massa dan pusat rotasi lantai tingkat struktur gedung; dalam subskrip menunjukan
kondisi elastic penuh.
2.7.1. Eksentrisitas Pusat Massa Terhadap Pusat Rotasi Lantai Tingkat
2.7.1.1. Pusat Massa Lantai
Pusat massa lantai tingkat struktur gedung adalah titik tangkap resultante beban
mati, berikut beban hidup yang sesuai, yang bekerja pada lantai tingkat itu. Pada
perencanaan struktur gedung, pusat massa adalah titik tangkap beban gempa statik
ekuivalen atau gaya gempa dinamik. (SNI 1726 2002 pasal 5.4.1 halaman 28).
2.7.1.2.Pusat Rotasi Lantai Tingkat
Pusat rotasi lantai tingkat suatu struktur gedung adalah suatu titik pada lantai
tingkat itu yang bila suatu beban horizontal bekerja padanya, lantai tingkat tersebut
tidak berotasi, tetapi hanya bertranslasi, sedangkan lantai-lantai tingkat lainnya
yang tidak mengalami beban horizontal semuanya berotasi dan bertranslasi. (SNI
1726 2002 pasal 5.4.2 halaman 28)
2.7.2. Eksentrisitas Rencana
Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu
eksentrisitas rencana (ed). Apabila ukuran horizontal terbesar denah struktur
gedung pada lantai tingkat itu, diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa,
dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas rencana ed harus ditentukan seperti
persamaan berikut:
1. Untuk 0 < e < 0,3b:
20
ed = 1,5e + 0,05b .......................................................... (2-26)
atau,
ed = e - 0,05b ............................................................... (2-27)
dan dipilih antara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk
unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.
2. Untuk e > 0,3b:
ed = 1,33 e + 0,1b .......................................................... (2-28)
atau,
ed = 1,17 e – 0,1b .......................................................... (2-29)
dan dipilih antara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk
unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.
2.7.3. Eksentrisitas Tambahan
Setelah mendapatkan nilai eksentrisitas rencana (ed), maka perlu ditambah
eksentrisitas tak terduga dalam mm diambil sebesar 5% dari ukuran maksimum
bangunan tegak lurus dengan arah gaya yang ditinjau.
2.8. Kinerja Struktur Gedung
2.8.1. Kinerja Batas Layan
Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat
akibat pengaruh beban gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan
baja dan peretakan beton yang berlebihan, disamping itu juga untuk mencegah
kerusakan pada komponen non struktur dan ketidak nyamanan penghuni untuk
simpangan struktur gedung tidak boleh melebihi yang 0,03/R x tinggi tingkat yang
bersangkutan dan 30 mm. (SNI 1726 2002 pasal 8.1.1 halaman 35).
2.8.2. Kinerja Batas Ultimit
Kinerja batas ulimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat
maksimum struktur akibat pengaruh beban gempa rencana dalam kondisi struktur
gedung diambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya
keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan
untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung yang dipisah dengan sela
pemisah/sela delatasi. (SNI 1726 2002 pasal 8.2.1 halaman 35)
21
Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung
akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali ξ = 0,7
x R (untuk gedung beraturan). Dalam Pasal 8.2.2 halaman 36, disebutkan bahwa
untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur gedung dalam segala hal
simpangan antar tingkat yang tidak boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang
bersangkutan.
2.9. Perencanaan Struktur Balok
2.9.1. Dimensi Balok
Menurut SNI 2847 2013 pasal 21.5.1.3 halaman 186, lebar komponen, bw,
tidak boleh kurang dari 250 mm dan perbandingan antara lebar (b) dan tinggi balok
(h) tidak boleh kurang dari 0,3.
2.9.2. Konstruksi Balok T dengan Tulangan Rangkap (Tekan dan Tarik)
Berikut syarat-syarat yang perlu diperhatikan dalam konstruksi balok T, yaitu:
1. Tulangan Maksimum
0,85.𝑓𝑐.𝛽1
As Maks = 0.75 (
𝑓𝑦
600
𝑋 600+𝑓𝑦)....................................... (2-30)
2. Tulangan Minimum
As min =
As min =
0.25√𝐹𝑦
𝑓𝑦
1,4.𝑏𝑤.𝑑
𝑓𝑦
Bw.d............................................................. (2-31)
…….............................................................. (2-32)
3. Lebar Sayap Efektif
a.
Jika mempunyai pelat dua sisi, maka lebar efektif sayap diambil nilai
terkecil dari:
2) Beff < 1/4 panjang bentang balok yang ditinjau
3) Beff < bw + 8 tebal pelat sisi kiri + 8 tebal pelat sisi kanan
4) Beff < bw + ½ x jarak bersih ke badan disebelahnya.
Gambar 2.4 Balok T Plat Dua Sisi
22
b. Jika mempunyai pelat satu sisi, maka lebar efektif sayap diambil nilai
terkecil dari:
1) Beff < 1/12 panjang bentang balok yang ditinjau
2) Beff < bw + 6 tebal pelat
3) Beff < bw + ½ x jarak bersih ke badan disebelahnya.
Gambar 2.5 Balok T Plat Satu Sisi
2.9.3. Langkah-Langkah Perencanaan Balok T Tulangan Rangkap
Berikut adalah langkah-langkah dalam perencanaan balok T dengan tulangan
rangkap:
1. Tentukan jumlah tulangan tarik dan tekan yang digunakan.
2. Hitung nilai tinggi efektif (d’) dengan rumus:
d’ = tebal selimut beton+diameter sengkang+½ diameter tulangan
tarik ...................................................................................... (2-33)
3. Hitung nilai d dengan rumus:
d = tinggi balok (h) - tinggi efektif (d’)……........................... (2-34)
4. Menentukan lebar sayap efektif balok T
5. Mencari letak garis netral
Analisa balok bertulang rangkap dimana dimisalkan tulangan tekan
belum leleh dan tulangan tarik telah leleh.
23
Gambar 2.6 Diagram Regangan dan Tegangan Balok
Cc (ND1) = 0,85. f’c. a.b
Cs (ND2) = As’. fs’
Ts (NT) = As . fy
ΣH = 0
Cc + Cs = Ts
0,85. f’c. a.b + As’. fs’ = As . fy
ε’s = f’s, dimana:
ε’s =
𝑐−𝑑′
𝑐
. ε’c
f’s = ε’s . (ε s)
=
𝑐−𝑑′
𝑐
𝑐−𝑑′
=
𝑐
𝑐−𝑑′
=
𝑐
. ε’c . (ε s)
. 0,003 . (200000)
. (600
Maka,
Cc + Cs = Ts
0,85. f’c. a.b + As’. fs’ = As . fy
0,85. f’c. a.b + As’.
𝑐−𝑑′
𝑐
. (600) = As . fy
(0,85. f’c. a.b) . c + As’ . (c – d’) . 600 = As . fy . c
Subtitusi nilai a = β1 . c
(0,85. f’c. β1 . c .b) . c + As’ . (c – d’) . 600 = As . fy . c
(0,85. f’c. β1 . b) . c2 + As’ . (c – d’) . 600 = As . fy . c
(0,85. f’c. β1 . b) . c2 + 600 . As’. c – 600 . As’. d’ = As . fy . c
24
(0,85. f’c. β1 . b) . c2 + 600 . As’. c – As . fy . c – 600 . As’. d’ = 0
Dengan rumus ABC, nilai c dapat dihitung:
C1,2 =
−𝑏±√𝑏²−4𝑎𝑐
2𝑎
Dilanjutkan dengan menghitung Z dan nilai momen nominal (Mn)
Dimana:
a = β1 . c
fs’ = es’ x E
Cc = 0,85 . f’c . a . b
Cs = As’ . fs’
Z1 = d – a/2
Z2 = d – d’
Mn = Cc . Z1 + Cs . Z2
2.9.4. Perencanaan Balok Terhadap Geser
Komponen struktur balok juga dapat mengalami kehancuran geser , untuk itu
. penampang juga di desain kuat trhadap geser.
ØVn ≥ Vu ……............................................................................... (2-35)
Vn = Vc + Vs …….......................................................................... (2-36)
Vc = 0,17. λ.√bw. d …………...................................................... (2-37)
Desain Tulangan Geser Jika Vu > ØVc, maka perhitungan Vs menurut SNI
2847 2013 pada sub bab 11.4.7.2 halaman 93 dapat menggunakan rumus:
Vs =
𝐴𝑣.𝐹𝑦.𝑑
𝑠
……………...................................................... (2-37)
Dimana:
Vn = Kuat geser nominal penampang yang ditinjau
Vu = Gaya geser terfaktor penampang yang ditinjau
Vc = Kuat geser nominal beton penampang yang ditinjau
Vs = Kuat geser nominal tulangan geser pada penampang yang ditinjau
Av = Luas tulangan geser yang berada dalam daerah sejarak s
s = Spasi tulangan geser dalam arah paralel terhadap tulangan longitudinal
d = Jarak dari serat terluar ke titik berat tulangan tarik longitudinal
bw = Lebar badan (web) balok.
25
Gambar 2.7 Geser Desain Untuk Balok
(Sumber: SNI 2847 2013 Halaman 190)
2.9.5. Komponen Struktur Lentur Rangka Momen
Komponen struktur rangka untuk yang menahan lentur harus memenuhi syaratsyarat pada SNI 2847 2013 pasal 21.5.1.1 sampai 21.5.1.4 halaman 186, yaitu
sebagai berikut:
1. Pu tidak boleh melebihi Ag.f’c/10.
2. Bentang bersih komponen struktur, ln, tidak boleh kurang dari 4 kali tinggi
efektifnya.
3. Lebar komponen, bw, tidak boleh kurang dari 0,3h dan 250 mm.
4. Lebar komponen struktur, bw, tidak boleh melebihi lebar komponen
penumpu dan C2
5. Syarat-syarat untuk penulangan longitudinal diatur dalam SNI 2847 2013
pasal 21.5.2 halaman 186 yang mana sama dengan tulangan minimum dan
maksimum pada persamaan (2-31) dan (2-32).
26
6. Syarat penulangan transversal diatur dalam SNI 2847 2013 pasal 21.5.3
halaman 187-189, yaitu sebagai berikut:
a. Sengkang dipasang 2x tinggi
komponen struktur diukur dari muka
penumpu ke arah tengah bentang, dikedua ujung komponen struktur
lentur dan pada kedua sisi suatu penampang.
b. Sengkang tertutup pertama ditempatkan ≤50 mm dari kolom, dengan spasi
tidak lebih dari d/4 dan 6 kali diameter terkecil tulangan lentur utama
c. Sengkang diizinkan terbentuk dari dua potong tulangan.
Gambar 2.8 Contoh-Contoh Sengkang Tertutup Saling Tumpuk
(Sumber: SNI 2847 2013 Halaman 188)
7. Persyaratan mengenai kekuatan geser komponen struktur lentur diatur dalam
SNI 2847 2013 pasal 21.5.4 halaman 189, yaitu sebagai berikut:
a. Gaya geser desain (Ve) ditentukan dari gaya statis pada komponen struktur
antar muka-muka joint.
b. Tulangan transversal harus mampu menahan gaya geser dengan
mengasumsikan Vc = 0.
27
2.10.
Perencanaan Struktur Kolom
2.10.1. Dimensi Kolom
Menurut SNI 2847 2013 pasal 21.6.1.1 bahwa dimensi penampang terpendek,
diukur pada garis lurus yang melalui pusat geometri, tidak boleh kurang dari 300
mm dan rasio dimensi penampang terpendek terhadap dimensi tegak lurus tidak
boleh kurang dari 0,4.
2.10.2. Komponen Struktur Rangka Momen Khusus Yang Dikenai Beban
Lentur dan Aksial
Komponen struktur rangka yang menahan gaya gempa dan gaya tekan aksial
terfaktor, Pu, harus memenuhi syarat-syarat pada SNI 2847 2013 pasal 21.6, yaitu
sebagai berikut:
1. Kekuatan lentur minimum
ΣMnc ≥ 1,2 ΣMnb …….................................................. (2-53)
Keterangan:
Mnc = Momen nominal kolom.
Mnb = Momen nominal balok.
2. Syarat-syarat untuk penulangan longitudinal
a. Luas tulangan memanjang, Ast, tidak boleh kurang dari 0,01Ag dan
tidak boleh lebih dari 0,06Ag.
b. Kolom dengan sengkang tertutup bulat, jumlah batang tulangan
longitudinal minimum harus 6.
c. Sambungan lewatan diizinkan ditengah panjang komponen dan di
desain sebagai sambungan lewatan tarik yang harus dikenai tulangan
transversal sepanjang penyalurannya.
3. Syarat-syarat untuk penulangan transversal
a. Tulangan transversal dipasang sepanjang lo
b. 1/6 bentang bersih komponen struktur, ln.
c. 450 mm.
d. Spasi tulangan transversal sepanjang lo tidak lebih
¼ dimensi
komponen struktur minimum, 6 kali diameter batang tulangan
longitudinal terkecil, dan So seperti rumusan dibawah ini:
28
So = 100 + (
350−ℎ𝑥
3
) …….................................................. (2-54)
Nilai So tidak boleh melebihi 150 mm dan tidak perlu diambil kurang
dari 100 mm.
e. Jumlah tulangan transversal yang harus disediakan
𝑓′𝑐
𝜌s = 0,12 (𝑓𝑦𝑡) ………................................................. (2-55)
𝐴𝑔
𝑓′𝑐
𝜌s = 0,45 ( 𝐴𝑐 − 1)𝑥(𝑓𝑦𝑡) …....................................... (2-56)
Keterangan:
ρs = Rasio tulangan spiral
f’c = Kuat tekan beton (Mpa)
fyt = Kuat leleh tulangan transversal (Mpa)
Ag = Luas bruto penampang (mm2)
Ac = L.penampang beton yang menahan transfer geser (mm2)
Gambar 2.9 Contoh Tulangan Transversal Pada Kolom
(Sumber: SNI 2847 2013 Halaman 192)
f. Luas penampang total tulangan sengkang persegi, Ash, tidak boleh
kurang dari kedua persamaan ini:
29
Keterangan:
s = Spasi antar sengkang (mm)
bc = Dimensi penampang inti komponen struktur yang diukur
ke tepi luar tulangan transversal (mm)
fc’ = Kuat tekan beton (Mpa)
fyt = Kuat leleh tulangan transversal (Mpa)
Ag = Luas bruto penampang (mm2)
Ach = Luas penampang komponen struktur yang diukur sampai
tepi luar tulangan transversal (mm2).
2.10.3. Diagram Interaksi Kolom
Beban yang bekerja pada kolom berupa beban aksial dan momen lentur.
Hubungan antara beban aksial dan momen lentur pada kolom digambarkan pada
diagram interaksi kolom yang fungsinya dapat memberikan gambaran mengenai
kekuatan kolom yang ditinjau.
Diagram interaksi kolom terdiri dari dua buah sumbu yang saling
berpotongan, yaitu sumbu x (sumbu horizontal) besaran momen lentur nya dan
sumbu y (sumbu vertikal) menggambarkan besaran P.
Kolom dikatakan mampu menahan beban yang bekerja jika nilai beban
aksial perlu (Pu) dan beban momen perlu (Mu) yang sudah diplotkan pada diagram
interaksi kolom titik potongnya berada di dalam diagram interaksi. Berdasarkan
besarnya regangan pada baja tulangan tarik, keruntuhan kolom dapat dibedakjan
menjadi 3, yaitu:
1. Keruntuhan tarik (Pn< Pnb) : keruntuhan diawali dengan lelehnya baja
tulangan tarik.
2. Keruntuhan seimbang (Pn = Pnb) : keruntuhan lelehnya baja tulangan tarik
bersamaan dengan runtuhnya beton bagian tekan.
3. Keruntuhan tekan (Pn > Pnb) : keruntuhan beton pada bagian tekan runtuh
terlebih dahulu, sedangkan tulangan tarik baja belum leleh.
30
2.11.
Prosedur Pembesaran Momen–Portal Bergoyang
Menurut SNI 2847 2013 pasal 10.10.7 halaman 82, pembesaran momen
pada portal bergoyang dihitung sebagai berikut:
M1 = M1ns + δs M1s …….................................................. (2-46)
M2 = M2ns + δs M2s …….................................................. (2-47)
Dimana δs dihitung dengan rumus di bawah ini:
δs =
…….................................................. (2-48)
Menurut SNI 2847 2013 pasal 10.10.5.2 halaman 81, nilai Q dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut:
Q=
…….................................................. (2-49)
Keterangan:
ΣPu = Beban vertikal total pada tingkat yang ditinjau (kN)
Vus = Gaya geser total pada tingkat yang ditinjau (kN)
Δo = Simpangan relatif antar tingkat (mm).
Lc = Tinggi bersih tingkat, pada tingkat yang ditinjau (mm).
Jika δs melebihi 1,5, maka δs boleh dihitung dengan menggunakan analisis
elastis orde kedua, seperti di bawah ini:
δs =
2.12.
………............................................. (2-50)
Hubungan Balok Kolom (HBK/Joint)
Hubungan balok kolom adalah titik pertemuan antara kolom dan balok pada
struktur. Daerah hubungan balok-kolom merupakan daerah kritis pada suatu
struktur rangka beton bertulang, yang harus didesain secara khusus untuk
berdeformasi inelastik pada saat terjadi gempa kuat. Sebagai akibat yang timbul
dari momen kolom di atas dan di sebelah bawahnya, serta momenmomen dari balok
pada saat memikul beban gempa, daerah hubungan balok-kolom akan mengalami
gaya geser horizontal dan vertikal yang besar
31
Gambar 2.10 Luas Hubungan Balok Kolom (Joint) Efektif
(Sumber: SNI 2847 2013 Halaman 195)
Persyaratan mengenai Hubungan Balok Kolom (HBK) dalam SNI 2847 2013 pasal
21.7 halaman 194, yaitu sebagai berikut:
1. Tegangan pada tulangan tarik lenturnya adalah 1,25fy.
2. Tulangan longitudinal balok yang dihentikan dalam suatu kolom harus
diteruskan ke muka jauh inti kolom terkekang dan diangkur.
3. Bila tulangan longitudinal menerus melalui joint balok-kolom, dimensi
kolom yang sejajar terhadap tulangan balok tidak boleh kurang dari 20 kali
diameter batang tulangan balok longitudinal terbesar untuk beton normal
(normalweight)..
4. Tulangan transversal joint harusmemenuhi salah satu dari 21.6.4.4(a) atau
21.6.4.4(b) dan harus juga memenuhi 21.6.4.2, 21.6.4.3 dan 21.6.4.7,
kecuali seperti diizinkan dalam 21.7.3.2.
5. Tulangan balok longitudinal di luar inti kolom harus dikekang dengan
tulangan transversal yang melewati kolom.
32
6. Persyaratan kekuatan geser joint diatur untuk beton normal, kekuatan geser
nominal (Vn) pada joint tidak boleh diambil yang lebih besar dari nilai-nilai
yang ditetapkan di bawah ini :
a. Untuk joint yang terkekang oleh balok-balok pada semua empat muka:
1,7√f’cAj …….............................................................. (2-59)
b. Untuk joint yang terkekang oleh balok-balok pada tiga muka atau dua
muka yang berlawanan:
1,2√f’cAj …….............................................................. (2-60)
c. Untuk kasus-kasus lainnya:
1,0√f’cAj …….............................................................. (2-61)
Aj adalah luas penampang efektif dalam suatu joint yang dihitung dari tinggi joint
kali lebar joint efektif. Tinggi joint merupakan tinggi keseluruhan kolom, h. Lebar
joint efektif merupakan lebar keseluruhan kolom, kecuali bilamana suatu balok
merangka ke dalam suatu kolom yang lebih lebar, lebar joint efektif tidak boleh
melebihi yang lebih kecil dari lebar balok ditambah tinggi joint dan dua kali jarak
tegak lurus yang lebih kecil dari sumbu longitudinal balok ke sisi kolom.
2.13.
Pendetailan Tulangan
2.13.1. Penyaluran Batang Tulangan Ulir dan Kawat Ulir Dalam Kondisi
Tarik dan Tekan Pada Balok
1. Untuk tulangan tarik ( untuk tulangan D22 dan yang lebih besar )
2. Untuk tulangan tekan
2.13.2. Penyaluran Kait Standar
Kait standar, ldh, harus ditentukan faktor modifikasi tetapi ldh tidak boleh
kurang dar 8db dan 150 mm .Untuk perhitungan panjang ldh adalah sebagai berikut:
33
Persyaratan mengenai panjang bengkokan untuk kait yaitu:
a. Batang tulangan D16 dan yang lebih kecil, bengkokan 90° ditambah
perpanjangan 6db.
b.
Batang tulangan D19, D22 dan D25 dan yang lebih kecil, bengkokan 90°
ditambah perpanjangan 12db.
c. Batang tulangan D25 dan yang lebih kecil, bengkokan 135° ditambah
perpanjangan 6db.
Gambar 2.11 Detail Batang Tulangan Untuk Penyaluran Kait Standar
(Sumber: SNI 2847 2013 Halaman 114)
2.13.3. Sambungan Lewatan Tulangan Kolom
1. Panjang sambungan
2. Spasi sengkang yang berada pada sambungan lewatan tidak boleh melebihi
d/4 dan 100 mm.
34
BAB III
METODOLOGI PERENCANAAN
3.1.Data Proyek
3.1.1. Lokasi Proyek
Gambar 3.1 Lokasi Gedung Integrated Laboratory For Science Policy And
Communication Universitas Negeri Jember
3.1.2. Data Teknis Proyek
1. Nama bangunan
= Integrated Laboratory For Science Policy
And Communication Universitas Negeri
Jember
2. Lokasi bangunan
= Jl. Kalimantan No.37, Kabupaten Jember,
JawaTimur 68121
3. Fungsi bangunan
= Laboratorium
4. Jumlah lantai
= 6 Lantai
5. Struktur bangunan
= Beton bertulang
6. Panjang bangunan
= 42 m
7.
= 19 m
Lebar bangunan
3.1.2. Mutu Bahan Bangunan
1. Tulangan ulir
= BJTS40
2. Tulangan sengkang balok
= BJTP24
3. Tulangan sengkang kolom
= BJTP30
4. Kuat tekan beton (fc’)
= 35 Mpa
35
3.2.Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data dilakukan dengan cara meminta data yang diperlukan
kepada kontraktor yang bersangkutan.
3.3.Tahap Perencanaan
Tahapan-tahapan perencanaan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut:
3.3.1. Studi Literatur
Literatur-literatur yang digunakan penulis sebagai pedoman perencanaan meliputi:
1.
SNI 2847 2013 Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.
2.
SNI 1726 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Banngunan Gedung dan Non Gedung.
3.
SNI 1726 2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Banngunan Gedung.
4.
SNI 1727 2013 Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung
dan Struktur Lain.
3.3.2. Pengumpulan Data
Data-data yang diperlukan pada studi perencanaan ini adalah sebagai berikut:
1.
Data-data konstruksi bangunan, mutu bahan yang digunakan.
2.
Gambar Perencanaan.
3.3.3. Analisa Pembebanan
Pembebananan yang perlu diperhitungan dalam perencanaan ini meliputi:
1. Beban Mati (Dead Load).
2. Beban Hidup (Live Load).
3. Beban Gempa (Earthquake Load).
3.3.4. Pemodelan dan Analisa Struktur
Untuk menghitung gaya-gaya dalam pada studi perencanaan struktur atas Gedung
Integrated Laboratory For Science Policy And Communication Universitas Negeri
Jember digunakan program bantu ETABS 2016 V.16.2.0.
36
3.4.Bagan Alir
Mulai
Studi Literatur
Pengumpulan Data
Pendimensian Kolom, Balok, dan
Plat
Perencanaan Pembebanan
1. Beban Mati
1. Beban Gempa
2. Beban Hidup
Analisa Struktur
Tidak
Kontrol
Simpangan
a.
B
Ya
A
37
B
A
Desain Tulangan
Tidak
Kontrol
Tulangan
Ya
Gambar Detail Tulangan
Kesimpulan
Selesai
38
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standarisasi Nasional. (2013). SNI 2847 Persyaratan Beton Struktural Untuk
Bangunan Gedung.
Badan Standarisasi Nasional. (2012). SNI 1726 Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
Badan Standarisasi Nasional. (2002). SNI 1726 Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
Badan Standarisasi Nasional. (2013). SNI 1723 Beban Minimum untuk Perancangan
Bangunan Gedung dan Struktur Lain.
Budiono, B. Dkk. (2017). Contoh Desain Bangunan Tahan Gempa Dengan Sistem
Rangka Pemikul Momen Khusus Dan Sistem Dinding Struktur Khusus Di
Jakarta. Bandung: ITB.
Setiawan, A. (2017). Perancangan Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SNI 2847
2013. Jakarta: Erlangga.
Tavio. Dkk (2018). Desain Rekayasa Gempa Berbasis Kinerja. Surabaya: C.V ANDI
OFFSET.
39