PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SHELTER TSUNAMI DI

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SHELTER TSUNAMI
DI KOTA PADANG
Asri Yuda Trinanda, Wardi, Rini Mulyani
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang
Email : [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Secara geografis, Indonesia merupakan Negara kepulauan yang terletak pada pertemuan tiga
lempeng tektonik dunia, yaitu lempeng Eurasia, Indo-Australia dan Pasifik. Hal ini menyebabkan
sebagian besar wilayah Indonesia sangatlah rentan terhadap bahaya gempa dan tsunami. Shelter
evakuasi harus direncanakan sedemikian rupa sehingga memiliki ketahanan terhadap beban
gempa dan tsunami. Tugas akhir ini bertujuan untuk merencanakan bangunan gedung 5 lantai
dari beton bertulang yang berfungsi sebagai shelter tsunami di Kota Padang. Gedung 5 lantai ini
memiliki ketinggian total 20 m dan berpedoman kepada SNI 03-2847-2013, SNI 1726-2012 dan
FEMA P-646. Analisis struktur dengan pemodelan gedung 3D berbasis Metode Elemen Hingga.
Berdasarkan SNI 1726-2012, diperoleh kategori risiko gempa IV, kondisi tanah lunak (SE), nilai
respons percepatan gempa SDS = 0,811g dan SD1 = 0,958g. Untuk penentuan gaya gempa,
digunakan Metode Analisa Statik Ekivalen dengan gaya geser dasar seismic arah-X yang
diperoleh sebesar 25335,10Kn dan arah-Y sebesar 25335,10kN. Beban tsunami yang
diperhitungkan adalah gaya hidrodinamik, gaya gelombang, dan gaya tumbuk. Berdasarkan
perencanaan yang dilakukan, konsep strong column weak beam pada gedung juga ditinjau
sehingga memenuhi persamaan ΣMnc >1,2 ΣMnb. Nilai ΣMnc yang diperoleh adalah 3451,2kNm dan ΣMnb3423,77kN-m. Untuk struktur bawah direncanakan pondasi tiang pancang kelompok
sedalam 22m, daya dukung vertikal tiang sebesar 2558,72kN.
Kata kunci :bangunan shelter tsunami, betonbertulang, gempa, tsunami, FEMA P-646.
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Wardi, M.Si
Dr. Rini Mulyani, M.Sc.(Eng.)
THE DESIGN OF A TSUNAMI EVACUATION BULDING IN PADANG CITY
Asri Yuda Trinanda, Wardi, Rini Mulyani
Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta of
University Padang
Email :[email protected], [email protected], [email protected]
Abstract
Geographically, Indonesia is an archipelago that lies on the boundary of three major tectonic
plates in the world such as the Eurasian plate, the Indo-Australian plate and the Pacific plate. As a
consequence, most of the Indonesian region is really prone to both earthquake and its associated
tsunami. The evacuation buildings have to be designed to withstand both earthquake and tsunami
loads in which has been done in this study. In this study, a 5 story reinforced concrete moment
resisting frame building is designed, which is located in Padang City. The building has a total
height of 20 m and it has been designed according to the Indonesian building codes:the SNI 032847-2013 (building code for reinforced concrete structures) and SNI 1726-2012 (building code
for earthquake resistant structures) as well as the American FEMA P-646 (building code for
tsunami resistant structures).Structural analysis is performed using the 3D modelling based on a
Finite Element Method. Based on the SNI 03-2847-2013, the earthquake risk categoryof IV is
obtained for the building. The soil type is soft (SE) and the resulting acceleration response spectra
areSDS= 0.811gand SD1 = 0.958g. Tsunami loads considered in this study are hydrodynamic force,
impulsive forces, and debris impact forces. The concept of strong column weak beam is also
adopted to fulfill the ΣMnc> 1,2ΣMnb requirement. Based on the outcomes, the sum of moment
capacities of the columns (ΣMnc) and the beams (ΣMnb) are 3451,2 KN-m and ΣMnb 3423,77
KN-m, respectively. For the lower structures, pile group foundations with the depth of 22 m are
used, which have a vertical bearing capacity of 2558,72kN.
Keywords: building shelter tsunami, reinforced concrete, earthquake, tsunami, FEMA P-646.
First Supervisor
Second Supervisor
Ir. Wardi, M.Si
Dr. Rini Mulyani, M.Sc.(Eng.)
dibutuhkan perencanaan bangunan yang
A.
PENDAHULUAN
tahan gempa dan tsunami khususnya untuk
Indonesia merupakan negara dengan
tingkat intensitas kegempaan dan tsunami
bangunan yang berfungsi sebagai shelter
tsunami.
yang cukup tinggi. Ini disebabkan karena
secara
geografis
merupakan
Indonesia belum memiliki peraturan
Negara kepulauan dan pertemuan tiga
yang baku dalam merencanakan bangunan
lempeng tektonik utama, yaitu Eurasia, Indo-
evakuasi tsunami (shelter tsunami), sehingga
Australia, dan Pasifik.
dalam
Catatan
Indonesia
mengenai
merencanakannya
kita
masih
intensitas
berpedoman kepada peraturan luar yaitu
kegempaan dan tsunami di Indonesia dengan
FEMA (Federal Emergency Management
magnitudo Mw yang besar dalam sepuluh
Agency). Hal inilah yang melatarbelakangi
tahun terakhir. Hal ini dapat dilihat pada
penulis mengangkat topik “Perencanaan
gempa tahun 2004 di propinsi Nanggroe
Struktur Gedung Shelter Tsunami di
Aceh Darussalam (NAD) dengan magnitudo
Kota Padang”.
Mw 9,1 yang memicu terjadinya tsunami
hingga berdampak 6 (enam) negara di
Samudera Hindia (Indonesia, Sri Langka,
B.
METODOLOGI
India, Thailand, Maladewa dan Somalia),
Dalam penulisan tugas akhir ini,
Sumatera Barat magnitudo Mw 7,6 yang
metodologi yang digunakan yaitu studi
menyebabkan
literature, pengumpulan data, dan metode
hingga
tanah
menimbun
Kabupaten Pariaman,
longsor
(landslide)
perkampungan
di
D.I. Yogyakarta,
analisa dengan rincian sebagai berikut :
1. Studi literatur
Bengkulu dan Nias (Mulyani, 2015).
Gempa besar yang terjadi di Padang
berkekuatan ± 7,9 SR pada tanggal 30
Studi

dilakukan,
Prinsip umum perencanaan struktur dan
komponen pada struktur gedung.

Sumatera Barat memiliki pontensi yang
cukup besar terhadap gempa dan tsunami.
yang
diantaranya :
september 2009 menyebabkan beberapa
bangunan gedung hancur dan rusak total.
literatur
Teori tentang konsep gedung tahan
gempa dan tsunami.

Wilayah yang terkena dampak tsunami
Sehingga untuk mengurangi korban jiwa
di kota Padang berdasarkan peta tsunami,
akibat gempa dan tsunami yang terjadi
serta arah arus gelombang itu sendiri.

Teori analisa gaya gempa dan tsunami
Dimensi yang diperoleh untuk komponen
terhadap bangunan gedung.

Langkah-langkah
atau
a. Dimensi Struktur
prosedur
perencanaan gedung akibat gaya gempa
dan gaya tsunami.
2. Pengumpulan data
struktur adalah :
 Struktur pelat
-
Pelat atap, tebal = 150 mm
-
Pelat lantai, tebal = 150 mm
 Struktur balok
Data-data yang dibutuhkan adalah data
-
Balok induk (50/70)
tanah, data ketinggian tsunami di kota
-
Balok anak (35/50)
Padang, mutu bahan dan data pendukung
lainnya.
3. Metode analisa
Metode analisa pada penulisan tugas
akhir ini adalah :
 Struktur kolom
-
Lantai 1 & 2 (K-850)
-
Lantai 3 & 4 (K-800)
-
Lantai 5 (K-750)
 Struktur tie beam (50/70)
 Pondasi

Analisa beban gravitasi.
Pondasi yang digunakan pondasi tiang

Analisa beban gempa.
pancang dengan diameter 40 cm.

Analisa beban tsunami.

Analisis struktur.
b. Beban-beban yang Bekerja

Perencanaan struktur atas gedung.
1. Beban Gravitasi

Perencanaan struktur bawah gedung.
C.
1.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan Struktur
Perencanaan struktur gedung shelter
tsunami memiliki total tinggi bangunan 20
Beban mati (dead load)
-
Instalasi ME + Plumbing = 20 kg/m2
-
Plafond + Penggantung
= 18 kg/m2
-
Plesteran
= 21 kg/m2
Beban hidup (live load)
-
Beban hidup shelter
= 500 kg/m2
m, panjang bangunan 56 m, lebar bangunan
42 m, jumlah lantai 5 (lima) lantai dengan
jenis struktur beton bertulang. Mutu bahan
yang digunakan fc’ 30 MPa, 35 MPa dan
mutu baja fy 400 MPa.
2. Beban Gempa
Sebelum dilakukan perhitungan beban
gempa terlebih dahulu ditentukan parameter
struktur yang dibutuhkan dalam analisis

Sistem dan parameter struktur = Sistem
dengan tahapan sebagai berikut :
Rangka

Kategori risiko bangunan gedung =
(SRPM-K)
kategori risiko IV, faktor keutamaan
-
R
=8
gempa (Ie) = 1,50.
-
Ω0
=3
Respon spectra percepatan untuk kota
-
Cd
=5½
Padang, perioda 0,2 detik Ss = 1,351g
-
hn
= Tidak dibatasi (TB)


dan perioda 1,0 detik S1 = 0,599g.



Momen
Khusus
Fleksibelitas diafragma = diafragma
kaku.
Klasifikasi situs (jenis tanah) yang

diperoleh tanah lunak (SE).
Pemikul
Evaluasi system struktur terkait dengan
Koefisien situs Fa dan Fv
ketidakberaturan konfigurasi = struktur
-
Fa = 0,9
digolongkan pada struktur beraturan.
-
Fv = 2,4
Percepatan spectra disain
-
-

Faktor redudansi (ρ) = 1,3

Prosedur analisis gaya lateral = analisis
Percepatan respon spectra perioda
gaya lateral ekivalen.
0,2 detik.

Pemodelan struktur = 3-D
SMS
= 1,216

Analisis struktur akibat beban gempa
SDS
= 0,811
lateral ekivalen.
Percepatan respon spectra perioda
-
Geser dasar seismik
1,0 detik.
Geser dasar seismik arah-X, Vx =
SM1
= 1,438
25335,10 kN.
SD1
= 0,958
Geser dasar seismik arah-Y, Vy =
25335,10 kN.
-
Menghitung perioda
Arah X (T1) = 0,7700 detik
Arah Y (T2) = 0,7636 detik
-
Menghitung distribusi vertikal gaya
gempa
Gambar C.1 Respon spectra gempa

Kategori
Disain
Seismik-KDS
Kategori Disain Seismik D (KDS-D).
=
Fx = Cvx . V
CVX
=
=1
ℎ
ℎ
T = 0,7700 detik, k = 1,135
-
Elevasi bangunan dari tinggi muka
T = 0,7636 detik, k = 1,096
laut rata-rata (z) = 4 m (asumsi).
Tabel C.1 Perhitungan distribusi gaya gempa
arah-X
a. Gaya
Lantai X
hx (m)
hxk (m)
W (kN)
Wxhxk
(kN.m)
Cvx
V (kN)
Fix (kN)
Atap
Lantai 5
Lantai 4
Lantai 3
Lantai 2
20.0
16.0
12.0
8.0
4.0
29.97
23.26
16.78
10.59
4.82
18224.60
20928.35
20928.35
21257.81
22792.02
546169.00
486867.93
351241.40
225177.84
109931.18
0.318
0.283
0.204
0.131
0.064
25335.10
25335.10
25335.10
25335.10
25335.10
894.20
797.11
575.06
368.67
179.98
104131.13 1719387.37
1.00
126675.52
2815.01
Jumlah
Tabel C.2 Perhitungan distribusi gaya gempa
arah-Y

Lantai Y
hy (m)
hyk (m)
Atap
Lantai 5
Lantai 4
Lantai 3
Lantai 2
20.0
16.0
12.0
8.0
4.0
Jumlah
29.70
23.07
16.66
10.53
4.80
W (kN)
Wyhyk
(kN.m)
18224.60 541282.47
20928.35 482835.07
20928.35 348632.73
21257.81 223777.48
22792.02 109474.94
104131.13 1706002.70
V (kN)
Fiy (kN)
0.317
0.283
0.204
0.131
0.064
1.00
25335.10
25335.10
25335.10
25335.10
25335.10
126675.52
1339.73
1195.06
862.90
553.87
270.96
4222.52
Simpangan antar lantai
Tabel C.3 Resume simpangan antar lantai
Lantai
Δx (mm)
Δy (mm)
Δizin (mm)
1
2
3
6.20
16.12
25.87
1.94
5.11
8.25
40
40
40
4
33.22
10.66
40
5
37.70
12.13
40
Kecepatan
aliran
yang
mendukung
dapat
(hu2)max = g.R2. 0,125 − 0,235. + 0,11.
Besarnya gaya hidrodinamik adalah :
= (1/2) .ρs.Cd.B.(hu2)max
Tabel C.4 Resume gaya hidrodinamik
Kolom
Velocity (m/dt)
Hydrodynamic
Forces (kN/m)
K-850
105
14.67
K-800
105
13.81
K-750
105
12.95
b. Gaya gelombang (impulsive forces)
Besarnya gaya gelombang (impulsive
forces) dapat ditentukan dengan persamaan
berikut :
Fs
= 1,5Fd
Tabel C.5 Resume gaya gelombang
dalam
perhitungan beban tsunami adalah :
-
tsunami
ditentukan dengan persamaan berikut :
Kolom
Velocity (m/dt)
K-850
K-800
K-750
105
105
105
3. Beban Tsunami
Data-data
(hydrodinamic
forces)
Fd
Cvy
hidrodinamik
Massa jenis aliran tsunami (ρs) =
1100 kg/m3
Impulsive Forces
(kN/m)
22.01
20.72
19.42
c. Gaya tumbuk (debris impact forces)
Akibat material yang terbawa oleh arus
-
Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2
gelombang tsunami dapat menjadi gaya
-
Tinggi runup tsunami (R*) = 10 m
tambahan yang akan menghantam struktur
(asumsi)
gedung. Material yang menghantam struktur
2
tergantung dari lokasi dimana posisi struktur
pelat diasumsikan terjepit sejati
bangunan.
Ly/Lx = 7,00/3,50 = 2
Disini
penulis
menganggap
bahwa disekitar bangunan banyak terdapat
Berdasarkan tabel 4.2.b buku Grafik dan
gelondongan kayu yang suatu waktu menjadi
Tabel
beban tambahan pada struktur. Dengan data-
didapatkan :
data sebagai berikut, berat (md) = 450 kg,
Mlx = 0,001 Wu . Lx2 . x
dimana :x = 58
koefisien massa hidrodinamik (c) = 0, dan
Mly = 0,001 Wu . Lx2 . x
dimana :x = 15
kekakuan efektif puing (k) = 2,4 x 106 N/m
Mtx = -0,001 Wu . Lx2 . x dimana :x = 82
(FEMA P-646).
Mty = -0,001 Wu . Lx2 . x dimana :x = 53
Perhitungan
Beton
Bertulang
Kecepatan maksimum puing adalah :
umax
=
Maka momen disain pelat atap :
2. . . (1 − )
Besar gaya tumbuk adalah :
Fi
= 1,3.umax.
.
. (1 + )
Besar gaya tumbuk yang terjadi pada
struktur adalah 567,71 kN yang berada pada
permukaan tertinggi aliran tsunami yaitu 9m.
Mlx = 0,001x1433,2x3,52x58 =1018,29 kg.m
Mly = 0,001x1433,2x3,52x12 = 210,68 kg.m
Mtx =-0,001x1433,2x3,52x82=-1439,65 kg.m
Mty =-0,001x1433,2x3,52x53 =-930,51 kg.m
c. Analisis Struktur
1. Penulangan pelat
 Perencanaan Tulangan Lapangan (Mlx)
DL = 101 kg/m2 + berat sendiri pelat
Mu = 1018,29 kg.m = 1018,29 x 104 N.mm
= 101 kg/m2 + (0,15 m x 2400 kg/m3)
LL
= 461 kg/m
2
= 550 kg/m
2
Wu = 1,2 DL + 1,6 LL
= (1,2 x 461) + (1,6 x 550)
= 1433,2 kg/m
b
= 1000 mm
h
= 150 mm
p
= 20 mm
Dutama
= 10 mm
d
= h – p – ½ Dutama
2
= 150 – 20 – 5
= 125 mm
fc’
= 30 MPa
fy
= 400 MPa
β1 = 0,85 –
,
(
)
= 0,00184
, (fc’ > 28 MPa)
ρ < ρmin ; maka digunakan ρ = 0,00184
= 0,83
Luas tulangan tarik (As)
Mn = Mu/ø
=
,
,
As
=ρxbxd
As
= 0,0035 x 1000 x 125
= 437,50 mm2
= 11314333,33 N.mm
Rn
S
= Mn/bd2
,
=
= 0,72412 N/mm2 = 724,12 KN/m2
=
0,25 x  x D 2 x 1000
As
=
0,25 x 3,14 x 10 2 x 1000
437,50
= 179,43 mm
ρmin = 1,4/fy
Di pakai tulangan D10 – 150 mm  As
= 1,4/400
= 524 mm2.
= 0,0035
ρb
= 0,85.β1 x
fc'  600 
x
fy  600  fy 
= 0,85 x 0,83 x
30
 600 
x 
400
 600  400 
= 0,0317
ρmax = 0,75 ρb
= 0,75 x 0,0317
= 0,0238
m
=
fy
0,85. fc'
=
400
0,85 x30
Gambar C.2 Penulangan Pelat
2. Penulangan balok
Data-data yang diketahui sebagai berikut:
= 15,69
ρ
1
Rn 

= 1  1  2m
m
fy 
1 
724,12
1  1  2 x15,69 x
=
15,69 
400





Tinggi balok (h) = 700 mm

Lebar balok (b) = 500 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

Dia. tulangan utama = D22 dan D19

Diameter sengkang
= D13

Mutu beton (fc’)
= 30 MPa

Mutu baja (fy)

Faktor reduksi lentur (ø)

β1= 0,85 –
,
= 400 MPa
(
= 50% x 1527,54
= 0,9
)
, (fc’ > 28 MPa)
= 0,83

Mn2 = 20% x Mn
= 763,77 kN.m
2. Perkirakan luas tulangan tarik (asumsikan
lengan momen jd)
tinggi efektif (d) = h – p – ½ Ø tul.utama -
Asumsi : jd = 0,9d
= 0,9 x 636 = 575,1 mm
Ø tul.sengkang
= 700 – 40 – 11 -13
= 636 mm

Mn1 = As1 . fy . jd
As1
=
.
d’ = p + Ø tul.sengkang + ½ Ø tul.utama
Mn2 = As2 . fy . (d-d’)
Penulangan Daerah Tumpuan
Mu
,
= 3320,18 mm2
= 40 + 10 + ½ 19
= 59,5 mm
,
=
As2
=
. (
,
=
)
(
= 3294,97 mm2
= 1374,79 kN.m
, )
Jadi luas tulangan tarik (As),
Tulangan tarik dan tulangan tekan pada
As
= As1 + As2
penampang balok diasumsikan telah leleh.
= 3320,18 + 3294,97
= 6615,16 mm2
3. Periksa As terhadap Asmin
Asmin =
1. Hitung momen nominal
Mn = Mu / ø = 1374,79/0,9 = 1527,54 kN.m
Mn = Mn1 + Mn2
Asumsi, momen nominal tulangan tarik 50%
dan momen tulangan tekan 50%
Mn1 = 80% x Mn
= 50% x 1527,54
= 763,77 kN.m
√
.
b.d=
500 . 636
= 1093,73 mm2
Asmin =
,
b.d=
,
500 . 636
=1113 mm2
Asmin yang digunakan adalah yang terbesar
yaitu 1113 mm2
As > As min
6615,16 mm2 > 1113 mm2
(OK)
Maka digunakan tulangan
0,85.fc’.a.b + As’.Es. 0,003
-
Tulangan tarik 14 D25 (As = 6842,39 mm2)
-
2
Tulangan tekan 12 D19(As’ = 3402,34 mm )
− 1. ′
=
As.fy (dikali a)
0,85.fc’.a2.b + As’.Es.0,003.(a-β1.d’) = As.fy.a
0,85.30.a2.500 + 3402,34.2x105.0,003.a - 3402,34.2x105.0,003. 0,83.59,5 = 6842,39.400.a
12750a2 + (482304 - 1367784).a – 26220456,96 = 0
4. Periksa asumsi tulangan
12750a2 – 885480a – 26220456,96 = 0

Asumsi tulangan tekan sudah leleh (fs’ = fy
Didapat nilai a = 120,3 mm
dan εs’ > εy)
Tinggi garis netral (c)
c = a/β1
0,85.fc’.a.b = As1.fs
= 120,3/0,83 = 144,94 mm
0,85.fc’.a.b = (As – As’).fy
a=
=
(
,
.
.
,
εs’ = 0,003
.
,
.
,
.
).
= 107,92 mm
Tinggi garis netral (c) c = a/β1
= 107,92/0,83 = 130,03 mm
,
= 1,8 x 10-3
fs’ = εs’.Es
= (1,18 x 10-3) x (2 x 105)
= 353,67 MPa
= 0,003
-3
,
,
5. Periksa terhadap rasio tulangan minimum
,
ρ=
εy = fy/Es = 400 / 200000 = 2 x 10-3
εs’ < εy (tulangan tekan belum leleh)

,
εs’ < εy (tulangan tekan belum leleh) (OK)
εs’ = 0,003
= 1,6 x 10
,
= 0,003
Gunakan asumsi 2 (tulangan tekan belum
ρ’ =
.
=
.
=
.
ρb = 0,85.β1.
,
.
= 0,0209
,
= 0,0107
.
leleh, dimana fs’ = εs’.Es dan εs’ < εy)
= 0,85.0,83.
0,85.fc’.a.b + As.fy = As’.fs’
fs’ = εs’.Es
= 0,0317
= 0,003
= 0,003
= 0,003
.
.Es
/
/
ρmax = 0,75. ρb + ρ’.
.Es
.
.Es
(dikali β1)
= 0,75. 0,0214 + 0,0107.
= 0,0332
 < ρmax
(OK)
,
6. Hitung momen nominal penampang balok
Mpr-1 = 1,25.As.fy.(d-a/2)
Mn = (As.fy – As’.fs’).(d-a/2)
= 1,25x6842,39x400x(636–268,33/2)
+ As’.fs’.(d-d’)
= 1716,88 kN.m
= 1583277458,68 N.mm
= 1583,28 kN.m
-
7. Syarat, øMn > Mu
Kapasitas momen ujung balok kanan (Mpr-3)
apr-3 =
= (0,9 x 1583,28) > 1374,79
,
.
,
.
.
=
.
,
,
= 133,43 mm
= 1426,58 kN.m > 1374,79 kN.m (OK)
,
Mpr-3 = 1,25.As.fy.(d-a/2)
Tumpuan Kiri
Lapangan
Tumpuan Kanan
14 D25
6 D19
14 D25
12 D19
=1,25x3402,34x400 x (636 – 133,43/2)
= 968,45 kN.m
12 D19
7 D25
Ve =
±
Gambar C.3 Penulangan balok
,
=
Penulangan Geser Balok
,
±
,
= 451,20 kN
Vn
= Vc + Vs
Ve
≥ ø Vn
Vn
= Vu/ø
= 451,20/0,75
= 601,6 kN
 Penulangan daerah tumpuan
Vc
Merujuk kepada SNI 2847-2013 Pasal 21.6.2
= 0,17 x √30 x 500 x 636
bahwa geser rencana gempa pada balok
dihitung dimana tegangan tulangan lentur
balok mencapai 1,25fy.
-
apr-1 =
=
,
,
.
,
.
.
.
= 318,68 kN
Mengacu pada SNI 2847-2013 pada daerah
tumpuan jika terjadi gempa untuk menahan
Kapasitas momen ujung balok kiri (Mpr-1)
,
= 0,17 √30 b.d
kuat
geser
perlu
dengan
menganggap
kontribusi penampang beton dalam menahan
,
geser Vc = 0.
= 268,33 mm
Vn
= Vc + Vs
601,6
= 0 + Vs

Faktor reduksi
= 0,75
Jika Vn < Vc maka tulangan sengkang tidak

Mutu beton (fc’)
= 35 MPa
dibutuhkan

Mutu baja (fy)
= 400 MPa
Vs
= 601,6 kN
dan
digunakan
tulangan
sengkang minimum.
Vn (601,6 kN) > Vc (0)
dibutuhkan
tulangan sengkang
1. d’ = 40 + 13 + ½ (29) = 67,5 mm
2. Eksentrisitas momen lentur searah sumbu
X(ex)
Menghitung jarak antar sengkang :
Av
ex =
= n x luas tulangan sengkang
= 2 x (0,25 x 3,14 x 132)
=
=
.
ey =
.
.
+
e=
penulangan
,
=
,
= 0,033 m
4. Eksentrisitas resultan momen lentur
= 112,20 mm
Jadi,
= 0,189 m
Y(ey)
.
,
,
3. Eksentrisitas momen lentur searah sumbu
= 265,33 mm2
S
,
=
geser
balok
yang
digunakan D13- 100 mm.
= 0,189 + 0,033
= 0,193 m
d ' 67,5

 0,076
h 850
3. Penulangan kolom
Data-data yang diketahui sebagai berikut :

Gaya normal kolom (Pu) = 2333,12 kN

Momen arah sumbu-X
= 76,59 kN.m

Momen arah sumbu-Y
= 442,79 kN.m

Dimensi kolom (D)
=Diameter 85 cm

Luas penampang (Agr)
= ¼ Π D2
= ¼ x Π x 8502 = 567162,5 mm2

Tinggi kolom

Selimut beton (p)

Diameter tulangan utama

Diameter tulangan sengkang = 13 mm
= 4000 mm
= 40 mm
= 29 mm
∅
(
=
∅
.0,85.
,
,
. ,
′
=
0,65
= 0,227
.
1
4
2333 ,12
3,14
)x
10 3
850 2
0,85
35
= 0,048
Dari grafik 6.3.d pada buku grafik
dan tabel perhitungan beton bertulang,
diperoleh :
r = 0,003 < rmin (1%), maka digunakan r =
0,01 (1%)
fc’ = 35 MPa, maka β = 1,33
= 0,213
Rasio tulangan (ρ)
Kontrol
ρ = r.β
= ø Mn ≥ Mu
= 0,75 x 2300,8 kN.m > 442,79 kN.m
= 0,01 x 1,33
= 1725,6 kN.m > 442,79 kN.m (OK)
= 0,0133
Luas tulangan (As)
Penulangan Geser Kolom
As = ρ.Agr = 0,0133x 567162,5
= 7543,26 mm2
Banyak tulangan (n)
n
=
,
=
Kuat geser perlu di ujung-ujung balok (Ve)
Ve =
= 11,42
2
maka digunakan 12 D29 (7922,22 mm )
Cek Kapasitas Kolom
Ag
= ¼ Π D 2 = ¼ Π 29 2 = 567162,5 mm2
Ast
= 7922,22 mm2
,
=
,
,
= 1150,4 kN
Vn
= Vc + Vs
Ve
≥ ø Vn
Vn
= Vu/ø
= 1150,4/0,75
= 1533,87 kN
Kontrol Kapasitas Beban Aksial
Vc
Pnmax = 0,85 Pn
= 0,17 (1 +
) √fc’ b.d
,
= 0,17(1+
= 0,85 . 0,85.fc’.(Ag – Ast) + (Ast . fy)
,
)√35x850.782,5
= 14815088 N
= 669,14 kN.
= 14815,088 kN > 2333,12 kN(OK)
Mengacu pada SNI 2847-2013 pada daerah
tumpuan jika terjadi gempa untuk menahan
kuat
Kontrol Kapasitas Momen Nominal
a
=
1
4
0,85
′
=
0,0133
1
4
0,85
3,14 680 2
Mn = Ast . fy . (d – a/2)
30
850
400
geser
perlu
dengan
kontribusi penampang beton dalam menahan
= 118,88 mm
geser Vc = 0.
Vn
= Vc + Vs
= 7922,22 x 400 x (680 – 118,88/2)
1533,87
= 0 + Vs
= 2300800321 N.mm
Vs
= 1533,87 kN
= 2300,8 kN.m
menganggap
Jika Vn < Vc maka tulangan sengkang tidak
4. Penulangan tie beam
dibutuhkan namun digunakan sengkang
Data beban :
minimum.
-
Perbedaan
penurunan
Vs (1533,87 kN) > Vc (0 kN) Tulangan
antar
pondasi
= 15 mm (asumsi terbesar)
sengkang dibutuhkan.
-
Pu = 2333120 N
Data balok tie beam :
Menghitung jarak antar sengkang :
-
L = 7000 mm
Av
= n x luas tulangan sengkang
-
b
= 500 mm
= 4 x (0,25 x 3,14 x 132)
-
h
= 700 mm
= 530,66 mm2
-
p
= 75 mm
-
tinggi efektif (d) = 639 mm
-
inersia
S
=
.
.
,d = 0,8 x Ø kolom (SNI
= 1/12 . b . h3
= 1/12 . 500 . 7003
2847-2013 Pasal 11.2.3)
=
,
.
.
= 14291666667 mm4
= 94,10 mm.
Jadi,
penulangan
geser
kolom
digunakan D13-75 mm.
yang
-
fc’ = 30 MPa
-
Ec = 4700
′ = 25742,96 MPa
Tulangan lentur As minimum tidak boleh
kurang dari :

As min
=
.
xbxd
√
.
=
x 500 x 639
= 1093,73 mm2

Asmin
=
=
,
,
xbxd
x 500 x 639
= 1118,16 mm2
Perhitungan
Gambar C.4 Penulangan Kolom
berdasarkan
penurunan antar pondasi :
ΔM
=
.
.
beban
akibat
,
=
,
=(1+
= 304266,9 N
= 676146725 N.mm
Asumsi digunakan tulangan atas dan bawah
øVc
a
=
=
,
,
.
.
,
.
)
√
.
.
= 0,75 . 304266,9
= 228200,2 N > Vu (211760,91 N)
9 D 22 (As = 3419,46 mm2)
.
.
,
gunakan sengkang minimum
Dipasang D10 – 100 mm pada daerah
ʹ.
tumpuan dan D10 – 150 mm daerah
.
.
lapangan.
= 107,28 mm
Mn
= As . fy . (d – a/2)
= 3419,46 . 400 (639 – 107,28/2)
= 800647973 N.mm
øMn = 0,9 . 800647973
= 720583176 N.mm > 676146725
Gambar C.5 Penulangan Tie Beam
N.mm (OK).
D. KESIMPULAN
Penulangan Geser Tie Beam
Berdasarkan hasil penulisan tugas akhir
Beban pada tie beam :
tentang
V akibat momen terpasang
Shelter Tsunami di Kota Padang dapat
disimpulkan sebagai berikut :
= (2 x 720583176)/7000


= 0,7 x 0,5 x 7,0 x 2400 = 58800 N
= V terpasang + akibat berat sendiri
Lokasi bangunan tergolong kategori

Analisis gaya gempa dengan Analisis
Gaya Lateral Ekivalen.
= 211760,91 N

Gaya geser akibat beton :
)
Sistem struktur didapat Sistem Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPM-K).
= 205880,91 + 58800
= (1 +
Gedung
gempa kuat dengan jenis tanah lunak.
Akibat berat sendiri
Vc
Struktur
= (2xMn)/L
= 205880,91 N
Vu
Perencanaan
Beban tsunami yang diperhitungkan
adalah gaya hidrodinamik (hydrodinamic
′.
.
forces),
gaya
gelombang
(impulsive

forces) dan gaya tumbuk (debris impact
Earth Sciences and Engineering, Vol.04,
forces).
pp.659-668.
Dari hasil kombinasi beban gempa dan
tsunami, gaya gempa lebih dominan
Tumilar
Steffie.
2011.
Perencanaan
“Prosedur
Ketahanan
Tata
Gempa
Cara
Untuk
Gedung Berdasarkan SNI 03-1726-201X”.
dibandingkan gaya tsunami.
Seminar HAKI: Padang.
Wang Chu-Kia, G. Salmon Charles dan Hariandja
Binsar. 1994. “Desain Beton Bertulang Edisi
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. “Persyaratan Beton
Struktural Untuk Bangunan Gedung, SNI
2847:2013”. Bandung: 2012.
Badan
Standardisasi
Perencanaan
Nasional.
Ketahanan
“Tata
Gempa
Cara
Untuk
Bandung: 2011.
Pondasi Edisi Keempat Jilid 2”. Jakarta:
Erlangga.
Budiono Bambang dan Lucky Supriatna. 2011. “Studi
Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa
Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 Dan
RSNI 03-1726-201X”. Bandung: ITB.
Hakam Abdul. 2008. “Rekayasa Pondasi Untuk
Mahasiswa dan Praktisi”. Padang: Bintang
Grafika.
dan
“Perencanaan
Hendrik
Struktur
Fajar.
2009.
Gedung
Beton
Bertulang Tahan Gempa Berdasarkan SNI 032847-2002”. Bandung: ITB.
Patel V.M, H.S Patel and A.P Singh. 2011.
Comparative
Prevention and Control. The Open Civil
Engineering Journal, 9, 376-381.
Yeh Harry. 2007. Design Tsunami Forces for
Onshore Structure. USA: School of Civil and
Bowles Joseph E. 1988. “Analisis dan Desain
Iswandi
Wang Tiecheng, Tao Meng dan Hailong Zhao. 2015.
Tsunami Loading Analysis and Engineering
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung”.
Imran
Keempat Jilid 1”. Jakarta: Erlangga.
Study
of
Earthquake
and
Tsunami Loading on Vertical Evacuation
Structure at Dwarka. International Juornal or
Construction
Univesity
Engineering,
Oregon
State