II-1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kriteria Pembebanan Struktur

BAB II Tinjauan Pustaka
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kriteria Pembebanan Struktur Atas
Beban – beban rencana yang dikenakan pada struktur gedung ini adalah:
2.1.1 Beban Mati (DL)
Termasuk di dalamnya berat sendiri struktur dan beban mati
tambahan (SDL). Adapun perhitungan berat sendiri struktur secara
otomatis dilakukan oleh program analisis struktur (ETABS) berdasarkan
data massa jenis material yang disertakan dalam input program. Massa
jenis material yang digunakan adalah sebagai berikut:
Beton bertulang
: 2.400 kg/m3
Untuk beban mati tambahan, besaran beban ini ditentukan
berdasarkan data-data yang didapatkan dalam gambar arsitektural dan
disesuaikan dengan peraturan pembebanan yang berlaku yaitu SNI-031727-1989.
Dengan demikian, beban mati tambahan yang digunakan
untuk gedung kantor ini adalah sebagai berikut:
-
finishing, instalasi ME, dakting AC dibuat sebagai beban merata yang
nilainya sebesar 138 kg/m2.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-1
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.2 Beban Hidup (LL)
Beban hidup ditentukan berdasarkan fungsi besarannya ditentukan
sesuai dengan peraturan yang digunakan terdiri atas:
− Lantai kantor
: 250 kg/m2
− Lantai ruang rapat
: 300 kg/m2
− Lantai atap
: 100 kg/m2
− Tangga dan bordes
: 300 kg/m2
− Beban Parkir Lantai Basement 1
: 800 kg/m2
− Beban Parkir Lantai Basement 2
: 400 kg/m2
− Beban Parkir Lantai Basement 3
: 400 kg/m2
− Ruang ME
: 400 kg/m2
− Beban Uplift
: 7,9 ton/m2
2.1.3 Beban Gempa (EQ)
2.1.3.1 SNI 03-1726-2002
Dihitung menggunakan metode statis ekivalen dan respon spectra
dimana perhitungannya dilakukan berdasarkan Standar Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung (SNI 03-1726-2002).
Parameter-parameter desain yang digunakan adalah sebagai berikut:
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-2
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.1.1 Jenis tanah
Jenis tanah ditetapkan sebagai Tanah Keras, Tanah Sedang
dan Tanah Lunak, apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 m
paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam Tabel
2.1.
Dalam Tabel 2.1 Vs, N dan Su adalah nilai rata-rata
berbobot besaran itu dengan tebal lapisan tanah sebagai besaran
pembobotnya
yang
harus
dihitung
menurut
persamaan-
persamaan sebagai berikut :
Tabel 2.1 Tabel Jenis Tanah
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-3
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.1.2 Perencanaan Wilayah Gempa
Berdasarkan Peta Wilayah Gempa Indonesia SNI 17262002,
Wilayah gempa di Indonesia terbagi atas 6 wilayah,
wilayah 6 merupakan wilayah gempa paling tinggi sedangkan
wilayah 1 adalah wilayah gempa paling rendah. Struktur yang
akan di analisis disini terletak di Jakarta sehingga masuk kategori
wilayah Gempa 3.
Gambar 2.1 Wilayah Gempa Indonesia
2.1.3.1.3 Beban rencana gempa respon spectra
Beban rencana gempa berdasarkan kurva respon spectra
yang didapat dari SNI-1726-2002, penentuan kurva yang digunakan
disesuaikan
dengan
wilayah
gempa
yang
telah
ditentukan
sebelumnya dan juga jenis tanah pada wilayah tersebut.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-4
BAB II Tinjauan Pustaka
Gambar 2.2 Kurva Respon Spektra SNI 1726-2002
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-5
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.1.4 Faktor keutamaan gedung
Dalam perencanaan gedung, pengaruh gempa rencana harus
dikalikan suatu faktor keutamaan (I).
Faktor keutamaan gedung yang nilainya ditentukan sesuai dengan
klasifikasi yang ada dalam standar perencanaan. Klasifikasi gedung
yang digunakan adalah berdasarkan dari fungsi gedung tersebut seperti
yang terlihat pada Tabel 2.2.
Untuk berbagai kategori gedung, bergantung pada probabilitas
terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung dan umur
gedung
tersebut
yang diharapkan,
pengaruh Gempa
Rencana
terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan I menurut
persamaan :
I = I1.I2
(sumber : SNI 03 -1726 – 2002 )
Dimana:
I1 = Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan
dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung
I2 = Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan
dengan penyesuaian umur gedung tersebut.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-6
BAB II Tinjauan Pustaka
Tabel 2.2 Faktor Keutaman I Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan
2.1.3.1.5 Sistem struktur
Sistem strukur direncanakan sebagai Sistem Ganda Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPMK), dimana dalam perencanaan rangka
pemikul momen harus direncanakan secara terpisah dan mampu memikul
sekurang kurangnya 25% dari seluruh beban lateral. Nilai faktor reduksi
respon gempa (R) ditentukan sebesar 8,5.
Berdasarkan SNI 03-1726-2002, besarnya gaya gempa desain
yang diberikan pada struktur diperhitungkan berdasarkan parameter
gaya geser dasar yang diformulasikan sebagai:
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-7
BAB II Tinjauan Pustaka
=
. .
dimana:
C
= Koefisien gempa dasar
I
= Faktor keutamaan gedung
R
= Faktor reduksi respon gempa berdasarkan tingkat daktilitas
struktur = 8.5
WT = Berat struktur yang diperhitungkan = DL + SDL + αLL; dengan
α = 0.3
dimana :
DL
= Beban Mati
SDL
= Beban Mati Tambahan
LL
= Beban Hidup
α
= Faktor Reduksi Beban Hidup
2.1.3.1.6 Faktor Reduksi Kekuatan
Kuat rencana dari suatu komponen struktur merupakan hasil kali
dari kekuatan nominal komponen struktur tersebut dengan suatu faktor
reduksi kekuatan. Faktor reduksi kekuatan tersebut ditentukan sesuai
dengan yang tertera dalam pasal 11.3 dari SNI-03-2847-2002, yaitu:

Lentur tanpa beban aksial

Beban aksial dan beban aksial dengan lentur

Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur
: 0.80
: 0.80
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-8
BAB II Tinjauan Pustaka

Komponen struktur dengan tulangan spiral
: 0.70
: 0.65
 Komponen struktur lainnya

Geser dan torsi
: 0.75

Geser seismik
: 0.55
2.1.3.1.7 Arah Utama Bangunan
Dalam perencanaan didesain sesuai dengan yang diatur dalam SNI03-1726-2002 khususnya pada pasal 5.8, arah utama pengaruh gempa
rencana harus ditentukan sedemikian rupa sehingga memberikan efek
maksimum
pada struktur
gedung
yang ditinjau.
Menurut pasal
tersebut pengaruh pembebanan gempa pada arah utama bangunan harus
diperhitungkan
sebesar 100%, ditambah dengan
30%
pembebanan
gempa dalam arah tegak lurus terhadap arah utama bangunan.
2.1.3.1.8 Periode Getar
Analisis dinamik model struktur gedung dilakukan pada 60 (enam
puluh) buah mode pola getar.
Arah pola getar
:

mode 1
: Translasi - Y

mode 2
: Translasi - X

mode 3
: Rotasi - Z
Sesuai dengan yang disyaratkan dalam standar perencanaan, batasan
periode getar ditentukan berdasarkan persamaan berikut :
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-9
BAB II Tinjauan Pustaka
T1 < .n
(sumber : SNI 03 -1726 – 2002 )
Tabel 2.3 Batasan Periode Gempa
dimana n adalah jumlah lantai bangunan.
2.1.3.1.9 Rasio Partisipasi Massa
Sesuai dengan yang diatur dalam SNI 03-1726-2002, sejumlah
pola getar harus diperhitungkan pada analisis dinamik sehingga
partisipasi massa
kumulatif
rasio
(sum of mass participation factor) dari
seluruh pola getar yang diperhitungkan tidak kurang dari 90% total massa
struktur.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-10
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.1.10 Efek P- Delta
Gambar 2.3 Contoh Model Yang Mengalami Efek P-Delta
Analisis struktur pada model struktur gambar 2.3 (a), yang secara
simultan menerima gaya tranversal (Px) dan aksial gravitasi (Py), hanya
akan menghasilkan perpindahan horizontal yang diakibatkan gaya lateral
Px sebesar 1. Demikian pula, momen yang timbul dititik A (M A) adalah
sebesar :
MA1 = Px. L
sehingga pengaruh Py terhadap MA tidak terhitung. Analisis struktur
seperti gambar 2.3 (b) sering dilakukan dan dikenal dengan sebutan
analisis orde pertama.
Namun pada kondisi nyata, ketika gaya Px bekerja dan
menyebabkan
perpindahan
horizontal
sebesar
1
tersebut,
akan
menimbulkan suatu eksentrisitas gaya gravitasi terhadap sumbu vertical
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-11
BAB II Tinjauan Pustaka
dari model struktur yang besarnya adalah perpindahan 1 itu juga.
Eksentrisitas tersebut akan menghasilkan momen tambahan internal yang
dapat mempengaruhi momen hasil analisis orde pertama, dan menambah
pula besar defleksi dititik B (2x dan 2y) yang terjadi pada titik B seperti
gambar 2.3 (c). Sehingga terjadi pembesaran momen dititik A yaitu :
MA2 = Px.L + Py. 1
dan total perpindahan horizontal dititik B menjadi 1+2x.
Pengaruh gaya gravitasi P y pada perpindahan horizontal 1 dikenal
dengan sebutan efek P-Delta, sedangkan analisisnya dinamakan analisis PDelta atau analisis struktur order 2.
Ada 2 (dua) buah metode yang dapat digunakan dalam software
analisis ETABS untuk memperhitungkan efek P-Delta, yaitu:

Metode Non-Iterasi (Story Mass)
Dalam
metode
ini
gaya
diperhitungkan berdasarkan besar
tambahan
yang
terjadi
hanya
massa dari setiap lantai bangunan,
sehingga tidak diperlukan iterasi perhitungan.

Metode Iterasi (P-Delta Load Combination)
Berlawanan dengan metode sebelumnya, pada metode ini
diperhitungkan pula beban-beban statis yang bekerja pada struktur, yang
disertakan dalam suatu bentuk kombinasi pembebanan. Kombinasi
pembebanan yang dimaksud adalah kombinasi antara seluruh beban mati
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-12
BAB II Tinjauan Pustaka
(DL) dan sebagian beban hidup (LL) yang bekerja pada struktur, yang
dapat dituliskan seperti persamaan berikut:
=
+∝.
Dalam perencanaan ini, perhitungan efek P-Delta dilakukan oleh
program ETABS dengan
parameter sebagai berikut:

Metode yang digunakan adalah metode iterasi

Kombinasi pembebanan yang digunakan adalah
=
+ 0.3.
Gambar 2.4 Kombinasi perhitungan efek P-Delta (ETABS)
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-13
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.1.11 Eksentrisitas Rencana
Sesuai dengan standar perencanaan ketahanan gempa, antara pusat
massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas
rencana (ed). Apabila ukuran horizontal terbesar denah struktur gedung
pada lantai tingkat itu diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa,
dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas ed rencana harus ditentukan
sebagai berikut :

Untuk 0 < e ≤ 0.3b :
ed = 1,5 e + 0,05 b, atau
ed = e – 0,05 b
dan dipilih diantara keduanya yang pengaruhnya paling menetukan
untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.

Untuk e > 0,3 b :
ed = 1,33 e + 0,1 b, atau
ed = 1,17 e – 0,1 b
dan dipilih diantara keduanya yang pengaruhnya paling menetukan
untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-14
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.2 SNI 03-1726-2012
2.1.3.2.1 Kategori Resiko Bangunan Gedung
Kategori resiko gedung ditentukan berdasarkan fungsi dari gedung
tersebut seperti terlihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur Lainnya
Untuk Beban Gempa
Jenis Pemanfaatan
Kategori Resiko
Gedung dan struktur lainnya yang memiliki resiko rendah
terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk
tapi tidak dibatasi untuk :
 Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan
I
 Fasilitas sementara
 Gudang penyimpanan
 Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam
kategori resiko I, III, IV, termasuk tapo tidak dibatasi untuk :
 Perumahan
 Rumah toko dan rumah kantor
 Pasar
 Gedung perkantoran
II
 Gedung apartemen / Rumah susun
 Pusat perbelanjaan / Mall
 Bangunan industri
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-15
BAB II Tinjauan Pustaka
 Fasilitas manufaktur
 Pabrik
Gedung dan struktur lainnya yang memiliki resiko tinggi
terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk
tapi tidak dibatasi untuk :
 Bioskop
 Gedung pertemuan
 Stadion
 Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit
gawat darurat
 Fasilitas penitipan anak
 Penjara
 Bangunan untuk orang jompo
Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam resiko
IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak
III
ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap
kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan,
termasuk tapi tidak dibatasi untuk :
 Fasilitas pembangkit listrik biasa
 Fasilitas penanganan air
 Fasilitas penanganan limbah
 Pusat telekomunikasi
Gedung dan struktur lainnya yang tidak termasuk dalam
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-16
BAB II Tinjauan Pustaka
kategori resiko IV, (termasuk tapi tidak dibatasi untuk fasilitas
manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan
atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia
berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah
meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak
dimana jumlah kandungan berbahaya melebihi nilai batas yang
disyaratkan
oleh instansi
yag
berwenang
dan
cukup
menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.
Gedung dan struktur lainnya yang ditujukan sebagai fasilita
yang penting, termasuk tapi tidak dibatasi untuk :
 Bangunan-bangunan monumental
 Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
 Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki
unit bedah dan unit gawat darurat
 Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi,
serta garasi kendaraan darurat
 Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai,
dan tempat perlindungan darurat lainnya
 Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasilitas lainnya untuk tanggap darurat
IV
 Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang
dibutuhkan pada saat keadaan darurat
 Struktur tambahan (termasuk menara komunikasi, tangki
penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-17
BAB II Tinjauan Pustaka
stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur
rumah atau struktur pendukung air atau material atau
peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk
beroperasi pada saat keadaan darurat.
Gedung dan struktur lainnya
yang dibutuhkan untuk
mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk
kategori resiko IV.
2.1.3.2.2 Kategori Resiko Bangunan Gedung
Untuk berbagai ketegori struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai
Tabel 2.4 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan suatu faktor
keutamaan Ie seperti terlihat pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Faktor Kautamaan Gempa
Kategori Resiko
Faktor Keutamaan Gempa
I atau II
1,00
III
1,25
IV
1,50
2.1.3.2.3 Parameter Tanah (SS, S1)
Untuk menentukan parameter tanah SS dan S1 ditentukan
berdasarkan lokasi gedung seperti dapat dilihat pada Gambar 2.4 dan
Gambar 2.5
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-18
BAB II Tinjauan Pustaka
Gambar 2.5 Peta untuk SS (Parameter respons spektra percepatan gempa
maksimum yang dipertimbangkan resiko-tertarget (MCER), Perioda Ulang
Gempa 2500 tahun ; T = 0.2 detik ; Kelas Situs SB
Gambar 2.6 Peta untuk S1 (Parameter respons spektra percepatan gempa
maksimum yang dipertimbangkan resiko-tertarget (MCER), Perioda Ulang
Gempa 2500 tahun ; T = 1.0 detik ; Kelas Situs SB
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-19
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.2.4 Klasifikasi Situs (SA-SF)
Berdasarkan sifat-sifat tanah pada situs, maka situs harus
diklasifikasikan sebagai kelas situs SA, SB, SC, SD, SE, atau SF seperti
terlihat pada Tabel 2.6. Bila sifat tanah tidak teridentifikasi secara jelas
sehingga tidak bisa ditentukan kelas situsnya, maka kelas situs SE dapat
digunakan kecuali jika pemerintah atau dinas yang berwenang memiliki
data geoteknik yang dapat menentuka kelas situs SF.
Tabel 2.6 Klasifikasi Situs
vz (m/detik)
N atau Nch
Su (Kpa)
Kelas Situs
SA (Batuan keras)
>1500
N/A
N/A
SB (Batuan)
750 sampai 1500
N/A
N/A
SC (Tanah keras, sangat padat dan batuan lunak) 350 sampai 750
>50
≥100
SD ( Tanah sedang)
175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100
<175
<15
<50
Atau setiap profil tanah yang mengandung
lebih dari 3m tanah dengan karakteristik
sebagai berikut:
SE (Tanah lunak)
1. Indeks plastisitas PI>20
2. Kadar air, w ≥40%
3. Kuat geser nilalir Su > 25 Kpa
Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah
satu lebih dari karakteristik berikut :
1. Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh
akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi,
lempung sangat sensitif, tanah tersementasi
SF (Tanah khusus, yang membutuhkan investigasi lemah.
geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik 2. Lempung sangat organik dan/atau gambut
(ketebalan H>3 m)
situs yang mengikuti pasal 6.9.1
3. Lempung berplastisitas sangat tinggi
(ketebalan H>7.5 m dengan Indeks Plasitisitas
PI>75)
4. Lapisan lempung lunak/medium kaku
dengan ketebalan H>35 m dengan Su<50 Kpa
Ket : N/A = tidak dapat dipakai
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-20
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1.3.2.5 Faktor Koefisien Situs (Fa, Fv)
Untuk penentuan respons spektral kecepatan gempa MCER di
permukan tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik perioda 0.2
detik dan perioda 1 detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi
getaran terkait percepatan pada getaran periode pendek (Fa) dan faktor
amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik (Fv).
Parameter respons spektrum percepatan pada perioda pendek
(SMS) dan perioda 1 detik (SM1) yang disesuaikan denga pengaruh
klasifikasi situs, harus ditentukan denga perumusan berikut :
SMS = Fa SS
SM1 = Fv S1
Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode
pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili
getaran perioda 1 detik (Fv). Dapat dilihat pada Tabel 2.7 dan Tabel 2.8.
Tabel 2.7 Koefisien Situs Fa
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-21
BAB II Tinjauan Pustaka
Tabel 2.8 Koefisien Situs Fv
Paremeter Respons Spektral Percepatan Gempa MCER
Terpetakan Pada Perioda 1 Detik S1
Kelas
Situs
S1 = 0.2
S1 ≤ 0.1
SA
0.8
0.8
SB
1.0
1.0
SC
1.7
1.6
SD
2.4
2
SE
3.5
3.2
SF
CATATAN :
dapat dilakukan interpolasi linier
S1 = 0.3
0.8
1.0
1.5
1.8
2.8
S1 = 0.4
0.8
1.0
1.4
1.6
2.4
S1 = 0.5
0.8
1.0
1.3
1.5
2.4
b
SS
(b) SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan
analisis respons situs-situs spesifik, lihat 6.10.1
2.1.3.2.6 Response Spektra Desain
Parameter respons spektra kecepatan desain :
SDS = 2/3 SMS
SD1 = 2/3 SM1
Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan
prosedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva
spektrum respons desain harus dikembangkan denga mengacu pada
Gambar 2.6 dan mengikuti ketentuan dibawah ini :
1. Untuk perioda yang lebih kecil dari T0 dan lebih kecil dari atau
sama dengan Ts, spektrum respons percepatan desain, Sa diambil
berdasarkan persamaan:
Sa =
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-22
BAB II Tinjauan Pustaka
Keterangan:
S DS
=
parameter respons spektral percepatan desain pada perioda
pendek
S D1
=
parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1
detik
T = perioda getar fundamental struktur
T0 = 0,2
TS =
Gambar 2.7 Grafik Response Spektra Desain
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-23
BAB II Tinjauan Pustaka
Tahapan Analisis Ragam Spektrum Respons :
1. Hitung karakteristik masing-masing ragam :

Frekuensi (perioda)

Bentuk ragam

Faktor partisipasi ragam

Massa ragam efektif
2. Tentukan jumlah ragam yang akan digunakan pada analisis.
Gunakan jumlah ragam yang cukup agar mencapai minimal 90%
massa total di masing-masing arah.
3. Dengan menggunakan respons spektrum umum, hitung percepatan
spektral untuk masing-masing ragam yang berkontribusi.
4. Kalikan percepatan spektral dengan faktor partisipasi ragam dan
dengan (Ie / R).
5. Hitung perpindahan untuk masing-masing ragam.
6. Hitung gaya elemen untuk masing-masing ragam.
7. Kombinasikan perpindahan ragam secara statistik (SRSS atau CQC)
untuk menentukan gaya rencana.
8. Kombinasikan gaya-gaya komponen secara statistik (SRSS atau
CQC) untuk menentukan gaya rencana.
9. Untuk perhitungan drif, kalikan hasil analisis ragam dengan Cd / Ie.
10. Jika geser dasar desain dari analisi ragam ( di masing-masing arah)
kurang dari 85% geser dasar yang dihitung menggunakan ELF
(dengan batasan T = Ta Cu), maka gaya elemen yang dihasilkan dari
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-24
BAB II Tinjauan Pustaka
analisis ragam harus diskalakan sedemikian hingga geser dasar
tersebut = 0.85 kali geser dasar ELF atau bila VCQC < 85% VSTATIK,
faktor skala gaya dan simpangan antar lantai = 0.85 VSTATIK /VCQC.
11. Tambahkan torsi tak terduga.
2.1.3.2.7 Kategori Desain Seismik
Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik
yang mengikuti pasal ini. Struktur dengan kategori I, II, atau III yang
berlokasi di mana parameter respon spektral percepatan terpetakan pada
periode 1 detik, S 1, lebih besar dari atau sama dengan 0.75 harus
ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E. Struktur
yang berkategori resiko IV yang berlokasi dimana parameter respons
spektral percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, S1, lebih besar dari
atau sama dengan 0,75, harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori
desain seismik F. Semua struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain
seismik-nya berdasarkan kategori risikonya dan parameter respon spektral
percepatan desainnya, SDS, dan SD1, sesuai 6.3. Masimg-masing bangunan
dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain seismik yang lebih
parah, dengan mengacuh pada Tabel 2.9 dan Tabel 2.10, terlepas dari nilai
perioda fundamental getaran struktur T.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-25
BAB II Tinjauan Pustaka
Apabila S1 lebih kecil dari 0,75, kategori desain seismik diijinkan
untuk ditentukan sesuai Tabel 2.9 saja, di mana berlaku semua ketentuan
di bawah :
1. Pada masing-masing dua arah ortogonal, perkiraan perioda fundamental
struktur Ta , yang ditentukan sesuai dengan 7.8.2.1 adalah kurang dari
0,8Ts, dimana Ts ditentukan sesuai dengan 6.4
2. Pada masing-masing dua arah ortogonal, perioda fundamental stuktur
yang digunakan untuk menghitung simpangan antar lantai adalah kurang
dari TS
3. Persamaan 22 digunakan untuk menentukan koefisien respons seismik, Cs
4. Diafragma struktural adalah kaku sebagaimana disebutkan di 7.3.1 atau
untuk diafragma yang fleksibel, jarak antara elemen-elemen vertikal
penahan gaya gempa tidak melebihi 12 m.
Apabila digunakan alternatif prosedur penyederhanaan desain pada
pasal 8, kategori desain seismik diperkenankan untuk ditentukan dari
Tabel 2.9, dengan menggunakan nilai sDS yang ditentukan dalam 8.8.1.
Tabel 2.9 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter
Respon Percepatan Pada Perioda Pendek
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-26
BAB II Tinjauan Pustaka
Tabel 2.10 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respon
Percepatan Pada Perioda 1 Detik
2.1.3.2.8 Sistem dan Parameter Struktur ( R, Cd, Ωo)
Sistem Struktur :
a. Sistem dinding penumpu
b. Sistem rangka bangunan gedung
c. Sistem rangka penahan momen
d. Sistem ganda dengan SRPMK
e. Sistem ganda dengan SRPMM
f. Sistem interaksi SDSB dan SPRMB
g. Sistem kolom kantilever
h. Sistem struktur baja yang tidak didetail khusus untuk menahan gempa
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-27
BAB II Tinjauan Pustaka
Parameter Sistem :
R = Koefisien modifikasi respon
Ωo = Parameter kuat lebih sistem
Cd = Faktor pembesaran defleksi
Batasan tinggi  Berdasarkan KDS
2.1.3.2.9 Eksentrisitas

ex = eox + (0.05 B Ax)

ey = eoy + (0.05 L Ay)

eox dan eoy adalah eksentrisitas bawaan

0.05 B Ax dan 0.05 L Ax adalah eksentrisitas tak terduga
2.1.3.2.10 Efek P-Delta
Untuk analisis elastik :
Δf =
=
Dimana :
Δo = Drif tingkat tanpa beban gravitasi (tanpa P.Δ)
Δf = Drif tingkat termasuk beban gravitasi (termasuk P.Δ)
P = Beban gravitasi total pada tingkat
V = Geser total tingkat
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-28
BAB II Tinjauan Pustaka
h = Tinggi tingkat
θ = rasio stabilitas tingkat
Untuk setiap tingkat hitung :
θ=
dimana :
Px = Beban desain vertikal total pada tingkat di atas level x
Δ = Drif tingkat (simpangan antar lantai) yang dihitung pada level desain
(termasuk Cd)
Vx = Gaya geser seismik total tingkat yang ditinjau
h = Tinggi antar tingkat yang ditinjau
Jika θ < 0.1, pengaruh P-Delta dapat diabaikan
Jika θ > 0.1, maka cek :
θmax =
.
< 0.25
Dimana β adalah rasio geser perlu terhadap kapasitas geser tingkat yang
ditinjau β boleh diambil = 0.1 (ini akan menghasilkan θmax = 0.125 bila
Cd = 4).
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-29
BAB II Tinjauan Pustaka
2.2 Pemodelan Struktur
2.2.1 Sistem Struktur
Gedung kantor ini direncanakan sebagai struktur bangunan beton
bertulang yang terdiri dari 12 (dua belas) lantai bangunan, 3 (tiga) lantai
basement dan 1 (satu) lantai roof. Sistem struktur atas penahan gaya
gravitasi adalah system konvensional yang terdiri dari komponen kolom
balok dan pelat. Sedangkan sistem struktur atas penahan gaya lateral
berupa Sistem Ganda Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).
2.2.2 Modelisasi Struktur
Modelisasi struktur adalah penyederhanaan sifat dan perilaku
sebuah struktur menjadi sebuah model matematis yang dapat diselesaikan,
sehingga perilaku struktur tersebut dapat dianalisis. Modelisasi struktur
gedung kantor ini
dilakukan dengan menggunakan software analisis
struktur ETABS.
Analisis struktur dilakukan dengan membuat 3 (tiga) model yaitu :
1. Model struktur atas (Model 1), model tersebut dimodelkan dengan
membuat tumpuan jepit di lantai dasar untuk menganalisis struktur atas
yaitu lantai dasar sampai dengan lantai atap bangunan. Penentuan
beban gempa struktur atas dilakukan pada model tersebut (Model 1).
Modelisasi
struktur
dilakukan
dengan
memodelkan
setiap
komponen struktur pada bangunan tersebut. Komponen balok dan
kolom dimodelkan sebagai elemen frame, komponen pelat
lantai
dimodelkan sebagai elemen membrane.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-30
BAB II Tinjauan Pustaka
2.3 Faktor Modifikasi Dan Kekakuan Lentur dan Torsi
Dalam pemodelan diperhitungkan juga pengaruh keretakan yang
mungkin terjadi pada penampang komponen struktur. Hal ini dilakukan
dengan menerapkan faktor modifikasi kekakuan lentur dan torsi seperti
yang diuraikan dalam tabel berikut ini:
Tabel 2.11 Faktor Modifikasi dan Kekakuan Lentur dan Torsi
2.4 Kombinasi Pembebanan
Kombinasi terfaktor dari pembebanan yang dilakukan dalam
analisis dan desain struktur gedung kantor ini adalah sebagai berikut:
14D
1.4 D
12D16L
1.2 D + 1.6 L
1D1L
1.0 D + 1.0 L
COMB1
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQx + 0.3 F EQy
COMB2
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQx - 0.3 F EQy
COMB3
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQx + 0.3 F EQy
COMB4
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQx - 0.3 F EQy
COMB5
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQy + 0.3 F EQx
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-31
BAB II Tinjauan Pustaka
COMB6
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQy - 0.3 F EQx
COMB7
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQy + 0.3 F EQx
COMB8
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQy - 0.3 F EQx
COMB9
0.9 D + 1.0 F EQx + 0.3 F EQy
COMB10
0.9 D + 1.0 F EQx - 0.3 F EQy
COMB11
0.9 D – 1.0 F EQx + 0.3 F EQy
COMB12
0.9 D – 1.0 F EQx - 0.3 F EQy
COMB13
0.9 D +1.0 F EQy + 0.3 F EQx
COMB14
0.9 D + 1.0 F EQy - 0.3 F EQx
COMB15
0.9 D – 1.0 F EQy + 0.3 F EQx
COMB16
0.9 D – 1.0 F EQy - 0.3 F EQx
COMB17
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQx2 + 0.3 F EQy2
COMB18
1.2 D + 1.0 L +1.0 F EQx2 - 0.3 F EQy2
COMB19
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQx2 + 0.3 F EQy2
COMB20
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQx2 - 0.3 F EQy2
COMB21
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQy2 + 0.3 F EQx2
COMB22
1.2 D + 1.0 L + 1.0 F EQy2 - 0.3 F EQx2
COMB23
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQy2 + 0.3 F EQx2
COMB24
1.2 D + 1.0 L – 1.0 F EQy2 - 0.3 F EQx2
COMB25
0.9 D +1.0 F EQx2 + 0.3 F EQy2
COMB26
0.9 D + 1.0 F EQx2 - 0.3 F EQy2
COMB27
0.9 D – 1.0 F EQx2 + 0.3 F EQy2
COMB28
0.9 D –1.0 F EQx2 - 0.3 F EQy2
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-32
BAB II Tinjauan Pustaka
COMB29
0.9 D + 1.0 F EQy2 + 0.3 F EQx2
COMB30
0.9 D + 1.0 F EQy2 - 0.3 F EQx2
COMB31
0.9 D – 1.0 F EQy2 + 0.3 F EQx2
COMB32
0.9 D – 1.0 F EQy2 - 0.3 F EQx2
Dimana :
-
D
= Beban mati
-
L
= Beban hidup
-
EQx/EQy
= Beban gempa arah x dan y
-
EQx2 dan EQy2
-
F
= Beban gempa arah -x dan –y
= faktor kuat lebih total bangunan

untuk model 1 tidak menggunakan faktor kuat lebih
(gempa nominal)

untuk model 2 menggunakan faktor kuat lebih (f2) =
1.731 untuk R = 8.5

untuk model 3 menggunakan faktor kuat lebih (f1 x f2)
= 1.6 x 1.731 = 2.7696 untuk R = 8.5
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-33
BAB II Tinjauan Pustaka
2.5 Dinamika Struktur
Analisa Riwayat waktu digunakan untuk menganalisa respon dinamika
struktur yang menerima beban yang berubah-ubah terhadap waktu. Persamaan
dinamika dari struktur seperti ini ditunjukan dengan :
[M]ü(t) + [C]ů(t) + [K]u(t) = {p(t)}
Dimana [M] adalah matriks massa struktur; [C] adalah matriks redaman struktur;
[K] adalah matriks kekakuan struktur; u(t) adalah simpangan yang berubah
terhadap waktu; ů(t) adalah kecepatan yang berubah terhadap waktu; ü(t) adalah
percepatan dari struktur yang berubah terhadap waktu; dan p(t) adalah vektor gaya
yang bekerja pada struktur yang berubah terhadap waktu.
Gambar 2.8 Sistem Massa-Kekakuan-Redaman
Dari persamaan dinamika di atas, dapat dilihat bahwa elemen penting dari
suatu struktur adalah Massa (M), Redaman (C), dan Kekakuan (K) struktur.
Gambar 2.8 menggambarkan model sistem Massa-Kekakuan-Redaman untuk
struktur dengan banyak derajat kebebasan. Nilai M, C,dan K terbentuk dalam
sebuah matriks yang mewakili bentuk dan sistemstruktur. Untuk struktur
sederhana dan beraturan biasanya matriks M akan tersusun seperti berikut:
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-34
BAB II Tinjauan Pustaka
Sedangkan matriks K untuk struktur sederhana dan beraturan biasanya
akan terbentuk seperti berikut:
Dengan 1,2,..., n adalah tingkat ke-, pada struktur dengan banyak derajat
kebebasan. Pada umumnya nilai pada matriks [M] dan [K] akan mengisi diagonal
matriks, sepertipada contoh matriks di atas.
Sedangkan nilai C pada struktur akan berpengaruh pada bagaimana
struktur menyerap energi yang bekerja pada struktur. Hal ini ditunjukan oleh
simpangan yang terjadi pada struktur tersebut. Semakin kecil redaman struktur,
semakin besar simpangan yang terjadi. Begitu juga sebaliknya, semakin besar
redaman struktur, semakin kecil simpangan yang terjadi.Gambar 2.9 menunjukan
bagaimana redaman struktur mempengaruhi simpangan struktur. Nilai C pada
dasarnya akan bekerja efektif pada daerah resonansi struktur saja, selebihnya
besarnya nilai C tidak akan memberikan efek yang sangat signifikan.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-35
BAB II Tinjauan Pustaka
Gambar 2.9 Grafik Lendutan Terhadap Waktu Dengan Efek Redaman (ξ)
Ada beberapa pilihan tipe Analisa Riwayat waktu yang dapat digunakan.
1) Linear atau Non-Linear. Dibedakan terhadap sifat struktur. Struktur linear
berarti sifat struktur tersebut (Massa, Redaman, Kekakuan) tidak akan
berubah terhadap waktu. Sedangkan struktur Non-Linear berarti sifat
struktur tersebut (Massa, Redaman, Kekakuan) dapat berubah pada saat
waktu tertentu.
2) Transien atau Periodik. Analisa Transien terjadi jika beban yang diberikan
memiliki waktu yang dibatasi, dengan kata lain beban berhenti pada waktu
tertentu. Sedangkan analisa Periodik terjadi jika beban yang diberikan
berulang-ulang dengan batas waktu yang tidak ditentukan.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-36
BAB II Tinjauan Pustaka
3) Modal
Analysis
atau
Direct-integration.
Ada
dua
tipe
metode
penyelesaian, masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan.
Tetapi pada dalam keadaan yang ideal, kedua metode ini memberikan
hasil yang kurang lebih sama.
Studi Perbandingan Analisis Struktur Atas Gedung Kantor Menggunakan SNI 03-1726-2002
Dan SNI 03-726-2012
II-37