Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada peritungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012.
Perhitungan Berat Bangunan
Lantai 1 Beban Mati
= Pelat + Balok Induk + Balok Anak + Kolom + Tangga + Bordes + Kolom praktis
=(0,12x45x90x2400)+(0,35x0,7x21x40x90x2400)+(0,2x0,35x18x40x90x2400)+(0,6 x0,6x4x98x2400)+(22x2400)+(0,12x2x7x2400)+(0,15x0,15x4x39x2400)
= 47.063.784 Kg Beban Hidup = 250 Kg
Total =47.063.784 +250 = 47.064.034 Kg
Lantai 2 Beban Mati
= Pelat + Balok Induk + Balok Anak + Kolom + Tangga + Bordes + Kolom praktis
=(0,12x45x90x2400)+(0,35x0,7x21x40x90x2400)+(0,2x0,35x18x40x90x2400)+(0,6 x0,6x4x98x2400)+(22x2400)+(0,12x2x7x2400)+(0,15x0,15x4x39x2400)
= 47.063.784 Kg
Beban Hidup = 250 K g
Total =47.063.784 +250 = 47.064.034 Kg
Lantai 3 Beban Mati
= Pelat + Balok Induk + Balok Anak + Kolom + Tangga + Bordes + Kolom pra
=(0,12x45x90x2400)+(0,35x0,7x21x40x90x2400)+(0,2x0,35x18x40x90x2400)+(0,5 x0,5x4x98x2400)+(22x2400)+(0,12x2x7x2400)+(0,15x0,15x4x39x2400)
= 46.960.296 Kg Beban Hidup = 250 Kg
Total =46.960.296 +250 = 46.960.546 Kg
142
Lantai 4 Beban Mati
= Pelat + Balok Induk + Balok Anak + Kolom + Tangga + Bordes + Kolom pra
=(0,12x45x90x2400)+(0,35x0,7x21x40x90x2400)+(0,2x0,35x18x40x90x2400)+(0,5 x0,5x4x98x2400)+(22x2400)+(0,12x2x7x2400)+(0,15x0,15x4x39x2400)
= 46.960.296 Kg Beban Hidup = 250 Kg
Total =46.960.296 +250 = 46.960.546 Kg
Lantai 5 Beban Mati
= Pelat + Balok Induk + Balok Anak + Kolom + Tangga + Bordes + Kolom pra
=(0,12x45x90x2400)+(0,35x0,7x21x40x90x2400)+(0,2x0,35x18x40x90x2400)+(0,4 x0,4x4x98x2400)+(22x2400)+(0,12x2x7x2400)+(0,15x0,15x4x39x2400)
= 46.875.624 Kg Beban Hidup = 250 Kg
Total = 46.875.624 +250 = 46.875.874 Kg
Total = Lantai 1 + 2 + 3+ 4 +5
= 47.064.034 + 47.064.034 + 46.960.546 + 46.960.546 + 46.875.874
= 234.925.034 Kg
1. Perhitungan gempa
Waktu Getar Alami
Berdasar UBC (Uniform Building Code) 1997 section 1630.2.2, estimasi perkiraan waktu getar alami gedung struktur beton dapat dihitung dengan rumus :
T= 0,0731 x H3/4
T= 0,0731 x 203/4 = 0,69
Gambar 4.74 Daerah gempa
143 Tabel 4.4 koefisien ξ yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung
Wilayah Gempa ξ
Lokasi gedung berada pada zona 2, maka ξ = 0,19 Maka T < ξ x n
0,69 < 0,19 x 2
0,69 < 0,38 “ok”, waktu getar gedung memenuhi memenuhi persyaratan. Gedung mempunyai kekakuan yang cukup.
Faktor keutamaan gedung (I)
Pada SNI gempa 1736 pasal 4.1.2 disebutkan bahwa untuk kategori gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung dan umur gedung tersebut diharapkan, pengaruh gempa rencan terhadapnya harus dikalikan dengan faktor keutamaan ( Important factor, I) menurut perssamaan I=I1 x I2. Faktor keutamaan I1+I2 dan ditetapkan pada tabel berikut :
Tabel 4.5 faktor keutamaan ( Important factor, I ) untuk berbagai kategori gedung.
Kategori gedung Faktor keutamaan
I1 I2 I Gedung umum seperti untuk penghunian,
perniagaan dan perkantoran.
1,0 1,0 1,0 Monumen dan bangunan monumental. 1,0 1,6 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 1,0 1,4
Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun.
1,6 1,0 1,6
Cerobong, tangki diatas menara. 1,5 1,0 1,5 Fungsi gedung sebagai perkantoran maka faktor keutamaan ( important factor, I) adalah 1,4
Menentukan Parameter percepatan gempa ( S1 ) Parameter percepatan terpetakan Parameter Ss (percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan S1(percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing- masing dari respons spektral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik dengan kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun (MCER, 2 persen dalam 50 tahun), dan dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi.
144 Gambar 4.75 Peta parameter periode pendek kota semarang
Gambar 4.76 Peta parameter periode 1 detik kota semarang
Menentukan Kelas Situs (SA – SF)
Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus diklasifikasikan terlebih dahulu. Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel 3, berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas. Penetapan kelas situs harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan di laboratorium, yang dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik bersertifikat, dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga parameter tanah yang tercantum dalam
145 Tabel 3. Dalam hal ini, kelas situs dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan. Apabila tidak tersedia data tanah yang spes ifik pada situs sampai kedalaman 30 m, maka sifat-sifat tanah harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikat/ijin keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikantanah berdasarkan kondisi getekniknya. Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidakAplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies diperkenankan jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakitfondasi dan permukaan batuan dasar.
Tabel 4.6 Jenis Tanah Jenas Tanah Kecepatan rambat
gelombang geser rata-rata Vu(m/detik)
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
SE (tanah lunak) < 175 <15 < 50
Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan
karateristik sebagai berikut : 1. Indeks plastisitas, PI >20, 2. Kadar air, w ≥ 40%,
3. Kuat geser niralir __< < 25 kPa SF (tanah khusus,yang
membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik-situs yang mengikuti (pasal 6.10.1)
Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari
karakteristik berikut:
- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti
mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah
- Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan H
> 3 m)
- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H >7,5 m dengan Indeks
Plasitisitas PI>75)
- Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H>35m
dengan Su_< 50 kPa CATATAN: N/A = tidak dapat dipakai
Hasil data tanah berdasarkan nilai SPT (Soil Penetrasion Test) dihitung dengan rumus : N′ = mi=1ti
ti/Ni
mi=1
146 Dimana :
N’ = Nilai test penetrasi standart rata-rata ti = tebal lapis ke- i
Ni = Hasil test penetrasi standart lapis tanah ke-i
Tabel 4.7 Nilai Kekuatan Geser Untuk Setiap Lapisan Tanah
Lapis Ti ( cm ) Ni ( kg/ cm² ) ti/ni
1 200 3 66,67
2 200 4 50
3 200 10 20
4 200 4 50
5 200 3 66,67
6 200 3 66,67
7 200 3 66,67
8 200 3 66,67
9 200 4 50
10 200 4 50
2000 35 553,35
N = 2000
553,35= 3,61 kg
cm2 / 10 lapis N = 3,61 kg/cm²
Dari tabel perhitungan didapat nilai Test Penetrasi Standart rata-rata, N’ = 3,61 maka berdasarkan tabel jenis tanah termasuk kategori Tanah Lunak
Gambar 4.77 Respon spektrum wilayah 2
147 Tabel 4.8 Respon Spektrum Gempa utuk wilayah Kota Semarang dengan kondisi tanah lunak, berdasarkan gempa SNI 1726 : 2012, adalah sebagai berikut :
Periode Getar T (detik) Percepatan Respon Spektra Sa (g)
0,0 0,20
Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem (R, F G, H I)
Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel. Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral. Sistem struktur yang digunakan harus sesuai dengan batasan sistem struktur dan batasan ketinggian struktur yang ditunjukkan dalam Tabel. Koefisien modifikasi respons yang sesuai, R, faktor kuat lebih sistem, Ω ; ,dan koefisien amplifikasi defleksi, Cd sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel harus digunakan dalam penentuan geser dasar, gaya desain elemen, dan simpangan antarlantai tingkat desain. Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel dan persyaratan tambahan yang ditetapkan dalam pasal 7.14 (Persyaratan perancangan dan pendetailan bahan)
Tabel 4.9 Faktor R , Cd, dan Ω ; untuk sistem penahan gaya gempa (Contoh untuk Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen )
Sistem
Batasan sistem struktur dan batasan
Tinggi struktur J(m)c Kategori desain seismik B C Dd Ed Fe
148
o Faktor pembesaran defleksi, Cd , untuk penggunaan dalam pasal 7.8.6, 7.8.7 dan 7.9.2 o TB = Tidak Dibatasi dan TI = Tidak Diijinkan.
o Lihat pasal 7.2.5.4 untuk penjelasan sistem penahan gaya gempa yang dibatasi sampai bangunan
o engan ketinggian 72 m atau kurang.
o Lihat pasal 7.2.5.4 untuk sistem penahan gaya gempa yang dibatas sampai bangunan dengan ketinggian 48 m atau kurang.
Karena waktu getar struktur arah X dan arah Y diasumsikan sama, maka nilai faktor reson gempa sama. Nilai spektrum gempa rencana d ihitung sebagai berikut:
Gempa statik arah X, T1 = 0,69 dt → C1 = 0,330,69= 0,48
Gempa statik arah Y, T2 = 0,69 dt → C2 = 0,33
0,69= 0,48
Hitungan Gempa
Tabel 4.10 Parameter Daktilitas Struktur Gedung Taraf Kinerja Struktur
Gedung
Karena struktur gedung didesain dengan daktilitas parsial, diambil faktor daktilitas μ = 5.0 dan ditetapkan kuat lebih beban yang terkandung didalam struktur gedung f1=1.6 sesuai SNI Gempa 1726-2002 pasal 4.3.3. maka R = μ . f1= 5.0 . 1.6 = 8. Besarnya nilai faktor dektalitas (μ) dan Reduksi Gempa (R) ditunjukan pada tabel diatas.
Beban geser nominal untuk perhitungan gempa statik dapat dihitung sebagai berikut :
V =C1 .I R W1 + W2 + W3 + W4 + W5
= 0,48 .1,48 234.925.034 = 19.733.702,86 Kg
149
Fi 1 = ΣWi . HWi .H v = 188 .256 .136
2.817.181.17619.733.702,86 = 1318690,71 Kg
Fi 2 = ΣWi . HWi .H v = 376 .512 .272
2.817.181.17619.733.702,86 = 2.637.381,42 Kg
Fi 3 = ΣWi . HWi .H v = 563 .526 .552
2.817.181.17619.733.702,86 = 3.947.373,22 Kg
Fi 4 = ΣWi . HWi .H v = 751 .368 .736
2.817.181.17619.733.702,86 = 5.263.164,29 Kg
Fi 5 = Wi .H
ΣWi . Hv = 937.517 .480
2.817.181.17619.733.702,86 = 6.567.093,21 Kg Tabel 4.11 Perhitungan Gempa Statis
Lantai Wi H Wi . H Fix=Fiy Qx=Fi/7 Qy=Fi/12
Kg M Kg Kg Kg Kg
5 46.875.874 20 937.517.480 6.567.093,21 938156,17 547.257,77 4 46.960.546 16 751.368.736 5.263.164,29 751.880,61 438.597,02 3 46.960.546 12 563.526.552 3.947.373,22 563.910,46 328.947,77 2 47.064.034 8 376.512.272 2.637.381,42 376.768,77 219.781,78 1 47.064.034 4 188.256.136 1318690,71 188.384,39 109.890,9 Σ 234.925.034 2.817.181.176
4.3.6 Menentukan Momen pada Portal
Untuk menentukan momen, perhitungan dilakukan menggunakan bantuan program aplikasi komputer ( SAP 2000 ). Hasil momen yang didapat sesuai dengan data masukan.
Dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut:
- 1,2 D + 1, 6 L - 1,4 D
- 1,2 D + 1 L + 0,275 Qx + 0,275 x 0,3 Q y - 1,2 D + 1 L + 0,275 Q y + 0,275 x 0,3 Q x - 0,9 D + 0,1125Wx + 0,0338 Wy
- 0,9 D + 0,1125Wx + 0,0338 Wy
Hasil momen berbentuk tabel terlampir sebagai lampiran.
4.3.7 Menghitung Berat Tingkat (W) dan Massa Tingkat (M) 1. Lantai 1
Berat Balok
B1 (35 x 70) : (0,35 m x 0,7 m) x 195 m x 2400 kg/m3 : 114660 kg B2 (30 x 60) : (0,30 m x 0,6 m) x 191 m x 2400 kg/m3 : 82512 kg
150 B3 (25 x 50) : (0,25 m x 0,5 m) x 162,5 m x 2400 kg/m3 : 48750 kg
B5 (20 x 30) : (0,20 m x 0,3 m) x 8,5 m x 2400 kg/m3 : 1224 kg Beban Terpusat akibat beban mati dan beban hidup pada lantai gedung
WD : (913,52 m2 x 96 kg/m2) + (913,52 m2 x 0,12 x 2400 kg/m3) + 114660 kg + 82512 kg+ 48750 kg +1224 kg : 597937,68 kg
WL : 913,52 m2 x 250 kg/m2 : 228380 kg Beban terpusat pada titik berat lantai gedung koef. Reduksi beban hidup 0,25 W : 597937,68 kg + (0,25) . 228380 kg : 655032,68 kg Percepatan gravitasi : g = 9,8 m/detik2
Massa terpusat pada lantai gedung :
M : W / g : 655032,68 / 9,8 : 66840,39 ~ 66841 kg
2. Lantai 2