ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Perencanaan Dimensi Struktur
4.2 Perencanaan Gempa
4.2.3 Perhitungan Beban Gempa
Perhitungan beban gempa pada bangunan ini dilakukan dengan menggunakan analisa statik ekuivalen dimana menurut pasal 6.1.3 gaya geser dasar nominal harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban gempa nominal statik ekuivalen pada gedung yang beraturan. Adapun langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut :
Gambar 4.21 Diagram Alir Perhitungan Beban Gempa
Mulai
Hitung Beban-beban gempa yang bekerja pada tiap portal. Beban terdiri dari :
1. Beban Mati 2. Beban Hidup
Hitung :
1. Waktu Getar Struktur (T) 2. Faktor Respons Gempa (Sa)
Input :
1. Faktor Keutamaan (Ie) 2. Faktor Reduksi Gempa (R)
V =Sa × Ie R × Wt
Fi = ((wi × hi) × V)/Σwi × hi
Hitung :
Gaya geser dasar sepanjang ketinggian bangunan :
Selesai
Hitung :
1. Data Tanah SPT
a. Pengklasifikasian Tanah dari Data Tanah SPT 4.1 Nilai Jumlah SPT Lapisan ke i Tebal lapisan
(di) Deskripsi Jenis Tanah
Nilai N-SPT 1 4 Lempung lanau abu-abu 15 2 8 Lempung lanau pasir abu-abu 23,75 3 4 Lempung lanau abu-abu 39 4 3 Lempung lanau pasir abu-abu 43 5 11 Lempung lanau abu-abu 52,5
Total 173,25
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 5.4.2)(2) N = ni=1didi
Ni n i=1 Dimana :
di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;
Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy (N60) yang terukur langsungtanpa koreksi. di n i=1 = d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7 = 30 di Ni n i=1 =N1d1+N2d2+N3d3+N4d4+N5d5+N6d6+N7d7 = 0,985 N = ni=1didi Ni n i=1
N =30,45 (Situs SD adalah Tanah sedang) (SNI Gempa 1726:2012 pasal 5.3)
b. Waktu Getar Struktur (T)
Perhitungan respon spektrum gempa 500 tahun - Percepatan batuan dasar pada perioda pendek
(Ss) = 0,3 g
(Peta gempa 2010)
- Percepatan batuan dasar pada periode 1 detik (S1)
= 0,1 g
(Peta Gempa 2010)
- Faktor amplifikasi getaran percepatan pada getaran perioda pendek (Fa)
=1,56
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.2)
- Faktor amplifikasi getaran percepatan pada getaran perioda 1 detik (Fv)
= 2,4
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.2)
- Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS)
= Fa x Ss = 1,56 x 0,3 g = 0,468 g
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.2)
- Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik (SM1)
= Fv x S1 = 2,4 x 0,1 g = 0,24 g
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.2)
- Parameter percepatan spektral desain untuk perioda pendek (SDS)
= 2/3 x SMS
= 2/3 x 0,468 g = 0,312 g
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 1 2 3 T (detik)
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.2)
- Parameter percepatan spectral desain untuk perioda 1 detik (SD1)
= 2/3 x SM1
= 2/3 x 0,24 g = 0,16 g
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.2) - To=0,2.SD1
SDS=0,103 detik
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.4) - Ts=SD1
SDS=0,513 detik
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.4) c. Faktor Respon Gempa (Sa)
Sa=(0,4 + 0,6TT 0)
(SNI Gempa 1726:2012 pasal 6.4)
Dari perhitungan di atas maka didapatkan grafik respon spektrum gempa 500 tahun , Sa sebesar 0,312 g
Gambar 4.22 Grafik Respon Spektrum Gempa
Sa (g)
d. Faktor Keutamaan (Ie)
Berdasarkan fungsi bangunan yaitu sebagai gedung perpustakaan termasuk kategori resiko bangunan gedung I, didapatkan Ie = 1,0
(SNI Gempa 1726:2012 tabel 1) e. Faktor Reduksi Gempa (R)
Gedung ini dihitung dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) termasuk Kategori Desain Seismik C karena didapatkan nilai SDS = 0,312 g dan nilai SD1 = 0,16 g
(SNI Gempa 1726:2012 tabel 6) Maka nilai R didapatkan 5 (SNI Gempa 1726:2012 tabel 9)
Gambar 4.23 Portal Memanjang As 3(A-J) Wo : 1. Kolom pendek 50/50 = 2400kg/m3 x 0,5m x 0,5m x 39 x 0,75m=17550kg 2. Kolom pendek 30/30 = 2400kg/m3 x 0,3m x 0,3m x 1 x 0,75m = 162kg ΣWo = 17712kg Wo W1 W2 W3 W4 W5
W1 : 1. Kolom 50/50 =2400kg/m3 x 0,5m x 0,5m x 39 x 3,25m =76050kg 2. Kolom 30/30 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,3m x 1 x 3,25m = 702kg 3. Sloof 30/50 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 329 m =118440kg 4. Sloof 20/30 =2400kg/m3 x 0,2m x 0,3m x 1 x 30,95m =4456,8kg 5. Balok bordes 30/50 tangga utama
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 4m = 1440kg 6. Balok bordes 30/50 tangga darurat
= 2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 2,5m = 900kg 7. Pelat tangga utama
= 2400kg/m3 x 1,95m x 1,5m x 2 x 0,15m = 2106kg 8. Pelat tangga darurat
= 2400kg/m3 x 1,625m x 1,5m x 2 x 0,15m=1755kg 9. Pelat bordes tangga utama
= 2400kg/m3 x 3,15m x 1,5m x 1 x 0,15m =1701kg 10. Pelat bordes tangga darurat
= 2400kg/m3 x 2,5m x 1,175m x1x 0,15m=1057,5kg 11. Anak tangga utama
=2400kg/m3 x 0,09m = 216kg 12. Anak tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,08m = 192kg 13. Dinding ½ bata
= 250kg/m2 x 2,5m x 37,1m =23187,5kg 14. Beban hidup pelat tangga utama
=500 kg/m2 x 5,85m2 x 0,5 = 1462,5kg 15. Beban hidup pelat tangga darurat
=500 kg/m2 x 4,875m2 x 0,5 = 1218,8kg 16. Beban hidup pelat bordes tangga utama
=500 kg/m2 x 4,725m2 x 0,5 =1181,25kg 17. Beban hidup pelat bordes tangga darurat
=500 kg/m2 x 2,94m2 x 0,5 = 735kg 18. Beban hidup pelat lantai
=400 kg/m2 x 582,5m2 x 0,8 = 186400kg 19. Spesi, keramik dan pegangan tangga = 1011,3kg ΣW1 = 424208kg
W2 : 1. Pelat (tebal=12cm) =2400kg/m3 x 157,95m2 x 52 x 0,12m =168537,6kg 2. Kolom 50/50 =2400kg/m3 x 0,5m x 0,5m x 39 x 4,5m= 105300kg 3. Kolom 30/30 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,3m x 1 x 4,5m = 972kg 4. Balok induk 30/50 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1x329,65m=118674kg 5. Balok anak 20/30 =2400kg/m3 x 0,2m x 0,3m x 1 x 72,5m= 10440kg 6. Balok bordes 30/50 tangga utama
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 4m = 1440kg 7. Balok bordes 30/50 tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 2,5m = 900kg 8. Pelat tangga utama
=2400kg/m3 x 3,45m x 1,5m x 2 x 0,15m = 3726kg 9. Pelat tangga darurat
=2400kg/m3 x 2,875m x 1,5m x 2 x 0,15m= 3105kg 10. Pelat bordes tangga utama
= 2400kg/m3 x 3,15m x 1,5m x 1 x 0,15m = 1701kg 11. Pelat bordes tangga darurat
= 2400kg/m3 x 2,5m x 1,175m x1x 0,15m=1057,5kg 12. Anak tangga utama
=2400kg/m3 x 0,09m = 216kg 13. Anak tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,08m = 192kg 14. Dinding ½ bata
= 250kg/m2 x 4,5m x 36,4m = 40953kg 15. Beban hidup pelat tangga utama
=500 kg/m2 x 10,35m2 x 0,5 = 2587,5kg 16. Beban hidup pelat tangga darurat
=500 kg/m2 x 8,625m2 x 0,5 = 2156,3kg 17. Beban hidup pelat bordes tangga utama
=500 kg/m2 x 4,725m2 x 0,5 = 1181,25kg 18. Beban hidup pelat bordes tangga darurat
=500 kg/m2 x 2,94m2 x 0,5 = 735kg 19. Beban hidup pelat lantai
20. Spesi, keramik dan pegangan tangga = 74522kg ΣW2 = 726124kg W3 : 1. Pelat (tebal=12cm) =2400kg/m3 x 157,95m2 x 52 x 0,12m =168537,6kg 2. Kolom 50/50 =2400kg/m3 x 0,5m x 0,5m x 39 x 4m = 93600kg 3. Kolom 30/30 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,3m x 1 x 4m = 864kg 4. Balok induk 30/50 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1x329,65m=118674kg 5. Balok anak 20/30 =2400kg/m3 x 0,2m x 0,3m x 1 x 72,5m= 10440kg 6. Balok bordes 30/50 tangga utama
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 4m = 1440kg 7. Balok bordes 30/50 tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 2,5m = 900kg 8. Pelat tangga utama
=2400kg/m3 x 3m x 1,5m x 2 x 0,15m = 3240kg 9. Pelat tangga darurat
=2400kg/m3 x 2,5m x 1,5m x 2 x 0,15m= 2700kg 10. Pelat bordes tangga utama
= 2400kg/m3 x 3,15m x 1,5m x 1 x 0,15m= 1701kg 11. Pelat bordes tangga darurat
= 2400kg/m3 x 2,5m x 1,175m x1x 0,15m=1057,5kg 12. Anak tangga utama
=2400kg/m3 x 0,09m = 216kg 13. Anak tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,08m = 192kg 14. Dinding ½ bata
= 250kg/m2 x 4m x 30,1m = 30082kg 15. Beban hidup pelat tangga utama
=500 kg/m2 x 9m2 x 0,5 = 2250kg 16. Beban hidup pelat tangga darurat
=500 kg/m2 x 7,5m2 x 0,5 = 1875kg 17. Beban hidup pelat bordes tangga utama
18. Beban hidup pelat bordes tangga darurat
=500 kg/m2 x 2,94m2 x 0,5 = 735kg 19. Beban hidup pelat lantai
=400 kg/m2 x 582,5m2 x 0,8 = 186400kg 20. Spesi, keramik dan pegangan tangga = 74522kg ΣW3 = 701935kg W4 : 1. Pelat (tebal=12cm) =2400kg/m3 x 157,95m2 x 52 x 0,12m =168537,6kg 2. Kolom 50/50 =2400kg/m3 x 0,5m x 0,5m x 39 x 4m = 93600kg 3. Kolom 30/30 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,3m x 1 x 4m = 864kg 4. Balok induk 30/50 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1x329,65m=118674kg 5. Balok anak 20/30 =2400kg/m3 x 0,2m x 0,3m x 1 x 72,5m= 10440kg 6. Balok bordes 30/50 tangga utama
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 4m = 1440kg 7. Balok bordes 30/50 tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1 x 2,5m = 900kg 8. Pelat tangga utama
=2400kg/m3 x 3m x 1,5m x 2 x 0,15m = 3240kg 9. Pelat tangga darurat
=2400kg/m3 x 2,5m x 1,5m x 2 x 0,15m= 2700kg 10. Pelat bordes tangga utama
= 2400kg/m3 x 3,15m x 1,5m x 1 x 0,15m= 1701kg 11. Pelat bordes tangga darurat
= 2400kg/m3 x 2,5m x 1,175m x1x 0,15m=1057,5kg 12. Anak tangga utama
=2400kg/m3 x 0,09m = 216kg 13. Anak tangga darurat
=2400kg/m3 x 0,08m = 192kg 14. Dinding ½ bata
= 250kg/m2 x 4m x 26,2m = 26238kg 15. Beban hidup pelat tangga utama
=500 kg/m2 x 9m2 x 0,5 = 2250kg 16. Beban hidup pelat tangga darurat
17. Beban hidup pelat bordes tangga utama
=500 kg/m2 x 4,725m2 x 0,5 = 1181,25kg 18. Beban hidup pelat bordes tangga darurat
=500 kg/m2 x 2,94m2 x 0,5 = 735kg 19. Beban hidup pelat lantai
=400 kg/m2 x 582,5m2 x 0,8 = 186400kg 20. Spesi, keramik dan pegangan tangga = 74522kg ΣW4 = 696762kg W5 : 1. Pelat (tebal=12cm) =2400kg/m3 x 147m2 x 36 x 0,12m = 175104kg 2. Kolom 50/50 =2400kg/m3 x 0,5m x 0,5m x 39 x 2m = 46800kg 3. Kolom 30/30 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,3m x 1 x 2m = 432kg 4. Balok induk 30/50 =2400kg/m3 x 0,3m x 0,5m x 1x312m = 112320kg 5. Balok anak 20/30 =2400kg/m3 x 0,2m x 0,3m x 1 x 46m = 6624kg 6. Dinding ½ bata = 250kg/m2 x 2m x 27,852m = 13926kg 7. Beban hidup pelat lantai
=100 kg/m2 x 609m2 x 0,8 = 48720kg 8. Spesi, keramik dan pegangan tangga = 50547kg ΣW5 = 455673kg Wtotal = ΣW0 + ΣW1 + ΣW2 + ΣW3 + ΣW4 + ΣW5 =17712kg + 424208kg + 726124kg + 701935kg + 696762kg + 455673kg = 3022413 kg
Gaya geser dasar gempa (V) V=Sa×IeR ×Wt
=0,312 g×15 ×3022413 kg = 188599 kg = 188,6 ton
Gaya geser dasar gempa yang disebarkan pada sepanjang ketinggian bangunan (F)
F=Σ Wi×hi Wi×hi ×V Gambar 4.24 Gaya Fi Dimana : W0 x h0 = 17712kg x 0 = 0 kg W1 x h1 = 424208kg x 1,5 = 636311,5 kg W2 x h2 = 726124kg x 6,5 = 4719804,1 kg W3 x h3 = 701935kg x 10,5 = 7370316,7 kg W4 x h4 = 696762kg x 14,5 = 10103050 kg W5 x h5 = 455673kg x 18,5 = 8429943,3 kg ΣW x h = 31259425 kg
Gaya geser gempa yang disebarkan di sepanjang tingkat bangunan (Fi) :
F0=Σ W ×h W0×h0 ×V=312594250 ×188599 =0 kg F4 F3 F2 F1 F0 F5
F1=Σ W ×h W1×h1 ×V=31259425636311,5×188599 =3839,1 kg F2=Σ W ×h W2×h2 ×V=4719804,131259425×188599 =28476,2 kg F3=Σ W ×h W3×h3 ×V=7370316,731259425×188599 =44467,6 kg F4=Σ W ×h W4×h4 ×V=1010305031259425×188599 =60955,1 kg F5=Σ W ×h W5×h5 ×V=8429943,331259425×188599 =50860,7 kg