ITS-Undergraduate-12563-Paper

MAKALAH TUGAS AKHIR
STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN
FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA
SNI 03-1726-2002 DAN ASCE 7-05
RHEINHARDT MAUPA
NRP 3106 100 023
Dosen Pembimbing :
Tavio, ST, MT, Ph.D
Bambang Piscesa, ST, MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2010
1
STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN
FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA
SNI 03-1726-2002 DAN ASCE 7-05
Nama Mahasiswa
NRP
Jurusan
Dosen Pembimbing
:
:
:
:
Rheinhardt Maupa
3105 100 023
Teknik Sipil FTSP-ITS
Tavio, ST, MT, Ph.D
Bambang Piscesa, ST, MT
ABSTRAK
Sudah sejak tahun 2000 terjadi perubahan mendasar mengenai peraturan
perancangan struktur untuk beban gempa di Amerika, tempat negara kiblat yang dipakai
sebagai acuan untuk membuat Tata Cara Perhitungan Perencanaan Beban Gempa, SNI 031726-2002 dan Struktur Beton Indonesia, SNI 03-2847-2002. Perkembangan terakhir
peraturan Amerika seperti NEHRP-2000, ACI 318-08, ASCE 7-05 dan IBC 2006 seharusnya
akan mempengaruhi peraturan SNI terkait yang masih berlaku saat ini. Masih ada beberapa
hal mendasar yang cukup signifikan buat para perencana struktur yang menjadi kendala
antara lain dalam menerapkan strategi perancangan struktur untuk menghitung dan
menetapkan besarnya gaya gempa rencana, syarat-syarat khusus mengenai pendetailan
penulangan, limitasi ketinggian serta konfigurasi bangunan yang diizinkan dari sistim
struktur utama pemikul gaya gempa yang seharusnya dipilih dan gaya gempa minimum.
Tugas Akhir ini berupaya menguraikan mengenai penentuan dan perhitungan gaya gempa
rencana sesuai perkembangan mutahir dari peraturan ASCE7-05.
Dalam Tugas Akhir ini membahas satu macam struktur gedung 10 lantai yang
memiliki konfigurasi simetris. Struktur gedung tersebut akan didesain dengan
menggunanakan dua Tata Cara Pembebanan Gempa, yakni SNI 03-1726-2002 dan ASCE 705 yang pendetailan tulangannya akan memakai SNI 03-2847-2002. Setelah gaya gempa
rencana dihitung berdasarkan kedua Tata Cara tersebut, kemudian dilakukan pendetailan
tulangan berdasarkan SNI 03-2847-2002 yang hasilnya nanti akan dibandingkan. Dari hasil
perhitungan yang telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan, struktur
dengan sistem lantai flat plate yang didesain dengan menggunakan Tata Cara Pembebanan
Gempa ASCE 7-05 memiliki gaya geser dasar dan kebutuhan tulangan yang lebih banyak
pada komponen penahan beban lateralnya dibanding dengan gaya geser dasar dan
kebutuhan tulangan yang dihasilkan oleh Tata Cara Pembebanan Gempa SNI 03-17262002.
Kata kunci: SNI 03-1726-2002, ASCE 7-05, Flat plate, gaya geser dasar
2
akan banyak mempengaruhi tata cara yang
masih berlaku saat ini.
ASCE 7-05 merupakan tata cara gempa
terbaru yang sudah digunakan sebagai dasar
perancangan untuk pembebanan gempa di
Amerika. Dan menurut para ahli gempa di
Indonesia, tata cara gempa yang baru ini dapat
dijadikan acuan utama untuk memperbaiki
kesalahan-kesalahan yang ada pada SNI 031726-2002. Mengapa harus ASCE 7-05?
Mungkin itulah yang menjadi pertanyaan
kenapa harus ASCE 7-05 yang menjadi acuan
dalam merevisi tata cara gempa yang lama.
Dunia sudah berpaling pada ASCE 7-05,
mungkin itu salah satu alasannya. Namun, hal
mendasar yang menjadi acuan untuk memakai
ASCE 7-05 sebagai acuan untuk merevisi dan
memperbaiki SNI 03-1726-2002 adalah
terletak pada konsep desain bangunan tahan
gempa yang digunakan. Pada SNI 03-17262002, konsep desain yang digunakan masih
berbasis pada “Force Based Design”, bertahan
terhadap gempa sedang tanpa kerusakan berarti
dan bertahan terhadap gempa maksimum tanpa
runtuh. Perancangan berbasis gaya tersebut
tidak menyatakan dengan jelas kriteria kinerja
yang ingin dicapai, tetapi mekanisme
keruntuhan yang direncanakan menjamin tidak
terjadi keruntuhan total (collapse) terhadap
gempa besar. Berbeda dengan ASCE 7-05
yang
menggunakan
konsep
desain
“Performance Based Earthquake Design”,
bangunan didisain untuk mencapai target
performance tertentu yang dikaitkan dengan
tingkat kerusakan bangunan pasca gempa
(Hoedajanto,Drajat). Konsep inilah yang
sedang dikembangkan dan menjadi tren terbaru
untuk merancang bangunan tahan gempa di
negara-negara maju.
Berangkat dari hal di atas, maka ASCE 705 diharapkan dapat menjadi jawaban atas
kekurangan-kekurangan yang ada pada SNI
03-1726-2002 dan dapat diterapkan di
Indonesia sepenuhnya. Atas dasar itulah maka
penulis melakukan suatu kajian berupa studi
perbandingan antara tata cara gempa yang
lama, SNI 03-1726-2002 dengan tata cara
gempa yang baru, ASCE 7-05. Studi dilakukan
pada gedung yang menggunakan sistem lantai
flat plate yang dikombinasikan dengan dinding
geser.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas dapat ditarik
beberapa permasalahan yang akan dibahas
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Letak Indonesia yang
merupakan
pertemuan tiga lempeng yaitu lempeng IndoAustralia, lempeng Pasifik dan lempeng
Eurasia, menyebabkan hampir semua wilayah
Indonesia mempunyai resiko gempa tektonik
tinggi. Karena letaknya yang demikian,
Indonesia seakan-akan berada di dalam
lingkaran api yang terus membara. Masih ingat
dalam benak kita pada akhir tahun 2004 terjadi
gempa super dahsyat dengan kekuatan 8,9
skala richter yang menyebabkan gelombang
Tsunami di Aceh, gempa berkekuatan 5 skala
richter yang mengguncang Jawa Barat ataupun
gempa yang baru saja meluluhlantahkan
Padang kemarin dengan kekuatan 7,2 skala
richter. Runtutan gempa yang terjadi di
Indonesia tidak hanya mengakibatkan kerugian
cukup besar tapi juga banyaknya korban yang
berjatuhan.
Terlepas dari berbagai polemik dan
kompleksnya permasalahan dari peristiwa
gempa yang terjadi, adalah tugas utama dari
para ahli maupun praktisi khususnya yang
bergerak di bidang ketekniksipilan untuk
menciptakan suatu tatanan baru mengenai
perancangan gempa yang lebih baik lagi. Hal
tersebut tentunya tidak hanya bertujuan untuk
menciptakan struktur bangunan yang lebih
kuat dan tahan gempa, tetapi juga bertujuan
untuk memberikan keamanan dan kenyamanan
bagi setiap orang yang ada dan tinggal di
dalam bangunan tersebut.
Di negara Indonesia sendiri, sebelumnya
telah ada suatu tata cara mengenai
perancangan ketahanan gempa untuk rumah
dan gedung yaitu SNI 03-1726-2002. Akan
tetapi, menurut para ahli gempa di Indonesia,
peraturan ini dirasakan sudah tidak relevan lagi
dan teknologinya telah tertinggal dari segi
konstruksi dan kegempaan. Dikatakan
demikian karena beberapa formula yang
digunakan di dalam tata cara ini secara
konseptual salah sehingga tata cara ini masih
harus direvisi dan diperbaiki lagi. SNI 031726-2002 sendiri sebenarnya mengacu
kepada tat cara Amerika, Uniform Building
Code, UBC-97. Namun, sejak tahun 2000
terjadi perubahan mendasar mengenai tata cara
perancangan struktur untuk pembebanan
gempa di Amerika. Perubahan ini tentunya
1
dalam tugas akhir ini, antara lain adalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana cara mendesain struktur gedung
tahan gempa dengan sistem lantai flat plate
berdasarkan Tata Cara Pembebanan Gempa
SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05?
2. Bagaimana perbedaan hasil perhitungan
beban gempa untuk gedung dengan sistem
lantai flat plate yang didesain berdasarkan
tata cara SNI 03-1726-2002 dan ASCE 705?
3. Bagaimana perbedaan hasil penulangan
untuk gedung dengan sistem lantai flat
plate yang didesain berdasarkan tata cara
SNI 03-1726 dan ASCE 7-05?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam
penyusunan Tugas Akhir ini antara lain:
1. Mengetahui cara mendesain struktur
gedung tahan gempa dengan sistem lantai
flat plate berdasarkan Tata Cara
Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002
dan ASCE 7-05.
2. Menunjukkan perbedaan hasil perhitungan
beban gempa untuk gedung dengan sistem
lantai flat plate yang didesain berdasarkan
tata cara SNI 03-1726 dan ASCE 7-05.
Dalam hal ini perbedaan yang akan
ditunjukkan meliputi nilai base shear dan
drift yang terjadi.
3. Menunjukkan perbedaan hasil penulangan
untuk gedung dengan sistem lantai flat
plate yang didesain berdasarkan tata cara
SNI 03-2847-2002 dengan pembebanan
gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan
ASCE 7-05. Dalam hal ini perbedaan yang
akan ditunjukkan meliputi hasil penulangan
untuk kolom, balok, pelat, dan shearwall.
1.4 Batasan Masalah
Batasan permasalahan yang ada dalam studi
ini meliputi:
1. Desain struktur dan pendetailan tulangan
memakai SNI 03-2847-2002.
2. Perhitungan gaya gempa memakai SNI 031726-2002 dan ASCE 7-05.
3. Sistem struktur berupa sistem lantai flat
plate.
4. Gedung terletak di wilayah gempa 4, tanah
keras, dan berfungsi sebagai perkantoran.
5. Tidak meninjau perancangan pondasi dan
struktur sekunder.
6. Tidak meninjau aspek ekonomi.
7. Perhitungan analisis struktur menggunakan
program ETABS 9.07.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Pada tugas akhir ini akan direncanakan
struktur bangunan gedung yang terletak di
Wilayah Gempa menengah. Tipe struktur
menggunakan sistem lantai flat plate yang
pendetailannya akan di desain sesuai dengan
SNI-03-2847-2002, Pasal 23.10 berdasarkan
pembebanan gempa SNI 03-1726-2002 dan
ASCE 7-05.
2.2 Flat Plate
Pada umumnya, ada dua jenis sistem
lantai yaitu one-way beam and slab (balokpelat satu arah) dan two-way slab (pelat dua
arah ) yang terdiri dari flat plate, flat slab, dan
waffle slab.
(
a
)
(
b
)
(
(d
Gambar
2.1 Jenis Sistem Lantai
c
)
Flat plate
merupakan pelat beton pejal
)
dengan tebal merata yang mentransfer beban
secara langsung ke kolom pendukung tanpa
bantuan balok atau kepala kolom atau drop
panel (Jack C. McCormac,2002). Flat plate
diperkuat
dalam dua
arah
sehingga
meneruskan bebannya secara langsung ke
kolom-kolom yang mendukungnya. Pelat ini
membutuhkan tinggi lantai terkecil untuk
memberikan persyaratan tinggi ruangan dan
memberikan fleksibilitas terbaik dalam
susunan kolom dan partisi. Kapabilitas flat
plate terhadap gempa relative kecil,
sumbangan kekakuan terhadap beban lateral
relatif kecil bahkan tidak memadai untuk
bangunan tinggi karena kemampuan struktur
yang lebih dominan terhadap beban vertikal
(gravitasi) dibanding beban lateral, sehingga
flat plate perlu sistem struktur penahan lateral
tersendiri, bisa portal khusus atau shearwall
(wiryantowordpress,2008).
Pelat datar punya kelemahan dalam
transfer geser di sekeliling kolom. Dengan kata
2
lain, ada bahaya dimana kolom akan
menembus pelat (punching shear). Tekanan
pons di kolom tidak kuat dengan tegangan
normal pelat beton. Oleh karena itu, untuk
mengatasi hal tersebut dilakukan penambahan
ketebalan pelat atau menggunakan shearhead
2.3 Pembebanan Gempa Berdasarkan SNI
03-1726-2002
2.3.1 Peraturan Perencanaan
Syarat-syarat perancangan struktur
gedung tahan gempa yang ditetapkan dalam
standar ini tidak berlaku untuk bangunan
sebagai berikut:
- Gedung dengan sistem struktur yang tidak
umum atau yang
masih
memerlukan
pembuktian tentang kelayakan
nya.
- Gedung dengan sistem isolasi landasan
(base isolation)
untuk
meredam
pengaruh gempa terhadap struktur atas.
2.3.2 Gempa Rencana
Gempa rencana ditetapkan mempunyai
perioda ulang 500 tahun, agar probabilitas
terjadinya terbatas pada 10% selama umur
gedung 50 tahun. Akibat pengaruh gempa
rencana, struktur gedung secara keseluruhan
harus masih berdiri, walaupun sudah berada
dalam kondisi di ambang keruntuhan.
Pengaruh gempa rencana itu harus
dikalikan oleh suatu faktor keutamaan gedung
I. Faktor keutamaan ini untuk menyesuaikan
periode ulang. Gempa berkaitan dengan
penyesuaian umur gedung. Faktor keutamaan
ini bergantung pada berbagai kategori
gedung dan bangunan yang telah diatur pada
SNI 03-1726-2002, Pasal 4.1.2
2.3.3 Wilayah Gempa dan Respon
Spektrum
Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6
Wilayah Gempa seperti ditunjukkan dalam
Gambar 2.2, di mana Wilayah Gempa 1 adalah
wilayah dengan kegempaan paling rendah dan
Wilayah Gempa 6 dengan kegempaan paling
tinggi. Pembagian Wilayah Gempa ini,
didasarkan atas percepatan puncak batuan
dasar akibat pengaruh Gempa Rencana dengan
perioda ulang 500 tahun, yang nilai rataratanya untuk setiap Wilayah Gempa
ditetapkan dalam Tabel 2.1.
3
4
5
6
0,15
0,20
0,25
0,30
0,18
0,24
0,28
0,33
0,23
0,28
0,32
0,36
0,30
0,34
0,36
0,38
Gambar 2.2. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan
puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun sesuai
SNI 03-1726-2002
Untuk masing-masing Wilayah Gempa
ditetapkan spektrum respons gempa rencana
seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.3. C
adalah faktor respons gempa dinyatakan dalam
percepatan gravitasi dan T adalah waktu getar
alami struktur gedung dinyatakan dalam detik.
Untuk T = 0 nilai C tersebut menjadi sama
dengan Ao, di mana Ao merupakan percepatan
puncak muka tanah menurut Tabel 2.1.
Gambar 2.3 Respons spektrum gempa rencana wilayah 4
2.3.4 Kategori Gedung
Kategori struktur berdasarkan pada
tingkat kepentingan gedung pasca gempa,
misal gedung umum (hunian, niaga,
kantor), bangunan monumental, gedung
penting pasca gempa (rumah sakit, instalasi
air bersih, pembangkit tenaga listrik, dsb),
gedung
tempat
menyimpan
bahan
berbahaya (gas, minyak bumi, bahan
beracun), atau cerobong dan tangki diatas
menara. Pengaruh Gempa Rencana harus
dikalikan dengan suatu faktor keutamaan I.
Dari tabel dibawah, nilai faktor keutamaan
untuk gedung perkantoran adalah I = 1,0.
Tabel 2.1 Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan
Puncak Muka Tanah SNI 03-1726-2002
Percepatan Percepatan Puncak Muka
Wilayah Puncak
Tanah Ao (‘g’)
Tanah
GempaBatuan Dasar Tanah Tanah
Keras Sedang Lunak
(‘g’)
1
0,03
0,04
0,05
0,08
2
0,10
0,12
0,15
0,20
3
Tabel 2.2. Faktor Keutamaan
Faktor Keutamaan
Kategori Gedung
(I)
Gedung umum seperti untuk penghunian,
perniagaan dan perkantoran.
1,0
Monumen dan bangunan monumental
1,6
Gedung penting pasca gempa seperti
rumah sakit, instalasi air bersih,
pembangkit tenaga listrik, pusat
penyelamatan dalam keadaan darurat,
fasilitas radio dan televisi.
1,4
Gedung untuk menyimpan bahan
berbahaya seperti gas, produk minyak
bumi, asam, bahan beracun.
1,6
Cerobong, tangki di atas menara.
1,5
1,0
δm
δy
μ
μm
Dalam persamaan diatas µ = 1,0 adalah
nilai faktor daktilitas untuk struktur gedung
yang berperilaku elastik penuh, sedangkan µm
adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang
dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung
yang bersangkutan menurut SNI 03-17262002, Pasal. 4.3.4.
Dalam
Tugas
akhir
ini
akan
direncanakan struktur gedung menggunakan
flat plate. Uraian dari sistem pemikul beban
gempa dari flat plate ini adalah berupa
struktur rangka gedung dengan dinding geser
beton bertulang dimana beban gravitasi dipikul
oleh rangka ruang sedangkan beban lateral
dipikul oleh dinding geser. Sehingga nilai
faktor daktilitas maximum, faktor reduksi
gempa
maximum, faktor tahanan lebih
struktur dan faktor tahanan lebih total adalah,
µm= 3,3 ; Rm =5,5 ; f = 2,8
2.3.7 Gaya Geser Dasar Gempa dan Beban
Lateral Gempa
Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Pasal
6.1, struktur gedung beraturan dapat
direncanakan terhadap pembebanan gempa
nominal akibat gempa rencana dalam arah
masing-masing sumbu utama denah struktur
tersebut, berupa beban gempa nominal statik
ekuivalen. Apabila kategori gedung memiliki
faktor keutamaan I menurut Tabel 2.3 dan
strukturnya untuk suatu arah sumbu utama
denah struktur dan sekaligus arah pembebanan
gempa rencana memiliki faktor reduksi gempa
R dan waktu getar alami fundamental T1, maka
beban geser dasar nominal static ekuivalen V
terjadi di tingkat dasar dapat diperhitungkan
menurut persamaan:
2.3.5 Struktur Gedung Beraturan dan
Tidak Beraturan
 Struktur
gedung
beraturan
harus
memenuhi ketentuan SNI 03-1726-2002,
Pasal 4.2.1. Pengaruh gempa rencana
struktur gedung beraturan ini dapat
ditinjau sebagai pengaruh beban gempa
statik ekivalen. Sehingga analisisnya dapat
menggunakan analisis statik ekivalen.
 Struktur gedung tidak beraturan adalah
struktur gedung yang tidak memenuhi
syarat
konfigurasi
struktur
gedung
beraturan atau tidak sesuai SNI 03-17262002, Pasal 4.2.1. Pengaruh gempa struktur
ini harus diatur dengan menggunakan
pembebanan gempa dinamik. Sehingga
analisinya dapat menggunakan analisis
respons dinamik.
2.3.6 Daktilitas Struktur
Daktail adalah kemampuan deformasi
inelastis tanpa kehilangan kekuatan yang
berarti. Sedangkan struktur daktail adalah
kemampuan struktur mengalami simpangan
pasca elastik yang besar secara berulang
kali dan bolak-balik akibat gempa yang
menyebabkan terjadinya pelelehan pertama,
sambil
mempertahankan kekuatan
dan
kekakuan yang cukup, sehingga struktur
tersebut tetap berdiri, walaupun sudah
berada dalam kodisi di ambang keruntuhan
Faktor daktilitas struktur gedung µ
adalah rasio antara simpangan maksimum
struktur gedung akibat pengaruh gempa
rencana pada saat mencapai kondisi di
ambang keruntuhan δm
dan simpangan
struktur gedung pada saat terjadinya
pelelehan
pertama
δy,
yaitu
:
V
C1 I
Wt
R
dimana C1 adalah nilai faktor respons gempa
yang didapat dari spektrum respons gempa
rencana untuk waktu getar alami fundamental
T1, sedangkan Wt adalah berat total gedung,
termasuk beban hidup yang sesuai.
Beban geser nominal tersebut diatas
harus dapat dibagikan sepanjang tinggi struktur
gedung menjadi beban gempa nominal statik
ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat
massa lantai ke-i menurut persamaan :
4
Fi
Wi zi
struktur ditentukan menggunakan model yang
konsisten dengan prosedur yang diadopsi.
2.4.2 Prosedur Perencanaan
Berbagai data yang diperlukan dalam
menentukan beban seismik pada ASCE 7-05
secara umum adalah sebagai berikut :
1. Kategori hunian dan faktor keutamaan (I)
2. Klasifikasi Site
3. Peta percepatan respon spektral, SS dan S1
4. Spectral response coefficients, SDS dan SD1
5. Seismic design category (SDC)
6. Penentuan Koefisien R, Cd, dan
7. Analysis procedure yang dipergunakan
8. Basic seismic-force-resisting system
9. Design base shear
10. Seismic response coefficient, CS
2.4.3 Kategori
Hunian
dan
Faktor
Keutamaan
Kategori Hunian dari bangunan terdapat
pada ASCE 7-05, Tabel 1.1, sedangkan Faktor
Keutamaan (I) dijelaskan pada ASCE 7-05,
Tabel 11.5-1.
2.4.4 Klasifikasi Site
Berdasarkan propertis tanah di site, site
harus diklasifikasikan sebagai Klasifikasi
Tanah A, B, C, D, E, atau F sesuai dengan
ASCE 7-05, Pasal 20. Dimana properties tanah
tidak diketahui dengan cukup detil untuk
menentukan
Klasifikasi
Tanah,
harus
digunakan Klasifikasi Tanah D kecuali jika
diperoleh data geoteknik untuk menentukan
klasifikasi tanah E atau F.
Pengklasifikasian
tanah
ditentukan
berdasarkan kondisi tanah sesuai tabel berikut
(ASCE7-05, Tabel 20.1).
V
n
Wi zi
i 1
di mana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i,
termasuk beban hidup yang sesuai, zi adalah
ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf
penjepitan lateral, sedangkan n adalah nomor
lantai tingkat paling atas.
2.3.8 Waktu Getar Alami Fundamental
Waktu getar alami fundamental struktur
gedung beraturan dalam arah masing masing
sumbu utama dapat ditentukan dengan rumus
Rayleigh sebagai berikut :
n
Wi d i
Ti
6 ,3
2
i 1
di
n
g
Fi d i
i 1
mana Wi dan Fi mempunyai arti yang sama
seperti yang disebut dalam SNI 03-1726-2002,
Pasal 6.1.3, di adalah simpangan horisontal
lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm dan
‘g’ adalah percepatan gravitasi yang ditetapkan
sebesar 9810 mm/det2.
2.4 Pembebanan Gempa Berdasarkan
ASCE 7-05
2.4.1 Persyaratan Dasar
Prosedur analisis dan desain gempa
yang digunakan dalam desain struktur
bangunan dan komponennya harus seperti
yang ditetapkan dalam ASCE 7-05. Struktur
bangunan harus melibatkan sistem penahan
gaya lateral dan vertikal yang lengkap yang
mampu memberikan kekuatan, kekakuan, dan
kapasitas disipasi energi yang cukup untuk
menahan pergerakan tanah desain dalam
batasan kebutuhan deformasi dan kekuatan
yang ditetapkan. Pergerakan tanah desain
harus diasumsikan terjadi sepanjang segala
arah horisontal struktur bangunan. Kecukupan
sistem struktur harus ditunjukkan melalui
pembentukan model matematik dan evaluasi
model ini untuk pengaruh pergerakan tanah
desain. Gaya gempa desain, dan distribusinya
sepanjang ketinggian struktur bangunan, harus
dibentuk sesuai dengan salah satu prosedur
yang sesuai yang ditunjukkan dalam ASCE 705, Pasal 12.6 dan gaya dalam dan deformasi
yang terkait dalam komponen struktur harus
ditentukan. Prosedur alternatif yang disetujui
tidak boleh dipakai untuk menentukan gaya
gempa dan distribusinya kecuali bila gaya
dalam dan deformasi terkait dalam komponen
Klasifikasi Site
Tabel 2.3 Klasifikasi Site
N or
Vs
Nch
A. Hard rock
B. Rock
C. Very dense soil and
soil rock
D. Stiff soil
E. Soft clay soil
F. Soils requiring ste
response analysis
>5,000 ft/s
Su
NA
NA
NA
NA
>50
>2,000 psf
15to
50
1,000to
2,000 psf
2,500to
5,000 ft/s
1,200to
2500 ft/s
600to
1,200 ft/s
<600 ft/s
<15
<1,000 psf
Lihat Pasal
20.3.1
Pada tugas akhir ini, Klasifikasi dari
daerah gempa yang ditinjau berada pada
Klasifikasi Site B dengan jenis tanah keras
(rock) dengan menyesuaikan pada peta gempa
Indonesia yang terbaru.
2.4.5 Parameter Percepatan Pada Peta
Secara kuantitatip hasil analisis tidak lagi
diberikan dalam bentuk peta zoning gempa
akan tetapi disajikan dalam format dua buah
5
Tabel 2.5 Koefisien Tanah, Fv
peta kontur percepatan gempa rencana
maximum dari batuan dasar untuk waktu getar
pendek 0,2 detik SS dan 1 detik, S1.
Parameter Percepatan Respon Spektral
Gempa
Klasifikasi
Maksimum Pada Period 1 detik
Site
S1 ≤
S1 =
S1 =
S1 =
S1 ≥
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
A
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
B
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
C
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
D
2,4
2,0
1,8
1,6
1,5
E
3,5
3,2
2,8
2,4
2,4
F
Lihat Pasal 11.4.7
Catatan: Gunakan interpolasi garis lurus untuk Nilainilai tengah dari S
Gambar 2.4 Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon
Spektral 0,2 detik
Parameter Percepatan Respon Spektral
gempa rencana pada period pendek, SDS, dan
pada period 1 detik, SD1, harus ditentukan dari
persamaan berikut :
SDS = 2/3 SMS
SD1 = 2/3 SM1
2.4.7 Kategori Desain Gempa
Perhitungan perancangan besarnya gaya
gempa rencana untuk desain dan analisis
perhitungan dinyatakan oleh besarnya gaya
geser dasar, ketentuan mengenai syarat
kekuatan dan pendetailan tulangan serta
fleksibilitas ketidak teraturan bentuk bangunan
dan limitasi tinggi bangunan tidak lagi
ditentukan oleh peta zoning gempa
sebagaimana halnya yang telah ditetapkan
dalam SNI 1726-02. Pada ASCE 7-05,
ketentuan mengenai hal tersebut di atas telah di
gantikan oleh kriteria perancangan baru yang
di sebut Kategori Desain Gempa (Seismic
Design Category-SDC) dan dikaitkan dengan
Kategori Hunian atau Occupancy Category.
Struktur harus diperuntukan pada Kategori
Desain Gempa sesuai dengan ASCE 7-05,
Tabel 11.6-1 dan Tabel 11.6-2.
Gambar 2.5 Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon
Spektral 1 detik
2.4.6 Parameter
Percepatan
Respon
Spektral
Percepatan Respon Spectral MCE untuk
periode singkat (SMS) dan pada periode 1 detik
(SM1) yang diatur untuk efek klasifikasi tanah
dihitung berdasarkan persamaan berikut :
SMS = Fa SS
SM1 = Fν S1
Keterangan:
SMS = percepatan respon spectral MCE pada
peta pada period pedek
SM1 = percepatan respon spectral MCE pada
peta pada period 1detik
Dimana koefisien tanah Fa dan Fv
didefinisikan dalam ASCE 7-05, Tabel 11.4-1
dan Tabel 11.4-2.
Tabel 2.6 Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter
Percepatan Respon Period Pendek
Kategori Hunian
Nilai SDS
I atau II
III
IV
Tabel 2.4 Koefisien Tanah, Fa
Parameter Percepatan Respon Spektral
Gempa
Klasifikasi
Maksimum Pada Period Pendek
Site
Ss ≤
Ss =
Ss =
Ss =
Ss ≥
0,25
0,5
0,75
1,0
1,25
A
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
B
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
C
1,2
1,2
1,1
1,0
1,0
D
1,6
1,4
1,2
1,1
1,0
E
2,5
1,7
1,2
0,9
0,9
F
Lihat Pasal 11.4.7
Catatan: Gunakan interpolasi garis lurus untuk Nilainilai tengah dari Ss
SDS < 0,167
A
A
A
0,167 ≤ SDS < 0,33
B
B
C
0,33 ≤ SDS < 0,50
C
C
D
0,50 ≤ SDS
D
D
D
Tabel 2.7 Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter
Percepatan Respon Period 1 detik
Kategori Hunian
Nilai SD1
6
I atau II
III
IV
SD1 < 0,067
A
A
A
0,067 ≤ SD1 < 0,133
B
B
C
0,133 ≤ SD1 < 0,20
C
C
D
0,20 ≤ SD1
D
D
D
Dalam
Tugas
akhir
ini
akan
direncanakan
struktur dengan konfigurasi
denah gedung yang beraturan (regular).
2.4.10 Prosedur Analisis yang dipergunakan
Analisis struktur yang dibutuhkan terdiri
dari salah satu dari tipe yang diperbolehkan
dalam ASCE 7-05, Tabel 12.6-1 berdasar pada
kategori desain gempa struktur, sistem
struktural, data dinamik, dan keteraturan, atau
dengan persetujuan otoritas yang mempunyai
yurisdiksi, suatu alternatif prosedur yang
berlaku umum boleh digunakan. Prosedur
Analisis yang terpilih harus diselesaikan
menurut kebutuhan sesuai dengan subbab yang
terkait mengacu pada Tabel 5.6-1.
2.4.11 Prosedur Gaya Lateral Ekivalen
Geser dasar gempa (base shear), V, dalam
arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai
dengan ASCE 7-05, Pers.12.8-1.
V = CsW
dimana
Cs = koefisien respons gempa yang ditentukan
sesuai dengan Pasal 12.8.1.1
W = berat gempa efektif menurut Pasal 12.7.2.
Koefisien Respons Gempa dapat dihitung
sesuai dengan ASCE 7-05, Pers.12.8-2.
2.4.8 Penentuan Koefisien R, Cd, dan 0
Sistem penahan gaya gempa lateral dan
vertikal dasar harus memenuhi pada salah satu
tipe yang ditunjukkan dalam ASCE 7-05,
Tabel 12.2-1 atau kombinasi sistem seperti
dalam ASCE 7-05, Pasal 12.2.2, 12.2.3, dan
12.2.4. Setiap tipe dibagi-bagi oleh tipe elemen
vertikal yang digunakan untuk menahan gaya
gempa lateral. Sistem struktur yang digunakan
harus sesuai dengan kategori desain gempa dan
batasan ketinggian yang ditunjukkan dalam
Tabel, 12.2-1. Koefisien modifikasi respons
yang tepat, R, faktor kuat lebih sistem, 0, dan
faktor pembesaran defleksi, Cd, ditunjukkan
dalam Tabel 12.2-1 harus digunakan dalam
penentuan geser dasar, gaya desain elemen,
dan drif tingkat desain.
Dalam
Tugas
akhir
ini
akan
direncanakan struktur gedung menggunakan
flat plate. Uraian dari sistem pemikul beban
gempa dari flat plate ini adalah berupa
struktur rangka gedung dengan dinding geser
beton bertulang biasa, Sehingga koefisien
modifikasi respons, R, faktor kuat lebih sistem,
0, dan faktor pembesaran defleksi, Cd adalah
sebagai berikut:
R = 5 ; 0 =2,5 ; Cd = 4,5
Cs
2.4.9 Konfigurasi Struktur
Pada ASCE 7-05, struktur dapat
diklasifikasikan sebagai beraturan atau tidak
beraturan berdasarkan pada konfigurasi
horisontal dan vertikal.
 Ketidakteraturan Horisontal
Struktur yang mempunyai satu atau lebih
jenis ketidakteraturan yang terdapat pada
ASCE 7-05, Tabel 12.3-1 harus
direncanakan sebagai struktur yang
mempunyai ketidakteraturan structural
horisontal. Struktur yang digunakan pada
kategori rencana gempa pada Tabel 12.3-1
harus memenuhi ketentuan pada tabel
dalam subbab tersebut.
 Ketidakteraturan Vertikal
Struktur yang mempunyai satu atau lebih
jenis ketidakteraturan seperti yang tertera
pada ASCE 7-05, Tabel 12.3-2 harus
direncanakan sebagai struktur yang dengan
ketidakaturan vertical. Struktur yang
digunakan pada kategori rencana gempa
pada Tabel 2.3-2 harus memenuhi
ketentuan dalam tabel tersebut.
S DS
R
T
dimana
SDS = parameter percepatan respons spektrum
desain dalam rentang perioda pendek
seperti
ditentukan dari Pasal 11.4.4
R = faktor modifikasi respons dalam Tabel
12.2-1
I = faktor keutamaan hunian yang ditentukan
sesuai dengan Pasal 11.5.1
Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan
ASCE 7-05, Pers. 12.8-2 tidak perlu melebihi:
Cs
Cs
S D1
R
T
I
untuk T
TL
S D1TL untuk T > TL
R
T2
I
Cs harus tidak kurang dari
Cs = 0,01
Sebagai tambahan, untuk struktur yang
berlokasi dimana S1 sama dengan atau lebih
besar dari 0,6g, Cs harus tidak kurang dari
7
Cs
0,5S1
2.4.13 Distribusi Gaya Gempa Vertikal
Gaya gempa lateral (Fx) (kip atau kN)
yang timbul di semua tingkat harus ditentukan
dari ASCE 7-05, Pasal 12.8.3:
R
I
2.4.12 Penentuan Perioda
Perioda struktur dasar, T, dalam arah yang
ditinjau harus diperoleh menggunakan properti
struktur dan karateristik deformasi elemen
penahan dalam analisis yang teruji. Perioda
dasar, T, tidak boleh melebihi hasil koefisien
untuk batasan atas pada perioda yang dihitung
(Cu) dari ASCE 7-05, Tabel 12.8-1 dan perioda
dasar pendekatan, Ta, yang ditentukan dari
ASCE 7-05, Pers. 12.8-7. Sebagai alternatif
pada pelaksanaan analisis untuk menentukan
perioda dasar, T, diijinkan secara langsung
menggunakan perioda bangunan pendekatan,
Ta, yang dihitung sesuai dengan ASCE 7-05,
Pasal 12.8.2.1. Perioda dasar pendekatan (Ta),
dalam detik, harus ditentukan dari ASCE 7-05,
Pasal 12.8.2.1, Pers.12.8-7, Ta C t hnx dimana
hn adalah tinggi dalam ft di atas dasar sampai
tingkat tertinggi struktur dan koefisien Ct dan x
ditentukan dari ASCE 7-05, Tabel 12.8-2.
Fx = CvxV dan C vx
Rangka penahan momen baja
Ct
i 1
dimana
Cvx = faktor distribusi vertikal,
V
= gaya lateral desain total atau geser di
dasar struktur
wi and wx = porsi berat gempa efektif total
struktur (W) yang ditempatkan atau
dikenakan pada tingkat i atau x
hi and hx = tinggi (ft atau m) dari dasar sampai
Tingkat i atau x
k
= eksponen yang terkait dengan
perioda struktur sebagai berikut:
untuk struktur yang mempunyai perioda
sebesar 0,5 detik atau kurang, k = 1
untuk struktur yang mempunyai perioda
sebesar 2,5 detik atau lebih, k = 2
untuk struktur yang mempunyai perioda antara
0,5 dan 2,5 detik, k harus sebesar 2 atau harus
ditentukan dengan interpolasi linier antara 1
dan 2
x
2.4.14 Distribusi Gaya Gempa Horizontal
Geser tingkat desain gempa di semua
tingkat (Vx) (kip atau kN) harus ditentukan dari
ASCE 7-05, Pasal 12.8.4:
0,028
0,8
(0,0724)a
Rangka penahan momen beton
0,016
0,9
(0,0466)a
Rangka baja dibres secara eksentris
0,03
0,75
(0,0731)a
n
Vx
dimana Fi = porsi geser dasar gempa (V) (kip
atau kN) yang timbul di Tingkat i.
Geser tingkat desain gempa (Vx) (kip atau
kN) harus didistribusikan pada berbagai
elemen vertikal sistem penahan gaya gempa di
tingkat yang ditinjau berdasarkan pada
kekakuan lateral relatif elemen penahan
vertikal dan diafragma.
0,02
0,75
(0,0488)a
a
Ekivalensi metrik ditunjukkan dalam tanda kurung.
Dimana nilai Perioda dasar, T, tidak boleh
melebihi, T ≤ CuTa dengan Cu sebagai batasan
atas pada perioda yang dihitung yang
ditentukan dari ASCE 7-05, Tabel 12.8-1.
BAB III
METODOLOGI
Metodologi ini akan menguraikan dan
menjelaskan urutan pelaksanaan penyelesaian
tugas akhir secara rinci, mulai dari
pengumpulan data, literatur dan pedoman
perancangan, sampai dengan kesimpulan akhir
dari analisas struktur ini yaitu untuk
membandingkan dua permodelan struktur,
Berikut
ini
adalah
langkah-langkah
penyelesaian yang akan dilakukan penulis.
Tabel 2.10 Koefisien Untuk Batasan Atas Pada Perioda Yang
Dihitung
0,4
Koefisien Cu
1,4
0,3
1,4
0,2
1,5
0,15
1,6
0,1
1,7
Fi
i x
Semua sistem struktur lainnya
Parameter Percepatan Respons
Spektrum Desain pada 1 detik,
SD1
n
wi hik
Tabel 2.9 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct Dan x
Tipe Struktur
Sistem rangka penahan momen dimana
rangka menahan 100% gaya gempa
yang disyaratkan dan tidak dilingkupi
atau dihubungkan dengan komponen
yang lebih kaku dan akan mencegah
rangka dari defleksi bilamana dikenai
gaya gempa:
w x h xk
8
Panjang beton, Wc = Berat jenis beton, f y =
Mutu baja.
3.3.2 Perencanaan Dimensi Kolom
Adapun rumus yang digunakan untuk
merencanakan dimensi kolom :
3.1 Studi Literatur
Mempelajari
literatur/pustaka
yang
berkaitan dengan tugas akhir diantaranya
tentang
peraturan
yang
membahas
perancangan struktur, antara lain :
a. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).
b. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara
Perhitungan
Struktur
Beton
untuk
Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002).
c. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara
Perhitungan Pembebanan untuk Bangunan
Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989).
d. Ketentuan Beban Disain Minimum untuk
Gedung dan Struktur Lain (ASCE 7-05).
e. Jurnal-jurnal yang terkait dengan tugas
akhir.
3.2 Studi Kasus
Dalam tugas akhir ini, permodelan
struktur yang digunakan adalah sistem lantai
flat plate yang dikombinasikan dengan dinding
geser sebagai pemikul beban lateral.
Direncanakan didirikan di daerah gempa
menengah menurut ketentuan SNI 03-28472002 dengan pembebanan gempa berdasarkan
SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05 yang
nantinya hasilanya akan dibandingkan.
A
Y
D
C
B
E
F
f 'c
X
500
500
500
500
500
500
500
N uk
A
fc '
dimana
Nuk = beban aksial yang diterima kolom
f’c = kuat tekan beton karakteristik
A = luas penampang kolom
= faktor reduksi untuk komponen struktur
dengan tulangan spiral
maupun
sengkang ikat.
akan tetapi
tersebut
hanya
memperhitungkan akibat gaya
aksial saja, maka agar kolom
juga
mampu menahan gaya momen diambil
= 0,3 ~0,35
3.3.3 Perencanaan Ketebalan Pelat
Tebal minimum pelat tanpa balok yang
menghubungkan tumpuan-tumpuannya dan
mempunyai rasio bentang panjang terhadap
bentang pendek yang tidak lebih dari dua harus
memenuhi ketentuan SNI 03 – 2847 – 2002,
Pasal 11.5.3.2.
I
H
G
f 'c
Tabel 3.1 Ketentuan Tebal Minimum Pelat
500
6
600
5
Tegangan
leleh, fy
600
4
600
3
300
600
Tanpa penebalan
Panel luar
Tanpa
Dengan
Panel dalam
balok
balok
pinggir
pinggir
33
36
36
30
33
33
28
31
31
2
400
600
1
500
Gambar 3.1 Model Denah Tipikal Struktur Simetris Flat
Plate
3.4 Pembebanan
Pembebanan dikelompokkan menjadi dua
menurut arah gayanya, yaitu beban vertikal
dan beban horizontal. Untuk beban vertikal
terdiri dari:
a. Beban mati (RSNI 03-1727 -2002)
b. Beban hidup ( RSNI 03-1727-2002)
Sedangkan beban horizontal terdiri dari
beban gempa statik dan beban angin. Beban
gempa direncanakan berdasarkan dua tata cara
perhitungan pembebanan gempa, yakni SNI
03-1726-2002 dan ASCE 7-05. Sedangkan
beban angin dalam tugas akhir ini tidak
diperhitungkan karena masih kalah besar
dengan beban gempa.
3.3 Preliminary Design
3.3.1 Perencanaan Balok Tepi
Menurut SNI 03-2847-2002, Tabel 8,
balok pada 2 tumpuan sederhana memiliki
tebal minimum (bila lendutan tidak dihitung):
1
hmin
L
16
a. Untuk struktur ringan dengan berat
3
3
jenis 1500 kg/m 2000 kg/m , nilai di atas
harus dikalikan dengan 1,65-(0,0003) Wc
tetapi tidak kurang dari 1,09.
b. Untuk fy selain 400 Mpa, nilainya harus
dikalikan dengan (0.4 + fy/700), dimana L =
9
3. Suatu lajur tengah yang berdekatan dan
sejajar dengan sua tu tepi yang ditumpu
oleh dinding harus direncanakan mampu
memikul dua kali momen yang dibagikan
pada setengah lajur tengah yang berdekatan
dengan tumpuan dalam pertama.
3.7.4.2 Perhitungan tulangan sekunder pelat
Tata cara penulangan dilakukan seperti
pada penulangan balok. Untuk struktur yang
berada di wilayah gempa menengah maka
penulangan pelat mengikuti SNI 03-28472002, Pasal 23.10.6 untuk pelat dua arah tanpa
balok.
3.7.4.3 Hubungan slab-kolom
Untuk hubungan slab-kolom, yang paling
penting ialah mengenai penulangan punching
shear yang seminimal mungkin harus
dihindari. Perumusan geser yang digunakan
menganut peraturan SNI 03-2847-2002, Pasal
13.12:
3.5 Kombinasi Pembebanan
Kombinasi Pembebanan yang akan
digunakan sesuai dengan ketentuan SNI 031726-2002, Pasal 11.2.
a. 1,4 D
b. 1,2 D + 1,6 L
c. 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E
d. 0,9 D ± 1,0 E
3.6 Analisa Struktur
Penghitungan gaya-gaya dalam pada
rangka
utama diperoleh dengan bantuan
program ETABS v9. 07.
3.7 Pendetailan Struktur Primer
3.7.1 Penulangan Balok Tepi
Tulangan
direncanakan
setelah
memperhitungkan beban yang diterima. Dalam
perhitungan tulangan digunakan rasio tulangan
ρmin < ρperlu < ρmax.
Untuk struktur yang berada di wilayah
gempa menengah maka penulangan balok
mengikuti SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.1
sampai dengan Pasal 23.10.4.
3.7.2 Penulangan Geser Balok
Tulangan
geser
balok
(sengkang)
direncanakan sesuai ketentuan SNI 03-28472002, Pasal 13 dan Pasal 23.10.4.2.
3.7.3 Penulangan Kolom
Perhitungan dapat dilakukan dengan
menggunakan hasil output program ETABS
v9.07 yang kemudian menjadi input untuk
program
PCACOL. Perangkat
lunak
PCACOL dapat membantu kita dalam
merencanakan tulangan kolom.
Untuk struktur yang berada di wilayah
gempa menengah maka penulangan balok
mengikuti SNI 03-2847-2002, Pasal 23.10.1,
Pasal 23.10.2, Pasal 23.10.3 dan Pasal 23.10.5.
3.7.4 Perencanaan Pelat
Perancangan pelat dilakukan dengan
output gaya dalam dari progam ETABS v9.07
yang kemudian dianalisa dengan menggunakan
metoda portal ekivalen.
2 1
6
1
s
2
Vc =
1
3
f 'c bo d
d
1
12
bo
f 'c bo d
f 'c bo d
Sedangkan gaya geser yang bekerja pada
slab-kolom sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal
13.12.6:
Vu
Vu
Ac
v
M u C AB
Jc
dengan
1
v
1
f; f
1
2
3
b1
b2
dimana
Ac = luas beton yang dianggap sebagai
penampang kritis
Jc = momen inersia penampang kritis
s = 40 (kolom dalam) , 30 (kolom tepi) ;20
(kolom sudut)
3.7.4.1 Momen rencana pada jalur tengah
1. Bagian dari momen terfaktor negatif dan
positif yang tidak
dipikul lajur kolom
harus
dibagikan secara proporsional
pada setengah lajur-lajur tengah yang
berada di
sebelahnya.
2. Masing-masing
lajur
tengah
harus
direncanakan mampu
memikul
jumlah momen
yang diberikan pada
kedua setengah lajur tengah yang
bersebelahan.
Tulangan geser diperlukan apabila Vu >
φVc maka Vc ditentukan dengan rumus: Vc =
f 'c
bo d ,
dimana
bo
perimeter
penampang kritis.
3.7.5 Penulangan Dinding Geser
Untuk perancangan shearwall harus
memenuhi ketentuan SNI 03-2847-2002, Pasal
13 dan Pasal 16 untuk dinding geser biasa.
10
Kuat geser untuk dinding geser ditentukan
sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal 13.10.6
dengan persamaan:
N
1
Vc =
f'
4
u
4L
hd
c
BAB IV
PRELIMINARY DESIGN
4.1 Umum
Bab ini berisi perhitungan-perhitungan
untuk menentukan perkiraan awal dari
struktur bangunan. Dimensi yang ditentukan
pada bab ini antara lain adalah ukuran pelat
beserta dimensi dari pelat yang akan
direncanakan, ukuran kolom, dimensi balok
tepi, dan ukuran shearwall.
4.2 Data Perencanaan
Data- data perancangan yang akan
digunakan adalah sebagai berikut :
Tipe bangunan
: Perkantoran
Jumlah Tingkat
: 10 Tingkat
Wilayah Gempa
: Menengah
Lebar Bangunan
: 30 m
Panjang Bangunan
: 40 m
Tinggi Bangunan
: 35,5 m
Mutu beton (fc’)
: 35 MPa
Mutu Baja (fy)
: 400 Mpa
4.3 Perencanaan Dimensi Flat Plate
a) Dimensi kolom flat plate
Dalam menentukan dimensi kolom pada
tahap preliminary design ini menggunakan
cara tributary area. digunakan kolom dengan
dimensi 60/60 cm
b). Dimensi pelat flat plate
Tebal pelat lantai = 20 cm
Tebal pelat atap = 20 cm
c). Dimensi Balok Tepi
Balok tepi lantai
Direncanakan balok tepi arah X 40/60 cm
Direncanakan balok tepi arah Y 40/60 cm
d). Dimensi Dinding Geser
Direncanakan:
Tebal Dinding Geser = 40 cm
d
atau;
w
N
L
Vc= 1
4
f'
w
c
f'
M
c
u
V
u
u
L h
w
2
L
p
hd
10
2
Dari kedua persamaan tersebut diambil Vc
yang terkecil. Sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal
13.10.8, apabila gaya geser terfaktor Vu lebih
besar daripada Vc/2, maka tulangan harus
disediakan sesuai dengan SNI 03-2847-2002,
Pasal 13.10.9.
Start
Studi Literatur
Preliminary Design
Analisis Pembebanan
- Beban mati
- Beban hidup
- Beban gempa sesuai
SNI 03-1726-2002
- Kombinasi pembebanan
Analisis Pembebanan
- Beban mati
- Beban hidup
- Beban gempa sesuai
ASCE 7-05
- Kombinasi pembebanan
Permodelan dan Running
Program ETABS v.9.07
Permodelan dan Running
Program ETABS v.9.07
No
Analisis
Struktur
Analisis
Struktur
Yes
BAB V
PENDETAILAN STRUKTUR PRIMER
DENGAN PEMBEBANAN GEMPA
SNI 03-1726-2002
5.1 Umum
Perancangan struktur primer pada sistem
lantai flat plate yang dikombinasikan dengan
dinding geser meliputi perancangan balok tepi,
pelat, kolom dan shearwall. Dasar input
perhitungan diambil berdasarkan hasil running
permodelan pembebanan dari progam ETABS
v9.07. Pada penulangan pelat akan dibahas
mengenai jenis-jenis penulangan pelat flat
plate yang meliputi penulangan lentur pelat,
penulangan jalur tengah dan jalur kolom serta
penulangan susut pelat. Beban lateral dari
Yes
Hasil Perbandingan
Kesimpulan dan Saran
Finish
Gambar 3.3 Diagram Alir Metodologi
11
gempa untuk struktur gedung pada bab ini
diselesaikan dengan menggunakan Tata Cara
Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002.
5.2 Data Perencanaan
Sebelum memulai analisis beban gempa,
dilakukan permodelan struktur terhadap
gedung yang hendak direncanakan. Gedung
dimodelkan sebagai bangunan simetris tipikal
setinggi 10 tingkat. Adapun data perancangan
yang dipakai sebagai berikut.
Fungsi gedung
: Perkantoran
Luas
: 40 x 30 m2
Tinggi
: 35,5 m (10 tingkat)
Mutu baja (fy)
: 400 MPa
Mutu beton (f’c)
: 35 Mpa
Jenis bangunan
: Beton bertulang
Kategori tanah
: Tanah keras
Zona gempa
: Menengah (Zona 4)
Lokasi Gempa
: Bali
Kolom lantai 1 – 10 : 60 x 60 cm2
Shearwall
: 40cm
Pelat
: 20 cm
Balok tepi
: 40/60 cm
5.3 Pembebanan Gempa berdasarkan SNI
03-1726-2002
5.3.1 Perhitungan Berat Total Gedung (Wt)
Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal 5.3.1,
bahwa syarat lantai beton dapat dianggap
sebagai diafragma adalah tidak boleh ada
lubang atau bukaan yang luasnya lebih dari
50% luas seluruh tingkat.Karena pada denah
tugas akhir initidak ada bukaan yang melebihi
50% luas seluruh tingkat ,maka lantai-lantai
pada gedung ini dapat dianggap sebagai
diafragma.
5.3.4 Arah Pembebanan Gempa
Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal 5.8.2,
untuk mensimulasikan arah gempa rencana
yang sembarang, maka pengaruh pembebanan
gempa rencana dalam arah utama harus
dianggap efektif 100% dan harus dianggap
terjadi bersamaan pengaruh pembebanan
gempa yang arahnya tegak lurus dengan arah
utama dengan efektifitas 30%.
Gempa Statik X (GS.X):
100% efektifitas untuk arah X dan 30%
efektifitas arah Y.
Gempa Statik Y (GS.Y):
100% efektifitas untuk arah Y dan 30%
efektifitas arah X.
5.3.5 Faktor Respons Gempa (C)
Faktor Respon Gempa (C) dinyatakan
dalam percepatan gravitasi yang Nilai Faktor
Respon Gempa (C1) bergantung pada waktu
getar alami struktur gedung dan kurvanya
ditampilkan dalam spektrum respon gempa
rencana. Respon Spektrum Gempa rencana
untuk masing masing wilayah gempa
ditetapkan sesuai grafik nilai C-T dalam SNI
03-1726-2002. Dimana dalam tugas akhir ini
ditetapkan Respon Spektrum Gempa rencana
untuk Wilayah Gempa 4 pada tanah keras.
Pada Zona 4,C1 pada tanah keras didapat
0,30
dengan nilai
di mana T adalah waktu
T
Tabel 5.1 Berat Struktur per Tingkat
Berat
Wi.hi
Tingkat
Tingkat
hi (m)
Wi (kg)
kg-m
10
35,5
1047120
37172760
9
32
1411200
45158400
8
28,5
1411200
40219200
7
25
1411200
35280000
6
21,5
1411200
30340800
5
18
1411200
25401600
4
14,5
1411200
20462400
3
11
1411200
15523200
2
7,5
1411200
10584000
1
4
1629360
6517440
Σ
13966080 266659800
5.3.2 Perhitungan Pusat Massa
Karena bentuk bangunan per lantai
simetris maka pusat massanya adalah:
Arah X = Xcr = 20 m
Arah Y = Ycr = 15 m
5.3.3 Lantai Tingkat sebagai Diafragma
Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal 5.3.1,
bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem
lantai dengan ikatan suatu struktur gedung
dapat dianggap sangat kaku dan dapat
dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap
beban gempa horizontal.
Tinggi
getar alami struktur gedung.
5.3.6 Menentukan Eksentrisitas Rencana
Bangunan
Karena gedung simetris, maka untuk
setiap lantai didapatkan koordinat pusat massa,
yaitu: koordinat X = Xcr + edx = 20 + 1,5 = 21,5
m dan koordinat Y = Ycr + edy = 15 + 2,0 = 17,0
m
5.3.7 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen
5.3.7.1 Perkiraan Waktu Getar Alami
Fundamental (T1)
Perhitungan waktu getar alami memakai
rumusan empiris (perkiraan awal) pada method
12
A (UBC, Section 1630.2.2). dengan
perumusan:
Tx = Ty = Ct (H)3/4
Pada arah U-S (arah X)
T1 = Ct(H)3/4
= 0,0488 x (35,5)3/4
= 0,71 detik
Pada arah B-T (arah Y)
T1 = Ct(H)3/4
= 0,0488 x (35,5)3/4
= 0,71 detik
Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Pasal 5.6,
waktu getar alami struktur gedung dibatasi, T1
< ζ n dimana:
Untuk zona Gempa 4, maka = 0,17 (Tabel 8
SNI 03-1726-2002)
n = jumlah tingkat = 10
T1 < x n
0,71 detik < 0,17 x 10 = 1,7 detik
(OK)
5.3.7.2 Koefisien gempa dasar (C) perkiraan
awal
C diperoleh dari respon spectrum gempa
rencana (SNI 03-1726-2002, Gambar 2)
Untuk arah X (T1 = 0,71 detik), zone 4 dan
jenis tanah keras, diperoleh
0,30 0,30
C1
0,42
T1
0,71
Untuk arah Y (T1 = 0,71 detik), zone 4 dan
jenis tanah keras, diperoleh
0,30 0,30
C1
0,42
T1
0,71
5.3.7.3 Faktor Keamanan dan Faktor
Reduksi Gempa
Gedung direncanakan menggunakan
sistem rangka gedung dalam hal ini
menggunakan flat plate yang dikombinasikan
dengan shearwall, sehingga berdasarkan. SNI
03-1726-2002, Tabel 3 didapatkan nilai Faktor
Reduksi gempa, R = 5,5 dan Faktor Keutamaan
pada SNI 03-1726-2002, Tabel 1 dengan nilai
I = 1 untuk gedung perkantoran.
5.3.7.4 Gaya Geser Horizontal Total akibat
gempa perkiraan awal
Dalam SNI 03-1726-2002, Pasal 6.1.2,
rumus umum gaya gempa statik ekivalen:
V=
5.3.7.5 Distribusi Gaya Geser Horizontal
Total akibat gempa perkiraan awal
Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal
6.1.3, beban geser dasar nominal V harus
dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung
menjadi beban-beban gempa nominal statik
equivalen yang menangkap pada pusat massa
lantai tingkat ke-i sebesar :
Wi .hi
Fi
xV
n
Wi .hi
i 1
Tabel 5.2 Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total
Akibat Gempa Perkiraan Awal pada Arah Gempa X & Y
hi
Wi
Wihi
Fi
30 % Fi
Tingkat
(m)
(ton)
(ton-m)
(ton)
(ton)
10
35.5
1047.12
37172.76
148.67
44.60
9
32
1411.20
45158.40
180.61
54.18
8
28.5
1411.20
40219.20
160.86
48.26
7
25
1411.20
35280.00
141.10
42.33
6
21.5
1411.20
30340.80
121.35
36.40
5
18
1411.20
25401.60
101.59
30.48
4
14.5
1411.20
20462.40
81.84
24.55
3
11
1411.20
15523.20
62.08
18.63
2
7.5
1411.20
10584.00
42.33
12.70
1
4
1629.36
6517.44
26.07
7.82
5.3.8 Cek Waktu Getar Alami Fundamental
(perkiraan awal) dengan Trayleigh
Besarnya T yang dihitung sebelumnya
harus dibandingkan dengan Trayleigh, dengan
rumus:
n
Wi.di 2
T1 = 6,3 i 1n
g Fi.di
i 1
dimana besarnya T1 yang dihitung sebelumnya
tidak boleh lebih dari 20 % hasil T Rayleigh
sesuai SNI 03-1726-2002, Pasal 6.2.2.
Tabel 5.3 Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental
pada Gempa Arah X
Tingka
hi
Fi
Wi di2
F.di
di (mm)
t
(m)
(ton)
(tm2)
(tm)
10
35.5
148.67
1.323
5.28
35.54
C1 I
Wt
R
9
32
180.61
31.78
1.425
5.74
8
28.5
160.86
27.80
1.091
4.47
7
25
141.10
23.67
0.791
3.34
6
21.5
121.35
19.47
0.535
2.36
Pada arah X, Vx =
5
18
101.59
15.29
0.330
1.55
0,42 x (1)
x13966080 1,066,500.65 kg 1066,5 ton
5,5
4
14.5
81.84
11.27
0.179
0.92
3
11
62.08
7.55
0.080
0.47
Pada arah Y, Vy =
2
7.5
42.33
4.30
0.026
0.18
0,42 x (1)
x13966080 1,066,500.65 kg 1066,5 ton
5,5
1
4
26.07
1.71
178.3922
0.005
0.04
5.78
24.37
13
0,31 x (1)
x13966080 777332,84 kg 777,33ton
5,5
5,78
Trayleigh = 6,3
= 0,98 detik
9,81 24,37
Pada arah Y, Vy=
Nilai T yang diijinkan = 0,98 – (20% x 1) =
0,78 detik
Karena T1 = 0,71 < TRayleigh = 0,78 detik, maka
T1 pakai
TRayleigh = 0,98 detik
0,42 x (1)
x13966080 1066500,65 kg 1066,5 ton
5,5
Tabel 5.5 Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total
Akibat Gempa Sebenarnya pada Arah Gempa X
hi
Wi
Wi.hi
Fi
30 % Fi
Tingkat
(m)
(ton)
(ton-m)
(ton)
(ton)
Tabel 5.4 Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental
pada Gempa Arah Y
Tingka
hi
Fi
Wi di2
F.di
di (mm)
t
(m)
(ton)
(tm2)
(tm)
10
35.5
148.67
28.07
0.825
4.17
9
32
180.61
25.06
0.886
4.53
8
28.5
160.86
21.90
0.677
3.52
7
25
141.10
18.64
0.490
2.63
6
21.5
121.35
15.33
0.331
1.86
5
18
101.59
12.05
0.205
1.22
4
14.5
81.84
8.90
0.112
0.73
3
11
62.08
5.99
0.051
0.37
2
7.5
42.33
3.44
0.017
0.15
1
4
26.07
1.40
0.003
0.04
140.7711
3.60
19.22
Trayleigh = 6,3
10
35.5
1047.12
37172.76
109.73
32.92
9
32
1411.20
45158.40
133.31
39.99
8
28.5
1411.20
40219.20
118.73
35.62
7
25
1411.20
35280.00
104.15
31.24
6
21.5
1411.20
30340.80
89.57
26.87
5
18
1411.20
25401.60
74.99
22.50
4
14.5
1411.20
20462.40
60.40
18.12
3
11
1411.20
15523.20
45.82
13.75
2
7.5
1411.20
10584.00
31.24
9.37
1
4
1629.36
6517.44
19.24
5.77
Jumlah
222059.88
Tabel 5.6 Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total
Akibat Gempa Sebenarnya pada Arah Gempa Y
hi
Wi
Wi.hi
Fi
30 % Fi
Tingkat
(m)
(ton)
(ton-m)
(ton)
(ton)
3,60
= 0,87 detik
9,81 19,22
Nilai T yang diijinkan = 0,87 – (20% x 0,87) =
0,69 detik
Karena T1 = 0,71 > TRayleigh = 0,69 detik, maka
T1 = 0,71 detik
5.3.9 Koefisien Gempa Dasar
(C)
sebenarnya
C diperoleh dari respon spektrum gempa
rencana (SNI 03-1726-2002, Gambar 2)
Untuk arah X (T1 = 0,98 detik), zone 4 dan
jenis tanah keras, diperoleh
0,30 0,30
C1
0,31
0,98
T1
10
35.5
1047.12
37172.76
148.67
44.60
9
32
1411.20
45158.40
180.61
54.18
8
28.5
1411.20
40219.20
160.86
48.26
7
25
1411.20
35280.00
141.10
42.33
6
21.5
1411.20
30340.80
121.35
36.40
5
18
1411.20
25401.60
101.59
30.48
4
14.5
1411.20
20462.40
81.84
24.55
3
11
1411.20
15523.20
62.08
18.63
2
7.5
1411.20
10584.00
42.33
12.70
1
4
1629.36
6517.44
26.07
7.82
5.3.11
Cek
Waktu
Getar
Alami
Fundamental (sebenarnya) dengan Trayleigh
Besarnya T yang dihitung sebelumnya
harus dibandingkan dengan Trayleigh, dengan
rumus:
n
Wi.di 2
T1 = 6,3 i 1n
g Fi.di
i 1
dimana besarnya T1 yang dihitung sebelumnya
tidak boleh lebih dari 20 % hasil T Rayleigh
sesuai SNI 03-1726-2002, Pasal 6.2.2.
Karena hanya pada arah gempa X nilai T1
lebih besar daripada Trayleigh, maka pada arah X
harus dilakukan pengecekan untuk Waktu
Untuk arah Y (T1 = 0,71detik), zone 4 dan
jenis tanah keras, diperoleh
0,30 0,30
C1
0,42
T1
0,71
5.3.10 Gaya Geser Horizontal Total akibat
gempa sebenarnya
Dalam SNI 03-1726-2002, Pasal 6.1.2
rumus umum gaya gempa statik ekivalen:
CI
V = 1 Wt
R
Pada arah X, Vx=
14
Getar Alami Fundamental sebenarnya dengan
menggunakan nilai T dari Trayleigh.
dikali dengan suatu faktor pengali. Faktor
pengali berdasarkan ketentuan SNI 03-17262002, Pasal 8.2.1 untuk gedung beraturan:
0,7 R
0,7 5,5 3,85
Δm = ξ Δs = 3,85Δs
Untuk memenuhi persyaratan kinerja
batas ultimate struktur gedung, dalam segala
hal simpangan antar struktur gedung menurut
SNI 03-1726-2002, Pasal 8.2.2 tidak boleh
melampaui:
0,02 x hi = 0,02 x 4000 = 80 mm untuk lantai
dengan hi = 4 m.
Tabel 5.7 Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental
Sebenarnyapada Gempa Arah X
Tingka
hi
Fi
di
Wi di2
F.di
t
(m)
(ton)
(mm)
(tm2)
(tm)
10
35.5
109.73
26.23
0.721
2.88
9
32
133.31
23.46
0.776
3.13
8
28.5
118.73
20.52
0.594
2.44
7
25
104.15
17.47
0.431
1.82
6
21.5
89.57
14.37
0.291
1.29
5
18
74.99
11.29
0.180
0.85
4
14.5
60.40
8.32
0.098
0.50
3
11
45.82
5.57
0.044
0.26
2
7.5
31.24
3.18
0.014
0.10
1
4
19.24
1.26
131.671
5
0.003
0.02
3.15
13.28
Trayleigh = 6,3
Tabel 5.8. Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas
Ultimate
pada Gempa Arah X
Drift
Drift
Syarat
Syarat
∆s
∆m
∆s
Drift
∆m
Drift
Lantai
antar
antar
(mm)
∆s
(mm)
∆m
tingkat
tingkat
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
10
26.23
2.78
19.1
101.00
10.69
70
9
23.46
2.94
19.1
90.31
11.31
70
8
20.52
3.05
19.1
79.00
11.73
70
7
17.47
3.10
19.1
67.27
11.94
70
6
14.37
3.08
19.1
55.33
11.87
70
5
11.29
2.97
19.1
43.46
11.43
70
4
8.32
2.75
19.1
32.03
10.57
70
3
5.57
2.40
19.1
21.46
9.22
70
2
3.18
1.91
19.1
12.23
7.36
70
1
1.26
1.26
21.82
4.87
4.87
80
315
= 0,98 detik
9,81 13,28
Nilai T yang diijinkan = 0,98 – (20% x 0,98) =
0,78 detik
Maka:
T1= 0,98 detik>TRayleigh = 0,78detik
OK
T1 = 0,98 detik < T = x n = 0,17 x 10 =
1,7 detik OK
5.3.12 Kontrol Drift
Kinerja batas layan (Δs) struktur gedung
ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat
pengaruhgempa
rencana,
yaitu
untuk
membatasi terjadinya pelelehan baja dan
peretakan beton yang berlebihan, disamping
untuk mencegah kerusakan non struktural dan
ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar
tingkat ini harus dihitung dari simpangan
struktur gedung akibat pengaruh gempa
nominal yang sudah dikali faktor skala.
Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal 8.1.2
tidak boleh melampaui:
0,03
Δs <
hi atau 30 mm (yang terkecil)
R
0,03
Δs <
4000 21,82 mm atau 30 mm
5,5
(untuk hi =4 m)
Kinerja batas ultimatum (Δm) struktur
gedung ditentukan oleh simpangan antar
tingkat maksimum struktur gedung diambang
keruntuhan, yaitu untuk untuk membatasi
kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur
yang dapat menimbulkkan korban jiwa.
Simpangan (Δs) dan simpangan antar tingkat
(Δm) harus dihitung dari simpangan struktur
gedung akibat pembebanan gempa nominal,
Tabel 5.9. Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas
Ultimate
pada Gempa Arah Y
Drift
Drift
Syarat
Syarat
∆s
∆m
∆s
Drift
∆m
Drift
Lantai
antar
antar
(mm)
∆s
(mm)
∆m
tingkat
tingkat
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
10
28.07
108.07
11.59
3.01
19.1
70
9
25.06
3.16
19.1
96.48
12.15
70
8
21.90
3.26
19.1
84.33
12.57
70
7
18.64
3.31
19.1
71.76
12.76
70
6
15.33
3.28
19.1
59.01
12.63
70
5
12.05
3.15
19.1
46.38
12.13
70
4
8.90
2.91
19.1
34.25
11.20
70
3
5.99
2.54
19.1
23.04
9.78
70
2
3.44
2.04
19.1
13.26
7.87
70
1
1.40
1.40
21.82
5.39
5.39
80
Ket.
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Ket.
5.4 Hasil Perhitungan Tulangan
Setelah dilakukan perhitungan gaya
gempa rencana kemudian didapatkan output
gaya dala dengan bantuan program ETABS
9.07 dan hasil penulangan untuk tiap elemen
struktur sebagai berikut.
a. Balok Tepi
Balok tepi Memanjang
- Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =
2267,04 mm2) dan daerah tumpuan bawah
didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)
15
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
- Daerah lapangan atas didapat 5D-19 (As =
1416,9 mm2) dan daerah lapanganbawah
didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)
Balok tepi Melintang
- Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =
2267,04 mm2) dan daerah tumpuan bawah
didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)
- Daerah lapangan atas didapat 5D-19 (As =
1416,9 mm2) dan daerah lapanganbawah
didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)
b. Pelat
Pelat Eksterior
Arah X
• Tulangan tumpuan luar lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-320
Tulangan bawah
: D 16-160
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-100
Tulangan bawah
: D 16-60
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
Arah Y
• Tulangan tumpuan luar lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-100
Tulangan bawah
: D 16-50
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
Pelat Interior
Arah X
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-100
Tulangan bawah
: D 16-50
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
Arah Y
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-100
Tulangan bawah
: D 16-50
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
c. Kolom
Kolom Ekterior didapatkan tulangan 20D16
direncanakan tipikal untuk semua lantai
Kolom Interior didapatkan tulangan 20D16
direncanakan tipikal untuk semua lantai
d. Shearwall
Untuk penulangan pada badan dinding
geser didapatkan:
- Tulangan Vertikal : 2D12-300 mm
- Tulangan Horizontal : 2D12-150 mm
Untuk Komponen batas pada dinding geser
didapatkan tulangan 24D19
BAB VI
PENDETAILAN STRUKTUR PRIMER
DENGAN PEMBEBANAN GEMPA
ASCE 7-05
6.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas pendetailan
struktur primer berdasarkan beban gempa yang
dihitung dengan menggunakan Tata Cara
Pembebanan ASCE 7-05. Prosentase beban
gempa yang ditahan oleh struktur tetap
mengikuti ketentuan SNI 2847, dimana rangka
masih menerima gaya lateral sebesar 10% dari
beban gempa yang telah dihitung dan sisanya
sekitar 90% diterima oleh shear wall.
6.2 Data Perencanaan
Sebelum memulai analisis beban gempa,
dilakukan permodelan struktur terhadap
gedung yang hendak direncanakan. Gedung
dimodelkan sebagai bangunan simetris tipikal
setinggi 10 tingkat. Adapun data perancangan
yang dipakai sebagai berikut.
16
Kategori Hunian dari bangunan terdapat
pada ASCE 7-05 Table 1.1, dimana gedung
berfungsi
sebagai
perkantoran
yang
dikategorikan kedalam Kategori Hunian III
sebagai struktur bangunan yang beresiko besar
terhadap kehilangan jiwa manusia bila
mengalami kegagalan sistim struktur. Faktor
Keutamaan dijelaskan pada ASCE 7-05 Table
11.5-1, dimana untuk Kategori Hunian III
mempunyai Faktor Keutamaan (I) sebesar
1,25.
6.3.5 Klasifikasi Site
Sebelum melakukan perhitungan gaya
gempa yang terjadi, terlebih dahulu dilakukan
penentuan Klasifikasi Site. Klasifikasi Site
ditentukan berdasarkan kondisi tanah sesuai
ASCE 7-05, Tabel 20.3-1.
Pada tugas akhir ini, daerah gempa yang
ditinjau diasumsikan berada pada tanah keras,
sehingga Klasifikasi Site yang digunakan
berada pada Klasifikasi Site B yang nantinya
akan disesuaikan dengan peta gempa Indonesia
yang terbaru (berdasarkan ASCE 7-05).
6.3.6 Parameter Percepatan pada Peta
Menurut ASCE 7-05 pasal 11.4.1
parameter Ss dan S1 ditentukan dari 0,2 detik
dan 1 detik dari percepatan respons spektrum.
Parameter Ss dan S1 ditentukan berdasarkan
gambar peta kontur Wilayah Gempa Indonesia
yang terbaru.
Dalam tugas akhir ini, daerah gempa yang
ditinjau disamakan dengan daerah gempa yang
ditinjau pada peta Wilayah Gempa Indonesia
berdasarkan SNI 03-1726-2002. Adapun
daerah yang menjadi tinjauan pada peta
Wilayah Gempa Indonesia berdasarkan ASCE
7-05, berada pada daerah Bali yang termasuk
ke dalam Wilayah Gempa 4 pada peta SNI 031726-2002. Dari kedua peta gempa tersebut
untuk daerah Bali, diperoleh nilai SS = 0,5-0,6g
dan S1 = 0,15-0,20g. Untuk SS diambil nilai
sebesar 0,6g dan S1 sebesar 0,20g.
6.3.7 Koefisien Site
Penentuan koefisien Site dilakukan untuk
menentukan
Maximum
Considered
Earthquake (MCE) pada perode singkat (SMS)
dan pada perioda 1 detik (SM1) yang dihitung
berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 11.4.3:
SMS = Fa Ss
SM1 = Fv S1
Fa dan Fv adalah koefisien site yang didapat
dari ASCE 7-05, Tabel 11.4-1 dan Tabel 11.42. Dimana Klasifikasi Site yang akan ditinjau
adalah Klasifikasi Site B.
Fungsi gedung
: Perkantoran
Luas
: 40 x 30 m2
Tinggi
: 35,5 m (10 tingkat)
Mutu baja (fy)
: 400 MPa
Mutu beton (f’c)
: 35 Mpa
Jenis bangunan
: Beton bertulang
Kategori tanah
: Tanah keras
Zona gempa
: Menengah (Zona 4)
Lokasi Gempa
: Bali
Kolom lantai 1 – 10 : 60 x 60 cm2
Shearwall
: 40cm
Pelat
: 20 cm
Balok tepi
: 40/60 cm
6.3 Pembebanan Gempa berdasarkan
ASCE 7-05
6.3.1 Perhitungan Berat Total Gedung (Wt)
Tabel 6.1 Berat Struktur per Lantai
Tingkat
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Tinggi
Berat Tingkat
Wi.hi
hi
(m)
35,5
32
28,5
25
21,5
18
14,5
11
7,5
4
Σ
Wi (kg)
kg-m
1047120
1411200
1411200
1411200
1411200
1411200
1411200
1411200
1411200
1629360
13966080
37172760
45158400
40219200
35280000
30340800
25401600
20462400
15523200
10584000
6517440
266659800
6.3.2 Perhitungan Pusat Massa
Karena bentuk bangunan per lantai
simetris maka pusat massanya adalah:
Arah X = Xcr = 20 m
Arah Y = Ycr = 15 m
6.3.3 Menentukan Eksentrisitas Rencana
Bangunan
Pada ASCE 7-05, eksentrisitas sebenarnya
diukur dalam denah antara pusat massa
struktur di atas isolation interface dan pusat
kekakuan dari sistem ditambah eksentrisitas
rencana (ed) yang diambil sebesar 5% dari
dimensi maksimum bangunan yang tegak lurus
dengan arah gaya yang ditinjau. Maka
didapatkan suatu titik koordinat pusat massa,
yaitu:
koordinat X = Xcr + edx = 20 + 1,5 = 21,5 m
koordinat Y = Ycr + edy = 15 + 2,0 = 17,0 m
Setelah koordinat pusat massa diperoleh,
maka massa dari tiap-tiap lantai diletakkan
pada titik koordinat tersebut, kemudian
dilakukan analisis kembali.
6.3.4 Kategori Hunian dan Faktor
Keutamaan
17
6.3.9 Kategori Desain Gempa
Struktur yang kita desain harus
diperuntukan pada Kategori Desain Gempa
sesuai dengan ASCE 7-05, Tabel 11.6-1 dan
Tabel 11.6-2. Dimana, SDS = 0,4g dan SD1 =
0,13g.
Tabel 6.2 Koefisien Site, Fa
Klasifikasi
Site
Parameter Percepatan Respon Spektral Gempa
Maksimum Pada Period Pendek
Ss ≤
0,25
Ss =
0,5
Ss =
0,75
Ss =
1,0
Ss ≥
1,25
A
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
B
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
C
1,2
1,2
1,1
1,0
1,0
D
1,6
1,4
1,2
1,1
1,0
E
2,5
1,7
1,2
0,9
0,9
F
Tabel 6.4 Kategori DesainGempa Berdasarkan
Parameter Percepatan Respon Period Pendek
Kategori Hunian
Nilai SDS
Lihat Pasal 11.4.7
Tabel 6.3 Koefisien Site, FV
Klasifikasi
Site
Parameter Percepatan Respon Spektral Gempa
Maksimum Pada Period 1 detik
S1 ≤
0,1
S1 =
0,2
S1 =
0,3
S1 =
0,4
S1 ≥
0,5
A
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
B
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
C
1,7
1,6
1,5
1,4
D
2,4
2,0
1,8
E
3,5
3,2
2,8
F
I atau II
III
IV
SDS < 0,167
A
A
A
0,167 ≤ SDS <
0,33
B
B
C
0,33 ≤ SDS < 0,50
C
C
D
0,50 ≤ SDS
D
D
D
Tabel 6.5 Kategori Desain Gempa Berdasarkan
Parameter Percepatan Respon Period 1 detik
Kategori Hunian
Nilai SD1
I atau II
III
IV
SD1 < 0,067
A
A
A
1,3
0,067 ≤ SD1 < 0,133
B
B
C
1,6
1,5
0,133 ≤ SD1 < 0,20
C
C
D
2,4
2,4
0,20 ≤ SD1
D
D
D
Lihat Pasal 11.4.7
Dari tabel 6.3 diatas, diperoleh nilai Fa =
1,0 untuk klasifikasi site B dengan nilai Ss =
0,6g.
Maka, SMS = Fa x Ss
= 1,0 x 0,6g
= 0,6g
Dari tabel 6.4 diatas, diperoleh nilai Fv =
1,0 untuk klasifikasi site B dengan nilai S1 =
0,2g.
Maka, SM1 = Fv x S1
= 1,0 x 0,2g
= 0,2g
6.3.8 Parameter Percepatan Spektral
Rencana
Setelah
Maximum
Considered
Earthquake (MCE) ditentukan, kemudian
dilakukan penentuan parameter percepatan
spektral rencana pada periode singkat (SDS) dan
periode 1detik (SD1) yang dihitung berdasarkan
ASCE 7-05, Pasal 11.4.4:
2
2
SDS = SMS =
0,2 = 0,13g
3
3
2
2
SD1 = SM1 =
0,6 = 0,4g
3
3
Parameter SDS dan SD1 nantinya akan
dipergunakan dalam menetukan Kategori
Desain Gempa dari struktur yang kita desain.
Untuk struktur yang didesain pada tugas
akhir ini berada pada Kategori Desain Gempa
C.
6.3.10 Arah Pembebanan Gempa
Menurut ASCE 7-05, Pasal 12.5.3,
pembebanan yang diterapkan pada struktur
yang dikenai Kategori Desain Gempa C harus
sebagai minimum, sesuai dengan persyaratan
ASCE 7-05, Pasal 12.5.2. Dimana menurut
Pasal 12.5.2, gaya gempa desain diijinkan
untuk diterapkan secara terpisah dalam
masing-masing arah dari dua arah ortogonal
dan pengaruh interaksi ortogonal diijinkan
untuk diabaikan. Pada tugas akhir ini,
konfigurasi arah pembebanan disamakan
dengan konfigurasi pembebanan pada SNI 031726-2002, dimana pengaruh pembebanan
gempa rencana dalam arah utama harus
dianggap efektif 100% dan dianggap terjadi
bersamaan pengaruh pembebanan gempa yang
arahnya tegak lurus dengan arah utama dengan
efektifitas 30%.
6.3.11 Penentuan Koefisien R, Cd, dan 0
Penentuan Koefisien R, Cd, dan
0
berdasarkan ASCE 7-05, Tabel 12.2-1 sesuai
dengan system struktur yang digunakan.
Dimana R adalah koefisien modifikasi respons,
0 adalah faktor kuat lebih sistem, dan Cd,
18
faktor
pembesaran
defleksi.
Sehingga
didapatkan R = 5 ; 0 =2,5 ; Cd = 4,5
6.3.12 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen
Berdasar pada Kategori Desain Gempa,
sistem struktural, kategori hunian dan
keteraturan bangunan yang disesuaikan pada
ASCE 7-05, Tabel 12.6-1, maka prosedur
analisis yang digunakan adalah Analisis Statik
Ekivalen.
6.3.12.1 Perkiraan Waktu Getar Alami
Fundamental (Ta)
Perkiraan waktu getar alami dari suatu
struktur (Ta) dihititung berdasarkan ASCE 705, Pasal 12.8.2.1:
Ta = Ct.hnx
Pada arah X:
Pada arah Y:
3/4
Ta = Ct.(hn)
Ta = Ct.(hn)3/4
3/4
= 0,0488 x (35,5)
=0,0488x (35,5)3/4
= 0,71 detik
= 0,71 detik
Berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 12.8.2,
perioda dasar, T, tidak boleh melebihi hasil
koefisien untuk batasan atas pada perioda yang
dihitung (Cu) dari Tabel 12.8-1 dan perioda
dasar pendekatan, Ta, yang ditentukan dari
Pasal 12.8.2.1. Dimana untuk parameter
percepatan respons spektrum desain pada 1
detik, SD1 = 0,13, koefisien Cu bernilai 1,7
maka:
T < TaCu = 0,71 x 1,7 = 1,21 detik
(OK)
6.3.12.2 Koefisien Gempa Dasar (CS)
Untuk penentuan koefisien respon gempa
(CS) dijelaskan dalam ASCE 7-05, Pasal
12.8.1.1 dimana CS dihitung dengan
persamaan:
S
0,4
Cs = DS =
= 0,1
R
5
Karena CS untuk T TL lebih kecil dari CS
awal, maka CS yang dipakai adalah 0,046.
6.3.12.3 Gaya Geser Dasar Total Gempa
Menurut ASCE 7-05, Pasal 12.8.1, geser
dasar gempa, V, dalam arah yang ditetapkan
harus ditentukan sesuai dengan persamaan
berikut:
V = CsW
Maka, V = CsWtotal
Pada arah arah X
Vx = 0,046 x 13966080 = 642439,68 kg =
642,44 ton
Pada arah Y
Vy = 0,046 x 13966080 = 642439,68 kg =
642,44 ton
6.3.12.4 Distribusi Gaya Gempa Vertikal
Distribusi
vertikal
beban
seismik
ditentukan berdasarkan ASCE 7-05, Pasal
12.8.3:
wx hxk
Fx = CvxV dan C x
n
wi hik
i 1
Karena T dari perhitungan sebelumnya adalah
0,71 detik, maka nilai k diperoleh dengan cara
interpolasi.
6.3.12.5 Distribusi Gaya Horisontal
Distribusi horizontal beban seismik
ditentukan berdasarkan ASCE 7-05, Pasal
n
12.8-13: V x
Tabel 6.6 Distibusi Gaya Gempa Vertikal (Fx) dan
Horizontal (Vx) pada Arah X & Y
hx
1,25
dengan koefisien modifikasi respons, R = 5
dan Faktor Keutamaan, I sebesar 1,25 untuk
Kategori Hunian III.
Nilai C S di atas tidak boleh melebihi
persamaan yang dirumuskan pada ASCE 7-05,
Pasal 12.8.1.1:
=
S D1
R
T
I
0,13
0,71
5
hxk
Wx
Wxhxk
Tingkat
I
Cs =
Fi
i x
untuk T < TL= 8 detik
= 0,046
1,25
dan Cs tidak boleh kurang dari 0,01.
Fx
Vx
(ton)
(ton)
Cvx
(m)
(m)
(ton)
(tm)
10
35.50
50.73
1047.12
53118.73
0.15
93.77
93.77
9
32.00
45.25
1411.20
63863.62
0.18
112.74
206.51
8
28.50
39.84
1411.20
56223.50
0.15
99.25
305.76
7
25.00
34.49
1411.20
48676.86
0.13
85.93
391.68
6
21.50
29.22
1411.20
41235.46
0.11
72.79
464.48
5
18.00
24.03
1411.20
33914.73
0.09
59.87
524.35
4
14.50
18.95
1411.20
26735.81
0.07
47.20
571.54
3
11.00
13.98
1411.20
19729.70
0.05
34.83
606.37
2
7.50
9.17
1411.20
12946.61
0.04
22.85
629.22
1
4.00
4.59
1629.36
7486.57
0.02
13.22
642.44
Jumlah
13966.08
363931.60
1.00
642.44
6.3.14 Desain Diafragma Akibat Gempa
Berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 12.10.1,
diafragma lantai dan atap harus didesain untuk
19
menahan gaya gempa rencana ditiaptingkat.
Dimana
diafragma
dibutuhkan
untuk
mentransfer gaya gempa rencana dari elemen
penahan vertikal diatas diafragma kepada
elemen penahan vertikal dibawah diafragma
dikarenakan perubahan kekakuan lateral relatif
dalam elemen vertikal, bagian yang
ditransferkan dari gaya geser gempa ditingkat
itu, Vx, harus ditambahkan pada gaya desain
diafragma.
Karena pada sistem lantai flat plate pelat
lantai dan atap merupakan struktur primer
yang tidak hanya menyalurkan beban gempa
tapi juga untuk menahan beban lateral gempa
maka, diafragma lantai pada sistem ini harus
didesain untuk menerima gaya gempa rencana
ditiap tingkat. Untuk gaya gempa rencana
ditiap tingkat, Fx dihitung sesuai dengan
persaman pada ASCE 7-05, Pasal 12.10.1.1
sebagai berikut:
n
Fi
F px i nx
w px
w
i x i
9
8
7
6
5
4
3
2
1
ASCE 7-05, Pasal 12.10.1.1 juga memberi
batasan Fpx dimana gaya yang ditentukan dari
persamaan diatas tidak perlu melebihi
0,4SDSIwpx tetapi tidak boleh kurang dari
0,2SDSIwpx.
Contoh perhitungan:
Pada lantai 8, x = 8
99,25 112,74 93,77
Fpx=
1411,20
1411,20 1411,20 1047,12
= 111,51 ton
Periksa batasannya:
0,2SDSIwpx = 0,20 0,4 1,25 wpx = 0,1wpx
= 0,1(1411,20) = 141,12 ton
0,4SDSIwpx = 0,40 0,4 1,25 wpx = 0,2wpx
= 0,2(1411,20) = 282,24 ton
(x)
10
112,74
118,54
141,12
282,24
141,12
99,25
111,51
141,12
282,24
141,12
85,93
104,67
141,12
282,24
141,12
72,79
97,95
141,12
282,24
141,12
59,87
91,32
141,12
282,24
141,12
47,20
84,77
141,12
282,24
141,12
34,83
78,32
141,12
282,24
141,12
22,85
71,98
141,12
282,24
141,12
13,22
74,95
162,94
325,87
162,94
V=642,44
dimana:
Fpx = gaya desain diafragma
Fi = gaya desain yang diterapkan di Tingkat
i
wi = tributari berat sampai Tingkat i
wpx = tributary berat sampai diafragma di
Tingkat x
Lantai
1411,2
0
1411,2
0
1411,2
0
1411,2
0
1411,2
0
1411,2
0
1411,2
0
1411,2
0
1629,3
6
Tabel 6.7 Gaya Gempa Rencana Diafragma (Fpx) pada
Tingkat Arah X & Y
Fpx yang
Batasa
Wpx
Fx
Fpx
Batasan
direncanaka
n
n
Fpx >
Fpx <
(ton)
(ton)
(ton)
0,2SDS
0,4SDSIw
(ton)
Iwpx
px
1047,1
93,77
93,77
104,71
209,42
104,71
2
20
V=1396,61
Karena nilai minimum, 0,2SDSIwpx, pada semua
tingkat lebih besar dari nilai Fpx maka yang
dipakai sebagai gaya gempa rencana diafragma
adalah berdasarkan nilai 0,2SDSIwpx sesuai
persyaratan ASCE 7-05, Pasal 12.10.1.1
(0,2SDSIwpx < Fpx < 0,4SDSIwpx).
6.3.15 Kontrol Drift
Berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 12.8.6,
drift tingkat desain ( ) harus dihitung sebagai
perbedaan defleksi pada pusat masa di tingkat
teratas dan terbawah yang ditinjau. Bilamana
desain tegangan ijin digunakan,  harus
dihitung menggunakan gaya gempa tingkat
kekuatan yang ditetapkan dalam ASCE 7-05,
Pasal 12.8 tanpa reduksi untuk desain tegangan
ijin. Defleksi tingkat x di pusat masa ( x) harus
ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:
C d xe
x
I
Drift diatas tidak boleh melebihi drift
limit tingkat yang diijinkan ( a) sesuai dengan
ASCE 7-05, Tabel 12.12-1, dimana nilai story
drift ( a) yang dijinkan untuk sistem yang
digunakan pada tugas akhir ini tidak boleh
melampaui 0,015 kali tinggi tingkat.
Δs < a = 0,015hsx
Δs < 0,015 4000 = 80 mm (untuk hi =4,00 m)
ASCE 7-05, Pasal 12.12.2 juga
mensyaratkan Defleksi pada bidang diafragma,
seperti ditentukan dengan analisis rekayasa,
tidak boleh melebihi defleksi ijin elemen yang
terhubung. Defleksi ijin harus merupakan
defleksi yang akan mengijinkan elemen yang
terhubung untuk mempertahankan integritas
strukturnya akibat pembebanan individu dan
terus mendukung beban yang ditetapkan.
Tabel 6.9 Kontrol Drift Limit Pada Gempa Arah X
Story
Drift a
Zi
δxe
δx
drift
antar
Lantai
Ket.
(m)
(mm)
(mm)
limit
tingkat
(mm)
(mm)
10
35.5 34.01 122.45
12.21
52.5
OK
9
32
30.62 110.25
12.87
52.5
OK
8
28.5 27.05
97.38
13.39
52.5
OK
7
25
23.33
83.99
13.78
52.5
OK
6
21.5 19.50
70.21
13.93
52.5
OK
5
18
15.63
56.27
13.75
52.5
OK
4
14.5 11.81
42.52
13.13
52.5
OK
3
11
8.17
29.40
11.93
52.5
OK
2
7.5
4.85
17.47
10.10
52.5
OK
1
4
2.05
7.37
7.37
60
OK
Tabel 6.10 Kontrol Drift Limit Pada Gempa
Arah Y
Drift
Story
drift
limit
(mm)
Ket.
52.5
OK
10.22
52.5
OK
10.59
52.5
OK
OK
Lantai
Zi
(m)
δxe
(mm)
δx
(mm)
10
35.5
26.88
96.76
antar
tingkat
(mm)
9.78
9
32
24.16
86.97
8
28.5
21.32
76.76
a
7
25
18.38
66.16
10.86
52.5
6
21.5
15.36
55.30
10.93
52.5
OK
5
18
12.33
44.37
10.75
52.5
OK
4
14.5
9.34
33.62
10.25
52.5
OK
3
11
6.49
23.37
9.33
52.5
OK
OK
OK
2
7.5
3.90
14.04
7.98
52.5
1
4
1.68
6.06
6.06
60
6.4 Hasil Perhitungan Tulangan
Setelah dilakukan perhitungan gaya
gempa rencana kemudian didapatkan output
gaya dalam dengan bantuan program ETABS
9.07 dan hasil penulangan untuk tiap elemen
struktur sebagai berikut.
Setelah dilakukan perhitungan gaya
gempa rencana kemudian didapatkan output
gaya dala dengan bantuan program ETABS
9.07 dan hasil penulangan untuk tiap elemen
struktur sebagai berikut.
a. Balok Tepi
Balok tepi Memanjang
- Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =
2267,04 mm2) dan daerah tumpuan bawah
didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)
- Daerah lapangan atas didapat 5D-19 (As =
1416,9 mm2) dan daerah lapanganbawah
didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)
Balok tepi Melintang
- Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =
2267,04 mm2) dan daerah tumpuan bawah
didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)
- Daerah lapangan atas didapat 5D-19 (As =
1416,9 mm2) dan daerah lapanganbawah
didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)
21
b. Pelat
Pelat Eksterior
Arah X
• Tulangan tumpuan luar lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-320
Tulangan bawah
: D 16-160
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-80
Tulangan bawah
: D 16-40
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
Arah Y
• Tulangan tumpuan luar lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-80
Tulangan bawah
: D 16-40
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
Pelat Interior
Arah X
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-80
Tulangan bawah
: D 16-40
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
Arah Y
• Tulangan tumpuan dalam lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-80
Tulangan bawah
: D 16-40
• Tulangan lapangan lajur kolom
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
shear yang dihasilkan oleh ASCE 7-05 baik
gempa pada arah X dan arah Y. Akan tetapi,
pada ASCE 7-05 mensyaratkan pada struktur
yang mempunyai diafragma dalam hal ini pelat
sebagai SPBL (sistem pemikul beban lateral)
seperti pada sistem lantai flat Plate harus pula
didesain gaya gempa rencana yang akan
diterima oleh diafragma. Gaya gempa yang
diterima oleh diafragma ini kemudian
dibandingkan dengan gaya geser dasar total
yang telah dihitung dengan ASCE 7-05
sebelumnya dan dipilih yang terbesar diantara
keduanya. Didapatkan gaya geser (V) yang
terbesar adalah gaya geser diafragma sebesar
1396,61 ton untuk arah X dan Y. Sehingga
untuk struktur dengan sistem lantai flat plate,
gaya geser dasar (base shear) terbesar adalah
berdasarkan perhitungan ASCE 7-05.
c. Drift yang terjadi
Dari analisis program ETABS 9.07,
didapatkan nilai drift (simpangan) yang
terbesar berdasarkan gaya gempa rencana yang
dihitung berdasarkan ASCE 7-05 dibanding
dengan SNI 03-1726-2002. Dimana drift yang
dihasilkan oleh gaya gempa rencana ASCE 705 adalah sebesar 34,01 mm.
• Tulangan tumpuan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
• Tulangan lapangan lajur tengah
Tulangan atas
: D 16-250
Tulangan bawah
: D 16-250
c. Kolom
Kolom Ekterior didapatkan tulangan 20D16
direncanakan tipikal untuk semua lantai
Kolom Interior didapatkan tulangan 20D16
direncanakan tipikal untuk semua lantai
d. Shearwall
Untuk penulangan pada badan dinding
geser didapatkan:
- Tulangan Vertikal
: 2D12-300 mm
- Tulangan Horizontal : 2D12-100 mm
Untuk Komponen batas pada dinding geser
didapatkan tulangan 24D19
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 KESIMPULAN
Dari rangkaian analisis dan perhitungan
yang telah dilakukan
pada bab-bab
sebelumnya kemudian disimpulkan dan
dirangkum pada bab ini, dengan tujuan agar
pembaca dapat secara lengsung mengetahui
hasil perbandingan yang meliputi hasil analisis
gaya gempa yang terjadi dan hasil penulangan.
7.1.1 Hasil Analisa Gaya Gempa
a. Perhitungan gempa dengan menghasilkan
gaya geser dasar (base shear):
- Gaya geser dasar total akibat gempa:
Pada arah arah X
Vx = 777332,84 kg = 777,33 ton
Pada arah Y
Vy = 1066500,65 kg = 1066,5 ton
b. Perhitungan gempa dengan ASCE 7-05
menghasilkan gaya geser dasar (base shear):
- Gaya geser dasar total akibat gempa:
Pada arah arah X
Vx = 642439,68 kg = 642,44 ton
Pada arah Y
Vy = 642439,68 kg = 642,44 ton
- Gaya geser dasar akibat gaya gempa pada
diafragma (pelat):
Pada arah arah X
Vx = 1396608 kg = 1396,61ton
Pada arah Y
Vy = 1396608 kg = 1396,61ton
Dari data diatas dapat disimpulkan, bahwa
sejatinya SNI 03-1726-2002 menghasilkan
base shear yang lebih besar daripada base
7.2.2 Hasil Analisa Penulangan
Dari hasil penulangan dari analisis pada
bab sebelumnya dapat disimpulkan, untuk
penulangan kolom dan balok pada SNI 031726-2002 dan ASCE 7-05 hasil penulangan
tidak berbeda jauh. Hal ini dikarenakan balok
dan kolom menerima beban lateral yang kecil.
Perbedaan Penulangan terlihat jelas pada
elemen penahan beban lateralnya yaitu pelat
dan shearwall. Dimana didapatkan hasil
penulangan yang jauh lebih banyak terutama
pada tulangan pada jalur kolom pada pelat dan
tulangan horizontal pada shearwall apabila
gedung didesain berdasarkan ASCE 7-05. Hal
ini dikarenakan gaya gempa rencana
berdasarkan ASCE 7-05 jauh lebih besar dari
gaya gempa rencana berdasarkan SNI 031726-2002.
7.2 Saran
1. Untuk perancangan bangunan gedung tahan
gempa di Indonesia, sudah seharusnya
menggunakan Tata Cara Pembebanan
Gempa yang terbaru yakni berdasarkan
ASCE
7-05.
Disamping
karena
teknologinya lebih maju dibanding SNI 031726-2002, perhitungan gaya gempa
rencana yang dihasilkan juga lebih akurat
karena
persyaratan-persyaratan
untuk
22
bangunan tahan gempa lebih spesifik dan
mendetail. Misalnya seperti pada bangunan
dengan sistem lantai seperti flat plate,
perancangan gaya gempa rencananya
sebaiknya didesain dengan ASCE 7-05
karena
pada
ASCE
7-05
juga
memperhitungkan gaya gempa rencana
yang diterima oleh diafragma (pelat)
sementara pada SNI 03-1726-2002 tidak
ada persyaratan demikian.
2. Dengan adanya peta Wilayah Gempa yang
terbaru maka sudah selayaknya SNI 031726-2002 harus diupdate dan diperbaharui
karena ketentuan-ketentuan yang ada pada
SNI 03-1726-2002 sudah tidak relevan dan
tidak bisa digunakan untuk menentukan
gaya gempa rencana berdasarkan peta
Wilayah Gempa indonesia yang baru.
3. Untuk studi selanjutnya, perancangan
bangunan dengan menggunakan pembeban
gempa
ASCE
7-05,
pendetailan
tulangannya sebaiknya dilakukan dengan
menggunakan ACI-08 karena ketentuanketentuan pada ASCE 7-05 lebih relevan
pada ACI-08 dibanding SNI 03-2847-2002
yang merujuk pada ACI-99.
4. Untuk selanjutnya studi bisa dilakukan pada
struktur yang memiliki konfigurasi tidak
simetris.
DAFTAR PUSTAKA
American Society of Civil Engineers. 2005.
Minimum Design Loads for Buildings
and Other Structures. ASCE 7-05. 388
hal.
Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata
Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Bangunan Gedung. SNI 031726-2002. 85 hal.
Badan Standarisasi Nasional. 2005. Tata
Cara
Perhitungan
Pembebanan
Untuk Bangunan Rumah Dan
Gedung. RSNI 03-1727-1989. 169 hal.
Nawy, E.G., Tavio, dan Kusuma, B. 2010.
Beton Bertulang: Sebuah Pendekatan
Mendasar, Edisi Kelima, Jilid 1.
Surabaya : ITS Press. 438 hal.
Nawy, E.G., Tavio, dan Kusuma, B. 2010.
Beton Bertulang: Sebuah Pendekatan
Mendasar, Edisi Kelima, Jilid 2.
Surabaya : ITS Press. 893 hal.
Purwono, R., dan Tavio. Maret 2010. Evaluasi
Cepat Sistem Rangka Pemikul
Momen Tahan Gempa. Surabaya : ITS
Press. 51 hal.
Purwono, R. 2005. Perencanaan Struktur
Beton Bertulang Tahan Gempa Edisi
Ketiga. Surabaya : ITS Press. 274 hal.
Purwono, R., Tavio, I. Imran, dan I.G.P.Raka.
Maret 2007. Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung
(SNI
03-2847-2002)
Dilengkapi
Penjelasan
(S-2002).
Surabaya : ITS Press. 408 hal.
Tavio, dan Kusuma, B. Maret 2009. Desain
Sistem Rangka Pemikul Momen dan
Dinding Struktur Beton Bertulang
Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press.
141 hal.
Tumilar, S. 2008. Petunjuk Penggunaan
Ketentuan Seismik dan Angin
Berdasarkan ASCE 7-05 dan IBC
2006. Jakarta ; HAKI. 264 hal.
23