xi
DAFTAR PUSTAKA
Dipohusodo, Istimawan, 1994, Struktur Beton Bertulang, Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.
Knowles, Peter.,1977, Design of Structural Steelwork, London : Surrey University Press
Oentoeng., 2004, Konstruksi Baja, Yogyakarta: ANDI.
M.G. Kalyanshetti, G.S. Mirajkar.,Comparison Between Conventional Steel Structure and Tubular Steel Structures, International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA) Vol 2.
McCormac, Jack C., 2004, Desain Beton Bertulang Edisi Kelima, Jakarta :Penerbit Erlangga.
McCormac, Jack C., 2008, Structural Steel Design, America : Pearson Prentice Hall..
Schodek, Daniel L., 1998, Struktur, ,Bandung : PT Refika Aditama.
Qin, Ying., et al, Seismic Behaviour of Through-Diaphragm Connection Between Colum and Steel Beam Experimental Study, Advance Steel Construcion, Vol 10.
Hiwrale, Deepika C., Analysis and Design of Steel Framed Buildings with and without Steel Plate Shear Walls, International Journal of Scientific & Engineering Research, Vol.3
Salmon, Charles G. ,et al, 1991, Struktur Baja : Disain dan Perilaku Jilid 2- Edisi Kedua ,Jakarta : Penerbit Erlangga.
Setiawan, Agus,, 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD, Jakarta : Penerbit Erlangga.
Taranath, Bungale S, PhD., P.E., S.E., 2010, Refnforced Concrete Design of Tall Building, USA :CRC Press.
xii Anonim, 2002, SNI 03-2847-2002 Tata cara Perhitungan Struktur Beton untuk
Bangunan Gedung. Badan Standarisasi Nasional
Dewobroto, Wiranto, 2013, Komputer Rekayasa Struktur, Dapur Buku.
Rondal, Jasques, K-G Wurker, et al, 1992, Structural Stability of Hollow Section, CIDECT
45
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
46
3.2 Preliminary Desain
Dalam tugas akhir ini akan dilakukan penelitian dengan permodelan struktur bangunan 15 lantai untuk fungsi perkantoran dengan tinggi lantai tipikal 4 m. Denah bangunan berukuran 18 x 32 m, jarak antar kolom melintang sebesar 6 m dan jarak antar kolom memanjang sebesar 8 m pelat lantai dengan tebl 12 cm dan pelat atap tebal 10 cm. Bangunan berada di lokasi Medan dengan jenis tanah keras dan merupakan open frame building. Permodelan struktur bangunan dibuat 2 jenis, yaitu struktur gedung dengan kolom beton bertulang dan kolom baja hollow tampang tube. Penelitian akan membandingkan dimensi dan berat dari kedua jenis kolom. Dengan mutu material yang digunakan :
Tabel 3.1 Mutu material
Material Mutu Modulus Elastisitas BETON f'c = 35 Mpa Ec = 27805,57 Mpa Tulangan fy = 390 Mpa Es = 200.000 Mpa
BAJA
Hollow Tube fy = 325 Mpa
Es = 200.000 Mpa fu = 490 Mpa
WF fy = 325 Mpa fu = 490 Mpa
3.3 Permodelan Struktur
47
Gambar 3.1 Modelisasi struktur beton bertulang
Gambar 3.2 Denah gedung dengan kolom beton bertulang
8000 8000 8000 8000
6000
6000
48
Gambar 3.3Modelisasi struktur baja hollow tube
Gambar 3.4Denah gedung dengan kolom baja hollow
8000 8000 8000 8000
6000
6000
49
3.4 Pembebanan Struktur
Beban yang dikenakan pada struktur terdiri dari beban mati akibat berat sendiri struktur, beban mati tambahan, beban hidup, dan beban gempa.Beban mati akibat berat sendiri struktur dihitung dengan sendirinya oleh sap2000 berdasarkan data material properties yang diinput sesuai jenis material. Spesifikasi material yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
• Beton Bertulang
fc’ = 35 Mpa
Modulus Elastisitas (E) = 4700√fc’ Berat Jenis = 2400 kg/m2 Tulangan ulir fy = 390 Mpa Tulangan polos fy = 295 Mpa
• Mutu Baja
Nippon Steel STKR 490 fy = 325 Mpa fu = 490 Mpa Elastisitas (E) = 200.000 Mpa
• Beban Mati Tambahan Lantai
1. Screed (20 mm) = 42 kg/m2 2. Keramik (10mm) = 24 kg/m2 3. Plafond + Penggantung = 18 kg/m2 4. Mekanikal + Elektrikal+Plumbing = 30 kg/m2 = 114 kg/m2
+
• Beban Mati Tambahan Atap
1. Plafond + Penggantung = 18 kg/m2 2. Mekanikal + Elektrikal+Plumbing = 30 kg/m2 = 48 kg/m2
+
50
• Beban Hidup (Kantor)
Lantai = 250 kg/m2
Atap = 100 kg/m
Dalam peninjauan gempa, menurut PPIUG 1987 beban hidup untuk gedung perkantoran dapat direduksi dengan koefisien reduksi sebesar 0,3.
3.5 Beban Gempa
Pada penelitian ini pembebanan gempa yang ditinjau pada bangunan berdasarkan SNI 1726-2012 “ Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung”. Analisa gempa menggunakan metode ragam respons spektrum.Pada SNI 1726-2012 ini grafik respons spektrum dirancang sendiri berdasarkan parameter-parameter percepatan menurut wilayah dan struktur gedung. Peta gempa terdiri dari 2 peta yaitu untuk periode pendek (T=0,2 detik) dan periode 1 detik (T=1 detik). Berikut merupakan peta gempa pada SNI 1726-2012.
51 Gambar 3.6 Peta gempa periode 1 detik S1
Berikut merupakan langkah-langkah pembuatan diagram respon spektra :
1. Menentukan nilai S1 dan Ss berdasarkan peta gempa periode pendek dan
perode 1 detik.
Untuk wilayah medan di dapat nilai S1= 0,332 dan Ss = 0,526
2. Menentukan koefisien situs berdasarkan kelas situs, dari tabel 2.7 dan 2.8 dapat diketahui koefisien situs Fa dan Fv. Dimana kelas situs ditentukan berdasarkan :
52
Maka untuk tanah sedang yang merupakan kelas situs SD di dapat : Fa = 1,190
Fv = 1,468
3. Menentukan nilai parameter spektrum respons percepatan pada periode pendek (SMS) dan periode 1 detik (SM1) dengan rumusan :
SMS = Fa Ss = 1,190 x 0,526 = 0,625
SM1 = Fv S1= 1,468 x 0,332 = 0,488
4. Menghitung parameter percepatan spektral desain perioda pendek SDS dan perioda 1 detik SD1.
SDS = 2/3 SMS= 2/3 x 0,625 = 0,417
SD1 = 2/3 SM1= 2/3 x 0,488 = 0,325
5. Penentuan kategori desain seismik (KDS)
Berdasarkan pasal 6.5 SNI 1726-2012 struktur dengan kategori resiko I,II,dan III yang berlokasi dimana parameter respons spektral percepatan terpetakan S1≥ 0,75 harus ditetapkan dengan KDS E, struktur yang berkategori resiko IV dengan S1≥ ditetapkan sebagai struktur dengan KDS F. Dari tabel 2.9 dan 2.10 berdasarkan nilai SDS didapat Kategori Desain Seismik C, dan dengan nilai SD1 didapat KDC D. jadi digunakan kategori desain seismik yang lebih parah yaitu D.
6. Spektrum respons desain
• Untuk perioda yang lebih kecil dari T0, spektrum respons
percepatan desain, Sa harus diambil melalui persamaan :
• Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0dan lebih kecil
atau sama dengan Ts, spektrum respons percepatan desain Sa sama dengan SDS.
53 �� =���1
��= 0,2 ��1
���= 0,2
0,325
0,417= 0,156
��=��1
���=
0,325
0,417= 0,780
Gambar 3.7 Respon spektrum desain Respon Spektra Wilayah Medan Kondisi
Tanah Keras
3.6 Kombinasi Pembebanan
Komponen struktur bangunan dirancang dengan kekuatan minimal mampu menahan beban yang dihitung berdasarkan kombinasi berikut :
• Kombinasi 1 : 1,4 D
• Kombinasi 2 : 1,2 D + 1,6L
• Kombinasi 3 : 1,2D + 0,5L + Ex + 0,3 Ey • Kombinasi 4 : 1,2D + 0,5L + Ex - 0,3 Ey • Kombinasi 5 : 1,2D + 0,5L - Ex + 0,3 Ey • Kombinasi 6 : 1,2D + 0,5L - Ex - 0,3 Ey • Kombinasi 7 : 0,9DL + Ex + 0,3Ey • Kombinasi 8 : 0,9DL + Ex - 0,3Ey
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0 1 2 3 4 5
P e rc e pa ta n R e spo n S pe k tr a (g )
54
• Kombinasi 9 : 0,9DL - Ex + 0,3Ey • Kombinasi 10 : 0,9DL - Ex - 0,3Ey • Kombinasi 11 :1,2D + 0,5L + 0,3Ex + Ey • Kombinasi 12 : 1,2D + 0,5L + 0,3Ex - Ey • Kombinasi 13 : 1,2D + 0,5L - 0,3Ex + Ey • Kombinasi 14 : 1,2D + 0,5L – 0,3Ex - Ey • Kombinasi 15 : 0,9DL + 0,3Ex + Ey • Kombinasi 16 : 0,9DL + 0,3Ex - Ey • Kombinasi 17 : 0,9DL - 0,3Ex + Ey • Kombinasi 18 : 0,9DL - 0,3Ex - Ey
3.7 Analisis Permodelan
Permodelan dianalisis menggunakan analisa dinamik respon spektra dengan 8 mode shape untuk tercapai partisipasi massa minimal sebesar 90% sesuai syarat SNI 1726-2012 pasal 7.9.1. Metoda analisis pada sap2000 dilakukan dengan menginput grafik respon spektra yang telah dibuat sebelumnya. Gaya gempa dengan respon spektra ini kemudian dikalikan dengan suatu faktor koreksi yaitu I/R x g, dengan I faktor keutamaan gedung (Tabel 2 SNI 1726-2012), R faktor reduksi gempa sesuai jenis struktur berdasarkan tabel 9 SNI 1726-2012 dan g merupakan percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2).
3.8 Base shear struktur
Gaya geser dasar seismik sturktur yang dihitung dengan analisa dinamis harus memenuhi syarat ≥ 85% gaya geser dasar statik ekivalen. Jika gaya geser dasar tidak memenuhi persyaratan tersebut, maka ordinat respon spektrum harus dikalikan dengan faktor skala dengan persamaan :
����������� =0,85 �������
��������
55 � =���
Keterangan :
• �� = koefisien respon seismik • � = berat seismik efektif
Nilai �� ditentukan dengan :
�� =����� ���
, tidak perlu melebihi dari �� = ��1
������ dan tidak kurang dari
�� = 0,44����� ≥0,01
Perioda fundmental pendekatan struktur (Ta) dalam detik ditentukan berdasarkan persamaan :
�� = ��ℎ��
Nilai �� dan x berdasarkan tabel tabel 2.12
Periode struktur tidak boleh melebihi batas maksimum yaitu �= ����, dengan nilai �� berdasarkan tabel 2.11
3.9 Kontrol Simpangan antar tingkat izin
Setelah model struktur selesai dianalisis, maka akan diperiksa simpangan antar tingkat yang terjadi pada struktur berdasarkan defleksi yang terjadi pada tiap-tiap lantai. Persyaratan simpangan antar tingkat izin (∆a) berdasarkan SNI 03-1726-2012 tertera dalam tabel berikut :
Tabel 3.3 Batasan simpangan antar lantai
56
Dengan nilai simpangan antar tingkat sesuai dengan persamaan berikut :
�� =������ � Keterangan :
��= faktor amplifikasi defleksi Tabel 9 SNI 1726-2012 Untuk beton = 2.5, baja = 3
��� = defleksi yang ditentukan dengan analisis elastis
57
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Dimensi Kolom
Dari analisa dengan menggunakan sap2000 dimensi kolom yang dapat digunakan untuk dapat menahan beban-beban kombinasi yang direncanakan untuk masing-masing struktur dengan kolom beton bertulang dan baja hollow tube disajikan dalam tabel 4.1. Semua dimensi sudah dilakukan pengecekan struktur dengan sap2000 dimana struktur beton dengan desain berdasarkan ACI 318-99 yang merupakan acuan SNI beton 2002 dengan modifikasi nilai reduksi kekuatan
Φ sesu ai SNI 0 3-2847-2002. Untuk struktur baja desain pada sap2000 berdasarkan AISC-LRFD
Tabel 4.1 Perbandingan dimensi kolom
Lantai Kolom Kolom
Steel Tube (cm) Beton (cm)
1 55x55 70x70
2 55x55 70x70
3 55x55 70x70
4 55x55 70x70
5 50x50 65x65
6 50x50 65x65
7 50x50 65x65
8 50x50 65x65
9 45x45 60x60
10 45x45 60x60
11 45x45 60x60
12 45x45 60x60
13 40x40 55x55
14 40x40 55x55
15 40x40 55x55
Profil hollow tube dengan ketebalan 16 mm untuk semua dimensi.
58
Tabel 4.2 Berat Kolom dengan Penampang Beton
Lantai Penampang Bentang Berat Jumlah Berat Kolom
Kolom (m) (Kg) Kolom per Lantai (kg)
1 K 70/70 4 4704 20 94080
2 K 70/70 4 4704 20 94080
3 K 70/70 4 4704 20 94080
4 K 70/70 4 4704 20 94080
5 K 65/65 4 4056 20 81120
6 K 65/65 4 4056 20 81120
7 K 65/65 4 4056 20 81120
8 K 65/65 4 4056 20 81120
9 K 60/60 4 3456 20 69120
10 K 60/60 4 3456 20 69120
11 K 60/60 4 3456 20 69120
12 K 60/60 4 3456 20 69120
13 K 55/55 4 2904 20 58080
14 K 55/55 4 2904 20 58080
15 K 55/55 4 2904 20 58080
Total Berat Kolom
1151520 kg 1151,52 ton
Tabel 4.3 Berat Kolom dengan Penampang Steel Tube
Lantai
Penampang Berat Bentang Jumlah Berat Kolom
Kolom (kg/m) (m) kolom
per Lantai (kg)
1 HSS 55/55/1.6 263 4 20 21040
2 HSS 55/55/1.6 263 4 20 21040
3 HSS 55/55/1.6 263 4 20 21040
4 HSS 55/55/1.6 263 4 20 21040
5 HSS 50/50/1.6 238 4 20 19040
6 HSS 50/50/1.6 238 4 20 19040
7 HSS 50/50/1.6 238 4 20 19040
8 HSS 50/50/1.6 238 4 20 19040
9 HSS 45/45/1.6 213 4 20 17040
10 HSS 45/45/1.6 213 4 20 17040
11 HSS 45/45/1.6 213 4 20 17040
12 HSS 45/45/1.6 213 4 20 17040
13 HSS 40/40/1.6 188 4 20 15040
14 HSS 40/40/1.6 188 4 20 15040
15 HSS 40/40/1.6 188 4 20 15040
Total Berat Kolom
59
Gambar 4.1 Diagram perbandingan berat material
Berdasarkan analisa didapatkan berat kolom untuk struktur beton bertulang sebesar 1151520 kg dan untuk struktur baja hollow tube sebesar 273600 kg dengan selisih 877920 kg atau berat keseluruhan kolom baja hanya 23,8% dari berat kolom beton.
Untuk kolom beton bertulang berdasarkan hasil desain dengan sap2000 didapat kebutuhan tulangan minimum untuk masing-masing dimensi kolom.
Tabel 4.4 Luas Kebutuhan Tulangan
Lantai
Kolom Luas Tulangan Perlu Tulangan Luas Tulangan Beton
(cm) (mm2) Terpasang
Terpasang (mm2)
1 70x70 10392 16 D 29 10562,96
2 70x70 10392 16 D 29 10562,96
3 70x70 10392 16 D 29 10562,96
4 70x70 10392 16 D 29 10562,96
5 65x65 5876 16 D 22 6079
6 65x65 5876 16 D 22 6079
7 65x65 5876 16 D 22 6079
8 65x65 5876 16 D 22 6079
9 60x60 4225 12 D 22 4559.3
10 60x60 4225 12 D 22 4559.3
11 60x60 4225 12 D 22 4559.3
12 60x60 4225 12 D 22 4559.3
13 55x55 3025 12 D 20 3768
14 55x55 3025 12 D 20 3768
15 55x55 3025 12 D 20 3768
0 500000 1000000 1500000 Berat (kg) Kolom beton; 1151520 Kolom Baja; 273600 B e ra t ko lo m ( kg )
60
Tabel 4.5 perbandingan berat balok
Lantai
Beton Baja
Penampang Berat Balok Penampang Berat Berat Balok Balok per Lantai (kg) Balok (kg/m) per Lantai (kg)
2 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
3 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
4 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
5 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
6 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
7 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
8 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
9 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
10 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
11 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
12 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
13 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
14 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
15 B 45/35 82404 WF 400.200.8.13 66 14018.97
atap B 30/20 45780 WF 350.175.7.11 49.6 10517.65
Total 1199436 Total 206783.23
4.2 Karakteristik Dinamik Struktur
Banyaknya derajat kebebasan umumnya menimbulkan kesulitan karena banyaknya persamaan differensial yang ada.Sama seperti struktur dengan kebebasan tunggal untuk struktur MDOF juga dilakukan beberapa penyederhanaan. Umumnya dilakukan sistem diskretisasi massa yaitu massa dianggap menggumpal pada tempat-tempat tertentu (lumped mass). Dengan prinsip bangunan geser maka setiap massa nya hanya bergerak secara horizontal. Perhitungan massa baik untuk struktu SDOF maupun MDOF secara sederhana dapat dinyatakan dengan :
�=�
�
61
Tabel 4.6 Modal partisipasi massa struktur beton
Mode Period Partisipasi Massa (%)
Sec Arah x Arah y
1 3.61 0 77,4
2 3.25 77,4 77,4
3 1.19 77,4 87,4
4 1.08 87,8 87,4
5 0.68 87,8 91,8
6 0.61 92,1 91,8
7 0.45 92,1 97,2
8 0.41 97,4 97,2
Tabel 4.7 Modal partisipasi massa struktur baja
Mode Period Partisipasi Massa (%)
Sec Arah x Arah y
1 3.96 0 77,9
2 3.56 77,8 77,9
3 1.30 77,8 87,8
4 1.17 88,2 87,8
5 0.74 88,2 92,1
6 0.67 92,5 92,1
7 0.50 92,5 97,4
8 0.45 97,6 97,4
62
4.3 Gaya geser dasar struktur
Gaya geser dasar yang bekerja pada dasar bangunan pada hakekatnya adalah penyederhanaan yang dimaksudkan untuk mensimulasi pengaruh gempa bumi terhadap getaran struktur. Gaya geser dasar ini juga merupakan jumlah dari gaya horisontal akibat gempa yang bekerja pada massa di tiap tingkat bangunan. Berdasarkan SNI 03-1726-2012 gaya geser dasar (base shear) yang didapatkan dari hasil analisa dinamik harus memenuhi syarat Vdinamik ≥ 85% Vstatik.
a) Gaya geser dasar statik ekivalen
Untuk struktur dengan penahan beban lateral berupa Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMK) berdasarkan tabel 9 SNI
03-1726-2012 didapat nilai R, Ωo, dan Cd masing-masing untuk SRPMK beton bertulang dan baja sebagai berikut :
Tabel 4.8 koefisien R, Ωo dan Cd
Sistem rangka beton pemikul Sistem rangka baja pemikul
momen khusus momen khusus
R 8 R 8
Cd 5,5 Cd 5,5
Ωo 3 Ωo 3
Tabel 4.9 Berat efektif bangunan beton dan baja
Berat Struktur Beton
Tipe Berat Struktur
Beban Ton
SELF WEIGHT 4811.66
DEAD LOAD 2371.94
LIVE 2073.60
BS + DEAD + 0.3LIVE 7805.65
Berat Struktur Baja
Tipe Berat Struktur
Beban Ton
SELF WEIGHT 2941.06
DEAD LOAD 2371.94
LIVE 2073.60
63
Perbedaan berat total bangunan sebesar 24%, dimana struktur dengan kolom hollow lebih ringan.
Penentuan base shear merupakan perkalian antara koefisien dasar seismik (Cs) terhadap berat efektif bangunan, sebelumnya dalam menentukan nilai Cs ini ada beberapa hal yang perlu diketahui, yaitu dimana struktur akan dibangun, jenis tanah dan periode getar struktur. Periode dalam penentuan gaya geser dasar juga dibatasi nilai maksimum nya agar gaya gempa yang diperoleh nantinya tidak terlalu kecil bila dilakukan analisa statik ekivalen. (gaya gempa statik ekivalen merupakan penyebaran base shear pada tiap tingkat).
b) Gaya geser dasar dinamik respon spektra
Dalam analisa dinamik respon spektra yang menyertakan beberapa pola ragam getar (mode), gaya gempa di tiap-tiap tingkat merupakan hasil kombinasi dari tiap mode yang diberikan. Metode kombinasi bisa dilakukan dengan metode CQC (complete quadratic combination) dan juga SRSS (Square root of sum of square).Untuk periode fundamental yang berdekatan (<15%) maka digunakan metode CQC, jika lebih besar maka digunakan metode SRSS.
Berdasarkan hasil analisa dinamik respon spektra dengan sap2000 didapat hasil gaya geser struktur sebagai berikut dengan perbandingannya terhadap geser dasar statik ekivalen :
Base Shear Struktur Beton
Gaya Dinamik Statik Persentase Dinamik Syarat
Keterangan Geser Dasar ton ton Terhadap Statik (%) %
Vbx 90.51 143.220 63.20 85 Tidak ok
Vby 83.47 143.220 58.28 85 Tidak ok
Base Shear Struktur Baja Tube
Gaya Dinamik Statik Persentase Dinamik Syarat Keterangan Geser Dasar ton ton Terhadap Statik (%) %
Vbx 63.79 109 58.49 85 Tidak ok
64
Karena nilai geser dasar dinamik tidak memenuhi 85% geser dasar statik, maka ordinat respon spektrum dikalikan dengan suatu faktor skala yaitu sebesar:
• Beton = 0,85 .143 ,22
83,47 = 1,458
• Kolom Hollow = 0,85 .109
59,11 = 1,568
Sehingga didapat geser dasar setelah perkalian faktor skala sebesar :
Base Shear Struktur Beton setelah perkalian FS
Gaya Dinamik Statik Persentase Dinamik Syarat Keterangan Geser Dasar ton ton Terhadap Statik (%) %
Vbx 132.00 143.220 92.17 85 memenuhi
Vby 121.74 143.220 85.00 85 memenuhi
Base Shear Struktur Baja Tube setelah perkalian FS
Gaya Dinamik Statik Persentase Dinamik Syarat Keterangan Geser Dasar ton ton Terhadap Statik (%) %
Vbx 100.01 109 91.71 85 memenuhi
Vby 92.69 109 85.00 85 memenuhi
Gambar 4.2 denah kolom
65
Base shear ini merupakan gaya geser total bangunan yang terjadi di dasar bangunan yang kemudian akan dipikul oleh masing-masing kolom pondasi (Gambar 4.2 denah kolom). Pendistribusian geser dasar pada tiap pondasi dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.10 base shear per pondasi
Joint
Beton Baja tube
Gempa X Gempa Y Gempa X Gempa Y
(ton) (ton) (ton) (ton)
J1-1 5.83 5.43 4.36 4.09
J1-2 6.99 5.57 5.25 4.24
J1-3 6.99 5.57 5.25 4.24
J1-4 5.83 5.43 4.36 4.09
J1-5 6.05 6.35 4.59 4.81
J1-6 7.40 6.61 5.68 5.09
J1-7 7.40 6.61 5.68 5.09
J1-8 6.05 6.35 4.59 4.81
J1-9 6.05 6.36 4.59 4.81
J1-10 7.40 6.62 5.67 5.09
J1-11 7.40 6.62 5.67 5.09
J1-12 6.05 6.36 4.59 4.81
J1-13 6.05 6.35 4.59 4.81
J1-14 7.40 6.61 5.68 5.09
J1-15 7.40 6.61 5.68 5.09
J1-16 6.05 6.35 4.59 4.81
J1-17 5.83 5.43 4.36 4.09
J1-18 6.99 5.57 5.25 4.24
J1-19 6.99 5.57 5.25 4.24
J1-20 5.83 5.43 4.36 4.09
Σ 132.00 121.74 100.01 92.69
66
4.4 Perbandingan Simpangan Struktur
Prinsip bangunan geser balok pada lantai tingkat dianggap tetap horisontal baik sebelum maupun setelah terjadi goyangan.Simpangan (drift) diartikan sebagai perpindahan lateral antara 2 tingkat bangunan yang berdekatan atau dapat dikatakan simpangan mendatar tiap-tiap tingkat bangunan.Kinerja struktur terhadap gaya gempa yang ditinjau yaitu simpangan antar tingkat yang didapat dari perbedaan defleksi lantai dengan lantai dibawah nya. Perpindahan untuk setiap tingkat akibat beban gempa arah x dan y disajikan dalam tebel 4.11
Tabel 4.11Perbandingan perpindahan
Lantai Tinggi Lantai Beton Baja hollow
(mm) arah x (mm) arah y (mm) arah x (mm) arah y (mm)
1 0 0.00 0.00 0.00 0.00
2 4 2.67 2.80 3.26 3.45
3 8 7.96 8.56 9.48 10.30
4 12 14.04 15.34 16.52 18.24
5 16 20.23 22.32 23.63 26.34
6 20 26.37 29.25 30.70 34.37
7 24 32.16 35.80 37.38 41.95
8 28 37.56 41.90 43.63 49.03
9 32 42.57 47.53 49.45 55.58
10 36 47.30 52.77 55.02 61.72
11 40 51.52 57.39 60.00 67.14
12 44 55.22 61.37 64.38 71.82
13 48 58.36 64.71 68.14 75.76
14 52 61.00 67.44 71.36 79.01
15 56 62.90 69.34 73.68 81.26
67
Gambar 4.3 Grafik perbandingan displacement arah x 0,00 2,67 7,96 14,04 20,23 26,37 32,16 37,56 42,57 47,30 51,52 55,22 58,36 61,00 62,90 64,23 0,00; 1 3,26; 2 9,48; 3 16,52; 4 23,63; 5 30,70; 6 37,38; 7 43,63; 8 49,45; 9 55,02; 10 60,00; 11 64,38; 12 68,14; 13 71,36; 14 73,68; 15 75,22; 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00
T in g k a t Displacement (mm)
Kurva perbandingan displacement arah x
Concrete
68
Gambar 4.4 Grafik perbandingan displacement arah y
Dari kurva displacement dapat dilihat perpindahan yang terjadi pada struktur baja hollow lebih besar dibandingkan dengan beton.Hal ini berhubungan dengan adanya perbedaan kekakuan pada elemen baja dan beton. Kekakuan pada kolom yang dianggap terjepit dikedua sisi dapat dihitung dengan rumus :
0,00 2,80 8,56 15,34 22,32 29,25 35,80 41,90 47,53 52,77 57,39 61,37 64,71 67,44 69,34 70,65 0,00 3,65 11,02 19,61 28,37 37,07 45,26 52,89 59,95 66,57 72,42 77,48 81,73 85,23 87,65 89,19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00
tin g k a t Displacement (mm)
Kurva perbandingan displacement arah y
Concrete
69 �= 12 ��
ℎ3
Dapat dilihat terdapat hubungan antara elastisitas bahan dan inersia penampang terhadap kekakuan kolom.Dalam hal ini kekakuan beton lebih besar dikarenakan adanya perbedaan inersia kolom beton yang jauh lebih besar. Sebagai contoh untuk kolom beton lantai dasar ukuran 70 x 70 cm inersia penampang adalah sebesar 2 � 106 cm4, sedangkan untuk kolom hollow ukuran 55 x 55 x 1,6 cm inersianya sebesar 0,158 � 106 cm4. Terdapat perbedaan yang sangat jauh yang menyebabkan beton lebih kaku dan perpindahannya lebih kecil.
Tabel 4.12 Simpangan antar tingkat struktur arah x
Lantai Tinggi Beton (mm) Hollow (mm) ∆a
Ket
Ke (mm) δ Δx ∆x δ δx ∆x (mm)
70
Tabel 4.13 Simpangan antar tingkat struktur arah y
Lantai Tinggi Beton (mm) Hollow (mm) ∆a
Ket
Ke (mm) δ δx ∆x δ δx ∆x (mm)
1 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 aman 2 4000 2.80 15.42 15.42 3.45 18.98 18.98 80 aman 3 8000 8.56 47.08 31.65 10.30 56.64 37.66 80 aman 4 12000 15.34 84.37 37.29 18.24 100.31 43.66 80 aman 5 16000 22.32 122.76 38.39 26.34 144.87 44.56 80 aman 6 20000 29.25 160.90 38.14 34.37 189.06 44.19 80 aman 7 24000 35.80 196.90 36.00 41.95 230.75 41.69 80 aman 8 28000 41.90 230.45 33.55 49.03 269.68 38.93 80 aman 9 32000 47.53 261.42 30.97 55.58 305.70 36.02 80 aman 10 36000 52.77 290.25 28.83 61.72 339.47 33.77 80 aman 11 40000 57.39 315.63 25.38 67.14 369.25 29.78 80 aman 12 44000 61.37 337.54 21.91 71.82 395.01 25.76 80 aman 13 48000 64.71 355.92 18.39 75.76 416.70 21.69 80 aman 14 52000 67.44 370.92 15.00 79.01 434.58 17.88 80 aman 15 56000 69.34 381.37 10.45 81.26 446.90 12.32 80 aman Atap 60000 70.65 388.57 7.20 82.66 454.63 7.73 80 aman
Berdasarkan SNI 03-1726-2012 batasan simpangan antar lantai ijin ∆� = 0,02 x 4000 = 80 mm. simpangan antar tingkat maksimum yang terjadi pada struktur kolom beton dan baja hollow adalah pada lantai ke-5 dan ke-4, yaitu beton sebesar 38,39 mm dan baja hollow 44,56 mm.
4.5 Periode getar struktur
71
72
Mode 2 Mode 3
Beton Beton
( )
( )
73
4.6 Perbandingan Cost
[image:31.595.241.590.82.511.2]Perbandingan terhadap biaya material yang digunakan untuk kolom beton bertulang dan baja hollow dengan asumsi harga material baja tulangan Rp.10.000 per kg, beton ready mix K-400 Rp.3.000.000 per m3, dan baja profil tube Rp.11.000 per kg.
Tabel 4.15 perbandingan cost kolom
Lantai Kolom Beton Baja Hollow
Beton (m3) Baja tulangan (kg) (kg)
1 39.2 9964.8 21040
2 39.2 9964.8 21040
3 39.2 9964.8 21040
4 39.2 9964.8 21040
5 33.8 7392 19040
M
ode
5
M
ode
6
B
e
ton
B
e
ton
B
74
6 33.8 7392 19040
7 33.8 7392 19040
8 33.8 7392 19040
9 28.8 5544 17040
10 28.8 5544 17040
11 28.8 5544 17040
12 28.8 5544 17040
13 24.2 4291 15040
14 24.2 4291 15040
15 24.2 4291 15040
Total volume
479.8 104476.2 273600
material Harga per
1,439,400,000 1,044,762,000 3,009,600,000 material
[image:32.595.112.512.86.300.2]Total 2,484,162,000 3,009,600,000
Tabel 4.16 Rangkuman perbandingan
No. Perbandingan Beton Baja Hollow Selisih
1 Berat total kolom 1151,520 ton 273,6 ton 877,92 ton 2 Berat total struktur 7805.679 ton 5935.0793 ton 1870,59 ton 3 Dimensi terbesar kolom 70 x 70 cm 55 x 55 cm 15 cm 4 Base shear : gempa x 132 ton 100.01 ton 32 ton
gempa y 121,74 ton 92.69 ton 29.05
5 Displacement : arah x 64,23 cm 75,22 cm 11 cm
arah y 70,65 cm 82,66 cm 12 cm
6
Simpangan antar tingkat
max 3,9 cm 4,4 cm 0,5 cm
7 Periode getar struktur 3,61 s 3,96 s 0,35 s
8 Cost kolom 2.484.162.000 3.009.600.000 525.438.000
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan analisis dengan menggunakan sap2000 untuk menahan semua beban rencana didapat dimensi kolom yang lebih kecil untuk kolom baja hollow tube dibandingkan dengan kolom beton dimana kolom sama-sama berbentuk persegi.
Lantai Kolom Kolom
Beton (cm) Steel Tube (cm)
1-4 70x70 55x55
5-8 65x65 50x50
9-12 60x60 45x45
75 2. Total berat kolom baja hollow tube jauh lebih ringan dibandingkan dengan kolom beton bertulang, dengan perbandingan yang cukup signifikan yaitu sebesar 76,2% 3. Gaya geser dasar yang timbul akibat analisa beban gempa dinamik untuk struktur dengan kolom beton dan gempa arah x sebesar 132 ton dan arah y 121,74 ton, sedangkan untuk kolom hollow didapat gaya geser dasar arah x sebesar 100,01 ton dan arah y 92,69 ton.
4. Perpindahan yang terjadi di tiap tingkat pada struktur kolom baja hollow lebih besar dibandingkan dengan kolom beton bertulang dengan displacement pada atap baja hollow sebesar 75,22 mm untuk arah x dan 89.19 untuk arah y, dengan beton bertulang 64,23 mm arah x dan70,65 arah y.
5. Simpangan antar tingkat untuk setiap struktur kolom dinyatakan memenuhi persyaratan berdasarkan batasan simpangan antar tingkat menurut SNI 03-1726-2012 yaitu maksimum sebesar 80 mm, dengan simpangan antar tingkat beton bertulang maksimum 38,39 mm dan baja hollow 44,56 mm.
6. Periode getar yang terjadi pada struktur dengan kolom hollow lebih besar dibangingkan dengan struktur beton bertulang dengan baja sebesar 3,965 detik dan beton 3,612 detik.
7. Cost untuk kolom beton lebih murah dibandingkan menggunakan profil hollow dengan selisih ±Rp.525.000.000.
4.2 Saran
1. Penelitian selanjutnya diharapkan dapat menganalisa pada struktur gedung tidak simetris.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Portal Beton
Portal adalah struktur rangka yang terdiri dari kolom dan balok yang sambungannya kaku, atau disebut juga rigid frame.Portal bertingkat dapat dibangun dengan bahan struktur beton bertulang atau pun baja profil. Bila jumlah tingkat terlalu banyak portal dapat diperkuat dengan sistem penahan beban lateral berupa dinding geser (shear wall) atau inti struktural (structural core). Portal bertingkat juga mungkin diperkuat dengan diagonal-diagonal yang membentuk bidang-bidang rangka kaku, yang berfungsi sebagai dinding geser.
2.1.1 Beton Bertulang
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Beton sendiri memiliki kuat tekan yang tinggi tetapi kuat tarik yang sangat rendah.Nilai kuat tarik beton hanya sekitar 9% - 15% dari kuat tekannya.Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki oleh beton. McCormac,( 2004, h.1).
6
2.1.2 Sifat-sifat Beton Bertulang
a. Kuat Tekan
[image:36.595.161.458.313.503.2]Kuat tekan beton (fc’) ditentukan dengan melakukan uji kegagalan terhadap silinder-silinder beton 6in. x 12 in. yang berumur 28 hari pada tingkat pembebanan tertentu. Selama periode 28 hari ini silinder beton biasanya ditempatkan di dalam air atau dalam sebuah ruangan dengan temperature tetap dan kelembapan 100%. Kurva tegangan-regangan pada gambar 2.1 menampilkan hasil yang dicapai dari uji kompresi terhadap sejumlah silinder uji standart berumur 28 hari yang kekuatannya beragam.
Gambar 2.1 Kurva tegangan-regangan beton yang umum, dengan pembebanan jangka
pendek
Berikut beberapa hal penting yang didapat dari grafik:
a. Kurva hampir lurus ketika beban ditingkatkan dari nol sampai kira-kira 1/3 – ½ kekuatan maksimum beton.
7
c. Satu hal penting yang harus diperhatikan adalah kenyataan bahwa berapa pun besarnya kekuatan beton, semua beton akan mencapai kekuatan puncak nya pada regangan sekitar 0,002.
d. Beton tidak memiliki titik leleh yang pasti; sebaliknya kurva beton akan tetap bergerak mulus hingga tiba di titik kegagalan (point of rupture) pada regangan sekitar 0,003 sampai 0,004.
e. Banyak pengujian telah menunjukkan bahwa kurva-kurva tegangan-regangan untuk silinder-silinder beton hampir identik dengan kurva-kurva serupa untuk sisi balok yang mengalami tekan.
f. Harus diperhatikan juga bahwa beton berkekuatan lebih rendah lebih daktil daripada beton berkekuatan lebih tinggi, artinya beton-beton yang lebih lemah akan mengalami regangan yang lebih besar sebelum mengalami kegagalan.
b. Kuat Tarik
Kuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat tekannya.Alasan utama dari kuat tarik yang kecil ini adalah kenyataan bahwa beton dipenuhi oleh retak-retak halus.Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton menerima beban tekan karena beban tekan menyebabkan retak menutup sehingga memungkinkan terjadinya penyaluran tekanan.Kuat tarik beton tidak berbanding lurus dengan kuat tekan ultimatnya fc’.Kuat tarik ini cukup sulit untuk diukur dengan bebean-beban tarik aksial langsung akibat sulitnya memegang spesimen uji untuk menghindari konsentrasi tegangan dan akibat kesulitan dalam meluruskan beben-beban tersebut.Kuat tarik beton pada waktu mengalami lentur sangat penting ketika kita sedang meninjau retak dan lendutan pada balok.Untuk tujuan ini, kita selama ini menggunakan kuat tarik yang diperoleh dari uji modulus keruntuhan.
c. Modulus Elastisitas Statis
8
d. Modulus Elastisitas Dinamis
Modulus elastisitas dinamis, yang berkorespons dengan regangan-regangan sesaat yang sangat kecil, biasanya diperoleh dari uji sonik.Nilainya biasanya lebih besar 20% - 40% daripada modulus nilai awal.Modulus dinamis ini biasanya dipakai pada analisis struktur dengan beban gempa atau tumbukan.
e. Poisson Ratio
Ketika sebuah silinder beton menerima beban tekan, silinder tersebut tidak hanya berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral. Perbandingan ekspansi lateral dengan perpendekan longitudinal ini disebut sebagai Poisson Ratio. Nilainya bervariasi dari 0,11 untuk beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengan nilai rata-rata 0,16.
f. Susut
Ketika bahan-bahan untuk beton dicampur dan diaduk, pasta yang terdiri dari semen dan air mengisi rongga-rongga di dalam agregat dan mengikat agregat tersebut menjadi satu.Campuran ini harus cukup mudah dikerjakan (workable) dan dapat mengalir sehingga campuran tersebut dapat masuk diantara sela-sela tulangan dan memenuhi seluruh cetakan.Untuk dapat mencapai tingkat kemampuan kerja (workability) seperti ini, biasanya digunakan air yang lebih banyak daripada seharusnya agar semen dan air dapat bereaksi bersama. Setelah beton selesai dirawat dan mulai mengering, kelebihan campuran air ini mencari jalan ke permukaan beton, tempat dimana campuran ini akan menguap. Akibatnya, beton akan susut dan retak. Retak yang dihasilkan akan mengurangi kekuatan geser beton dan merusak penampilan struktur. Selainitu, retak juga akan mengakibatkan tulangan terkena udara dari luar, sehingga meningkatkan kemungkinan terjadinya karat.
g. Rangkak
9
beban tekan diterapkan kepada suatu batang beton, terjadi pemendekan sesaat atau elastis. Jika beban dibiarkan tetap ada untuk waktu yang lama, batang tersebut akan terus memendek selama beberapa tahun dan deformasi akhir yang terjadi biasanya sebesar 2 sampai 3 kali deformasi awal. Besar rangkak yang terjadi sangat tergantung pada besarnya tegangan.Rangkak hampir berbanding lurus terhadap teganagan selama tegangan yang terjadi tidak lebih besar dari sentengah fc’.
2.1.3 Kelebihandan Kekurangan Beton Bertulang
Beton bertulang masih merupakan bahan struktur yang paling umum digunakan secara umum di seluruh dunia baik untuk bangunan gedung, rumah, jembatan, bendungan, drainase, dan sebagainya. Pemilihan beton ini sebagai bahan struktur tentunya dengan pertimbangan-pertimbangan dari aspek kelebihan beton tersebut terhadap jenis bangunan yang akan dibangun. Berikut merupakan beberapa kelebihan beton sebagai bahan struktur:
1. Beton memiliki kekuatan tekan yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan kebanyakan bahan struktur lainnya.
2. Beton memiliki ketahanan yang tinggi terhadap temperatur tinggi atau pun api. 3. Pemeliharaan nya mudah dan relatif lebih murah
4. Beton memiliki kekakuan yang cukup tinggi / sangat kaku
5. Lebih mudah dibentuk sesuai dengan bentuk perencanaan yang diinginkan. 6. Usia layan beton yang panjang.
7. Material yang dibutuhkan untuk membuat struktur beton mudah didapat, seperti kerikil, pasir dan air.
8. Keahlian tenaga kerja yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi dengan bahan beton bertulang lebih rendah dibanding bahan lain contohnya baja. 9. Lebih ekonomis untuk struktur pondasi, basement, pier, dan lain-lain
Kekurangan Beton Bertulang
1. Kuat tarik beton yang rendah
10
3. Kekuatan beton per satuan berat yang rendah mengakibatkan berat sendiri beton besar terutama dalam penggunaannya dalam bentang yang panjang. 4. Kekuatan beton per satuan volume mengakibatkan dimensi beton yang besar
jika menginginkan kekuatan beton yang besar pula.
5. Bervariasinya sifat-sifat beton karena variasi proporsi campuran, proses pembuatan, penuangan ke dalam cetakan, dan pemeliharaan.
6. Beton dapat mengalami susut dan rangkak seiring berjalannya waktu.
2.1.4 Kolom beton bertulang
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame)struktural yang memikul beban dari balok.Kolom meneruskan beban-beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui pondasi Nawy, (2008, h306).Berdasarkan posisi beban terhadap penampang melintang kolom, kolom dapat diklasifikasikan atas kolom dengan beban sentris dan kolom dengan beban eksentris.Kolom yang mengalami beban sentris berarti tidak mengalami momen lentur, namun pada kenyataannya kolom jenis ini sangat jarang ditemukan.Perencanaan kolom umumya di desain sebagai kolom dengan beban eksentris. Kolom dengan beban eksentris mengalami momen lentur dan juga gaya aksial. Momen ini dapat dikonversikan menjadi beban P dengan eksentrisitas tertentu.Momen lentur sendiri dapat bersumbu tunggal (uniaxial) seperti halnya kolom luar (eksterior) bangungan tingkat tinggi.Kolom dengan momen lentur bersumbu rangkap (biaxial) apabila lenturnya terjadi terhadap sumbu x dan y.
Karena kolom merupakan elemen yang menahan beban-beban balok dan pelat lantai maka dalam perencanaannya kolom didesain dengan kekuatan cadangan yang lebih tinggi dibandingkan elemen balok.
Kekuatan kolom dievaluasi berdasarkan prinsip-prinsip dasar berikut : 1. Distribusi regangannya linier diseluruh tebal kolom
2. Tidak ada gelincir antara beton dengan tulangan baja (regangan baja sama dengan regangan pada beton yang mengelilinginya)
3. Regangan beton maksimum yang diizinkan pada keadaan gagal (untuk perhitungan kekuatan ) adalah 0,003in./in
11
Kolom beton bertulang ada yang bersengkang persegi dan spiral.Kolom dengan sengkang persegi adalah kolom yang dipasang tulangan sengkang berbentuk persegi untuk menahan tulangan longitudinal agar tidak bergerak selama pembangunan juga menjaga tulangan longitudnal menekuk ke arah luar akibat adanya beban. Kolom spiral adalah kolom yang diberikan tulangan sengkang berbentuk lingkaran. Tulangan spiral ini mempunyai kekuatan yang lebih besar untuk menahan tulangan longitudinal, namun pembuatannya jauh lebih mahal dibandingkan tulangan persegi. Balok spiral juga lebih banyak digunakan pada kolom yang berada di dalam ruangan terbuka karena bentuk nya yang lebih menarik. Kolom spiral juga lebih baik untuk bangunan yang berada di daerah rawan gempa. Spiral efektif untuk meningkatkan kekokohan dan daktilitas kolom.
2.1.4.1 Keruntuhan kolom beton
Keruntuhan kolom dapat terjadi apabila tulangan bajanya mengalami leleh karena tarik, atau terjadinya kehancuran pada beton yang tertekan. Selain itu dapat pula kolom mengalami keruntuhan apabila terjadi kehilangan stabilitas lateral, yaitu terjadi tekuk. Apabila kolom runtuh karena materialnya (yaitu lelehnya baja atau hancurnya beton), maka kolom ini diklasifikasikan sebagai kolom pendek.Apabila panjang kolom bertambah, kemungkinan kolom runtuh karena tekuk semakin besar.
a. Kolom Persegi
Pada kolom dengan sengkang persegi, saat kolom mendapat beban yang besar yang dapat membuat selimut beton pecah dan gompal, tulangan longitudinal akan menekuk dengan cepat, hal ini dapat membuat keruntuhan yang terjadi secara tiba-tiba, umumnya karena gempa. Namun dapat dihindari jika tulangan sengkang dipasang berdekatan.
b. Kolom Spiral
12
menahan beban yang sedikit lebih besar dari beban yang membuat selimut beton gompal.
Gambar 2.2 Tipe kolom beton
2.1.4.2 Persyaratan Peraturan ACI untuk Kolom Cor ditempat.
Peraturan ACI mensyaratkan banyak batasan pada dimensi, tulanganm kekangan lateral, dan hal lain yang berhubungan dengan kolom beton. Beberapa batasan yang penting diberikan sebagai berikut.
1. Persentase tulangan tidak boleh kurang dari 1% luas bruto penampang kolom (ACI 10.9.1)
2. Persentase tulangan maksimum tidak boleh lebih besar dari 8% luas bruto penampang kolom (ACI 10.9.1)
3. Jumlah tulangan longitudinal minimum yang diizinkan untuk batang tekan (ACI 10.9.2) adalah 4 untuk tulangan dengan sengkang persegi atau lingkaran, 3 untuk tulangan sengkang segitiga, dan 6 untuk tulangan dengan sengkang spiral.
13
longitudinal dari satu permukaan kolom ke permukaan lainnya jadi lebar minimum adalah sekitar 8 sampai 10 in.
5. Jika digunakan kolom sengkang persegi, sengkang tersebut tidak boleh lebih kecil dari #3 dengan tulangan longitudinal #10 atau lebih kecil. Ukuran minimum sengkang adalah #4 untuk tulangan longitudinal lebih besar dari #10 danuntuk tulangan gabungan. Jarak sengkang pusat ke pusat tidak boleh lebih dari 16 kali diameter tulangan longitudinal, 48 kali diameter sengkang, atau dimensi lateral terkecil dari kolom.
6. Peraturan ACI (7.10.4) menyatakan bahwa jarak bersih spiral tidak boleh kurang dari 1 in. atau lebih dari 3 in.
2.2Portal Baja
Struktur baja dibagi atas tiga kategori umum : (a) struktur rangka (framed structure) yang elemennya bisa terdiri dari batang tarik, kolom, balok, dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban aksial; (b) struktur selaput (shell) yang tegangan aksialnya dominan; dan (c) struktur gantung (suspension), yang sistem pendukung utamanya mengalami tarikan aksial yang dominan. Salmon & Jhonson (1986, h 17).
2.2.1 Sifat - Sifat Mekanis Baja
Pengujian yang paling efektif untuk mendapatkan sifat-sifat mekanik baja adalah pengujian tarik. Karena pengujian tekan terhadap baja akan memberikan hasil yang kurang akurat karena disebabkan akan terjadinya tekuk pada baja sehingga terjadi ketidakstabilan dari baja. Perhitungan regangan baja juga lebih mudah dilakukan untuk uji tarik daripada uji tekan. Berikut beberapa sifat mekanis baja :
a. Elastisitas
14
b. Daktilitas
Daktilitas merupakan sifat material yang memungkinkan adanya deformasi yang besar tanpa mengalami kehancuran akibat tegangan tarik.Sifat ini yang menjadi kelebihan baja karena tidak dapat runtuh secara tiba-tiba.Namun untuk kondisi tertentu akibat berbagai faktor baja dapat bersifat getas dimana baja tidak mengalami deformasi plastis, melainkan putus pada saat deformasi tidak benar.
c. Keliatan (toughness) dan Kekenyalan (resilience)
Kekenyalan berhubungan dengan penyerapan energi elastis suatu bahan. Kekenyalan adalah jumlah energi elastis yang dapat diserap oleh satu satuan volume bahan yang dibebani tarikan; besarnya sama dengan luas bidang di bawah diagram tegangan regangan sampai tegangan leleh.
Keliatan berhubungan dengan energi total, baik elastis maupun inelastis, yang dapat diserap oleh suatu satuan volume bahan sebelum patah.Salmon & Jhonson (1986, h 42).
d. Kekuatan lelah (fatigue)
Baja dapat mengalami keruntuhan saat dilakukan pembeban dan penghilangan beban secara berulang-ulang walaupun beban diberikan berada di bawah titik leleh nya.Hal tersebut dikarenakan baja berada pada keadaan fatigue.Kekuatan lelah dipengaruhi oleh daktilitas dan tegangan multiaksial pada baja.
2.2.2 Hubungan Tegangan-Regangan Baja
15
Tegangan terbesar yang dapat dipikul baja tanpa mengalami deformasi permanen disebut sebagai batas elastis. Tegangan dimana terjadi regangan besar yang signifikan tanpa adanya peningkatan tegangan disebut sebagai titik leleh. Hubungan antara tegangan dan regangan untuk baja di tunjukkan pada grafik berikut :
Gambar 2.3 Kurva hubungan tegangan-regangan
Keterangan :
fp : batas proporsional fe : batas elastis
fyu, fy : tegangan leleh atas dan bawah fu : tegangan putus
ɛsh : regangan saat mulai terjadi efek strain-hardening
ɛu : regangan saat tercapainya tegangan putus
Titik ini membagi kurva tegangan – regangan menjadi beberapa daerah sebagai berikut :
1) Daerah linear antara 0 dan fp, dalam daerah ini berlaku Hukum Hooke, kemiringan dari bagian kurva yang lurus ini disebut sebagai Modulus Elastisitas atau Modulus Young, E(= f/ɛ)
2) Daerah elastis antara ) dan fe, pada daerah ini jika beban dihilangkan
16
3) Daerah plastis yang dibatasi oleh regangan antara 2% hingga 1,2-1,5%, pada bagian ini regangan mengalami kenaikan akibat tegangan konstan sebesar fy. Daerah ini menunjukkan daktilitas dari material baja. 4) Daerah penguatan regangan (strain-hardening) antara ɛsh dan ɛu. Untuk
regangan > 15 hingga 20 kali regangan elastis maksimum, tegangan kembali mengalami kenaikan namun dengan kemiringanyang lebih kecil daripada kemiringan daerah elastis, daerah regangan ini berlanjut hingga mencapai tegangan putus. Kemiringan daerah ini dinamakan modulus penguatan regangan (Eu).
2.2.3 Kelebihandan Kekurangan Baja Sebagai Bahan Stuktur
Dalam pemilihannya sebagai bahan struktur, baja memiliki beberapa kelebihan dibandingkan bahan struktur lain seperti beton, yaitu :
1. Baja merupakan material yang berkekuatan tinggi. Kekuatan per volumenya lebiih tinggi dibandingkan dengan material lain. Sehingga berat struktur lebih ringan dan diperoleh keleluasaan dalam kebutuhan ruang. Fakta inipenting untuk bangunan seperti jembatan dengan bentang panjang, bangunan gesung tinggi, dan struktur diatas pondasi yang lemah.
2. Baja lebih mudah dipasang karena baja merupakan produk pabrikan yang pada saat pemasangan nya dilapangan hanya tinggal menyambung komponen-komponennya.
3. Efisiensi waktu lebih tinggi dalam pemasangan atau pembangunan strukturnya.
4. Baja merupakan produksi pabrik sehingga di dapat keseragaman dalam mutu nya. Berbeda dengan beton yang mutunya dapat berbeda karena pengaruh berbagai faktor saat pengecoran dilakukan.
5. Baja umumnya bersifat daktil sehingga keruntuhan tiba-tiba dapat dihindari.
6. Baja dapat dibongkar kembali apabila bangunan bersifat sementara sehingga dapat digunakan kembali.
17
Kekurangan Baja
Berikut merupakan kelemahan baja sebagai bahan struktur.
1. Baja perlu diberikan perlindungan tambahan agar tahan terhadap api. 2. Baja rentan terhadap korosi.
3. Biaya pemeliharaannya lebih mahal.
4. Dibutuhkan tenaga kerja yang memiliki pengetahuan lebih khusus bila dibandingkan dengan pembuatan beton.
5. Baja mampu menahan tekukan pada batang-batang langsing, tetapi tidak dapat mencegah terjadinya pergeseran horizontal.
2.2.4 Kolom baja
Tipe kegagalan pada elemen kolom baja dibagi menjadi :
1. Tekuk lentur disebut juga tekuk Euler adalah peristiwa menekuknya batang tekan ke arah sumbu lemah saat mencapai kondisi tidak stabil. 2. Tekuk lokal, yaitu ketika suatu batang mengalami tekuk di beberapa
bagian penampang tertentu akibat rasio lebar terhadap tebal yang terlalu besar.
3. Tekuk torsi, tekuk ini terjadi pada kolom dengan tipe penampang tertentu, seperti siku ganda dan profil T, tekuk torsi membuat penampang batang tekan terputar atau terpuntir.
Kolom ideal yang memenuhi persamaan Euler, harus memenuhi anggapan berikut 1. Kurva hubungan tegangan-regangan tekan yang sama diseluruh
penampang
2. Tak ada tegangan sisa
3. Kolom benar-benar lurus dan prismatis
4. Beban bekerja pada titik berat penampang, sehingga batang melentur 5. Kondisi tumpuan harus ditentukan secara pasti
6. Berlakunya teori lendutan kecil 7. Tak ada puntiran pada penampang
18
���= �
2��
(��/�)2.�� = � �
Keterangan : �� : tangen modulus elastisitas pada tegangan �� : luas kotor penampang batang
��/� : angka kelangsingan efektif � : faktor panjang efektif � : jari-jari girasi
� : panjang bentang
2.2.5 Tipe penampang baja
[image:48.595.165.478.386.560.2]Tipe penampang untuk batang tarik dan batang tekan secara umum sama, yang membedakan adalah kekuatan batang tekan bervariasi dalam hubungan perbandingannya dengan rasio kelangsingan. Berikut jenis-jenis penampang baja yang umum digunakan.
Gambar 2.4 Tipe penampang batang tekan
Baja siku banyak digunakan untuk bracing dan batang tekan untuk struktur light truss.Terdapat 2 macam bentuk profil baja berdasarkan cara pembuatannya, yaitu :
19
b. Cold formed shapes : Profil yang dibentuk pada kondisi sudah dingin, yaitu dengan membentuk pelat-pelat yang sudah jadi menjadi baja dalam temperatur atmosfer.
2.3Nippon Steel
2.3.1 Pengenalan
Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation (NSSMC) didirikan pada oktober 2012 yang merupakan kerja sama antara Nippon Steel Corporation dan Sumitomo Metal Industries, Ltd adalah salah satu perusahaan Jepang penghasil baja terdepan di dunia yang berpartisipasi dalam pembuatan material struktur inovatif yang bersifat tahan kerusakan dan memiliki masa layan yang panjang. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation telah mengembangkan baja mutu tinggi kelas 1000 N (kuat tarik 950 N/m2).
Dalam bidang infrastruktur, Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation mempromosikan perkembangan dari produk baru baja tube untuk menjawab kebutuhan akan struktur yang lebih tahan terhadap gempa, dan biaya yang lebih murah dalam pembangunan dan perbaikan.
2.3.2 Perkembangan Tube Steel untuk pekerjaan konstruksi bangunan
Karena adanya kebutuhan akan baja yang memiliki kekuatan tinggi, biaya yang lebih murah dalam pemeliharaan, ketahanan terhadap korosi, kekuatan fatigue yang tinggi, Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation menciptakan dan menyuplai baja tabung yang unik dan metode penyambungannya untuk memenuhi kebutuhan ini. Beberapa aplikasi penggunaan steel tube yaitu pada menara observasi Tokyo Skytree, bangunan dengan tinggi 632 meter, juga gedung pusat penelitian dan pengembangan Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation.(Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, Technical Report No. 107).
20
section di struktur industri. Penelitian pun dikembangkan dari berbagai aspek seperti sambungan, perlindungan terhadap api dan korosi, aplikasinya terhadap struktur terhadap gempa, elemen komposit, dan lain-lain.
Hollow Steel Section (HSS) dibentuk dalam keadaan dingin (cold formed) menjadi bentuk persegi, persegi panjang dan lingkaran.HSS sering digunakan sebagai elemen kolom, bracing, truss element.HSS sering digunakan untuk struktu sistem rangka penahan momen dengan profil WF sebagai balok, penggunaan HSS sebagai kolom terbukti dapat meningkatkan kemampuan dari sistem tersebut untuk bangunan tingkat rendah sampai menegah.Keuntungan yang didapat dengan menggunakan HSS pada sistem rangka pemikul momen termasuk dapat mengurangi berat struktur, kemungkinan untuk tidak menggunakan bracing, juga memenuhi aspek estetik bangunan.
2.3.3 Profil Hollow
Penampang hollow yang terdiri dari persegi, persegi panjang, dan bulat merupakan penampang yang sangat baik digunakan sebagai elemen tekan dibandingkan profil baja lain seperti I, H maupun baja siku. Beberapa kelebihan baja hollow antara lain:
1. Radius girasi yang konstan
2. Untuk tampang hollow persegi ideal untuk elemen tekan karena tidak memiliki sumbu lemah seperti profil WF
3. Mempunyai tegangan torsi yang baik
4. Profil bulat baja hollow memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap angin.
5. Menghasilkan berat bangunan yang lebih ringan yang bermanfaat untuk bangunan tahan gempa serta desain pondasinya.
6. Untuk mendapatkan kapasitas terhadap beban yang lebih besar dengan dimensi yang sama dapat diisi dengan beton.
21
8. Untuk bangunan bertingkat tinggi, dimana kolom di lantai atas menerima beban yang lebih kecil dibandingkan kolom di lantai dasar bangunan, dimensi luar kolom dapat didesain sama, dengan mengurangi tebal penampang untuk kolom dengan beban yang lebih kecil.
9. Permukaan yang lebih baik dari segi estetika
Desain dengan menggunakan baja hollow ini pada umumnya akan menghasilkan material yang lebih ringan jika dibandingkan dengan baja profil I untuk struktur yang sama. Jadi dari segi biaya umumnya akan menghasilkan struktur dengan cost yang lebih murah, meskipun baja hollow ini lebih mahal daripada baja penampang terbuka.
Perbandingan kapasitas tekan penampang hollow dan penampang terbuka H untuk massa yang sama dapat dilihat pada gambar 2.5 yang merupakan hasil analisa suatu penampang dengan panjang efektif 5 m dan di desain dengan Eurocode 3, dimana penampang H yang digunakan merupakan British Universal Column(UC, H-Section) dan dua penampang hollow hot-finished tampang bulat dan persegi sengan semua penampang memiliki tegangan leleh 275 N/mm2. Dari grafik dapat dilihat untuk penampang dengan massa 60 kg/m penampang hollow memiliki kapasitas hampir dua kali dari kolom lain, dan untuk massa 106 kg/m kapasitasnya sekitar 50% lebih tinggi.
22 Sumber : Design Guide 9 for structural hollow section column connection
Gambar 2.5 Perbandingan kapasitas tekan dengan massa yang sama
Sumber : Design Guide 9 for structural hollow section column connection
Gambar 2.6 Perbandingan massa dengan kapasitas tekan yang sama
[image:52.595.137.492.351.542.2]23
Gambar 2.7 Perbandingan Inersia penampang baja Sumber : CIDECT Design Guide 7
• Tahanan terhadap beban tekuk yang lebih tinggi pada tampang hollow
ditunjukkan dengan momen inersia sumbu lemah yang lebih besar.
• Dibawah beban torsi, keunggulan tampang hollow dapat dilihat dari
momen inersia torsi yang juga jauh lebih besar dibanding tampang terbuka.
• Untuk momen lentur uniaxial, profil terbuka lebih ekonomis dibanding profil hollow akibat momen inersia sumbu utama Imax lebih besar. Untuk momen lentur multiaxial hollow section menghasilkan penampang optimum karena inersia yang tinggi di kedua sumbu.
Klasifikasi penampang hollow section menurut Eurocode
Dalam desain batas ultimit biasanya desainer dihadapkan pada tiga metode desain: • Prosedur plastis-plastis (cross section class 1)
24
kapasitas rotasi yang dibutuhkan untuk analisis plastis.Kondisi batas ultimit dicapai saat jumlah sendi plastis yang terbentuk cukup untuk menghasilkan mekanisme keruntuhan.
• Prosedur elastis-plastis (cross section class 2)
Pada prosedur ini resultan gaya ditentukan dengan mengikuti analisis elastis lalu dibandingkan dengan kapasitas kekuatan plastis dari
penampang. Kondisi batas ultimit tercapai oleh pembentukan sendi plastis pertama.
• Prosedur elastis-elastis (cross section class 3)
Prosedur ini terdiri dari perhitungan elastis penuh dari resultas gaya dan kapasitas kekuatan dari penampang. Keadaan batas ultimit tercapai oleh pelelehan dari serat penampang.
• Prosedur elastis-elastis ( cross section class 4)
Penampang ini memiliki dinding yang lebih tipis dari ketiga kelas diatas.Penting sekali untuk membuat suatu batasan yang jelas untuk efek dari tekuk lokal saat menentukan momen ultimit atau efek kapasitas kekuatan tekan dari penampang.
25
Gambar 2.8 Distribusi tegangan pada kolom hollow
Cross section Method for calculating Method for calculating Distribution of stresses when
class resistance action (loads) the resistance is reached
Plastic analysis
Plastic analysis Elastic analysis
Elastic analysis Elastic analysis
Elastic analysis Effective cross section
2
3
4
26
Tabel 2.1 rasio d/t penampang hollow bulat
Tabel 2.2 rasio h1/t untuk badan penampang hollow rectangular
[image:56.595.151.471.320.647.2]27
Tabel 2.3 rasio b1/t untuk sayap penampang hollow rectangular
Sumber :Design Guide 2 Structural stability of hollow section
[image:57.595.117.506.432.725.2]28
2.3.4 Sambungan rigid pada kolom hollow
Sambungan semi-rigid antara balok ke kolom bisa bermanfaat untuk desain terhadap gempa, karena sejumlah energi terdisipasi pada sambungan dan overstress pada area lokal sambungan yang dapat mengarah ke keruntuhan getas dapat dihindari.Tetapi untuk penggunaannya terhadap beban inelastic yang berulang masih membutuhkan investigasi lebih dalam sehingga belum dapat diterapkan.Oleh karena itu umumnya sambungan untuk desain gempa menggunakan sambungan full-rigid kecuali pada panel sayap kolom yang diizinkan untuk dilas pada bagian gesernya. Untuk menghasilkan kapasitas momen penuh, pengaku pada potongan kolom dibutuhkan mampu mentransfer gaya aksial ke sayap balok. Pengaku ini bisa berupa:
• through diaphragm
• internal diaphram
29
[image:59.595.126.498.474.590.2]Di Jepang sendiri umumnya menggunakan through diaphragm karena beban aksial pada sayap balok secara langsung ditransfer ke badan kolom dengan perilaku yang paling sederhana. Faktor lain yang menyebabkan model ini sering digunakan adalah karna kebanyakan pabrik di Jepang sudah menetapkan sumber produksi dimana pengelasan menggunakan robot yang lebih cocok untuk menghasilkan sambungan jenis ini. Seperti terlihat pada gambar 2.9 berikut.
Gambar 2.9 pengelasan sambungan join kolom
Stub beam ke joint kolom dilas di pabrik pada tiap sambungan. Balok yang membentang diantara dua stub beam dengan sambungan baut. Pelat untuk through diaphragm biasanya didesain lebih tebal dari sayap balok 3 – 6 mm.
[image:59.595.117.520.644.746.2]30
Gambar 2.11 langkah sambungan through diaphragm Sumber : Nippon Steel Sumikin Metal
2.4 PembebananPada Struktur
Beban dalam menganalisa suatu struktur dibagi menjadi 2 yaitu :
2.4.1 Beban statis
Beban statis adalah beban yang bekerja secara perlahan-lahan pada struktur. Deformasi yang terjadi pada struktur akibat adanya gaya ini juga terjadi secara perlahan-lahan. Deformasi maksimum akan terjadi apabila gaya statis maksimum terjadi dalam struktur. Beban-beban yang termasuk dalam beban statis adalah :
a. Beban mati (dead load)
Beban mati (dead load) adalah beban yang bekerja vertikal kebawah, memiliki besar yang konstan dan terletak pada suatu posisi tertentu, contohnya beban akibat berat sendiri dari dinding, lantai, portal, tangga, dan lain-lain.
b. Beban hidup (live load)
31
Tabel 2.5 BEBAN HIDUP PADA LANTAI GEDUNG
a. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut
200 kg/m2 dalam b
b. Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana dan gudang -
125 kg/m2 gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik,
atau bengkel
c. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran,
250 kg/m2
hotel, asrama dan rumah sakit
d. Lantai ruang olah raga 400 kg/m2
e. Lantai ruang dansa
500 kg/m2 f. Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan
400 kg/m2 yang lain dari pada yang disebutkan dalam a s/d e, seperti
masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton dengan tempat duduk tetap g. Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau
500 kg/m2
untuk penonton yang berdiri
h. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c 300 kg/m2 i.
Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d,
e, 500 kg/m2
f dan g
j.
Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f
dan g 250 kg/m2
k. Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan,
400 kg/m2 ruang arsip, toko buku, toko besi, ruang alat-alat dan
ruang mesin, harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri, dengan minimum l. Lantai gedung parkir bertingkat :
- untuk lantai bawah
800 kg/m2 - untuk lantai tingkat lainnya 400 kg/m2 m. Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus
300 kg/m2 direncanakan terhadap beban hidup dari lantai ruang yang
berbatasan dengan minimum
c. Beban lingkungan
Beban lingkungan adalah beban yang disebabkan lingkungan tempat struktur berada, terdiri dari :
32
2.4.2 Beban dinamis
Beban dinamis adalah gaya yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Deformasi pada struktur akibat gaya ini berubah secara cepat. Gaya dinamis dapat menimbulkan osilasi pada struktur yang dapat membuat struktur mengalami deformasi puncak yang tidak bersamaan dengan terjadinya gaya terbesar. Beban yang termasuk dalam beban dinamis adalah :
a. Beban menerus (berisolasi merata atau tak teratur) seperti gerakan tanah akibat gempa, dan gaya angin.
b. Beban impact, yang disebabkan getaran dari beban yang bergerak, contohnya truk yang diberhentikan di atas jembatan.
2.4.3 Kombinasi pembebanan
Berdasarkan SNI 03 - 1729 - 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, struktur baja harus mampu memikul kombinasi beban sebagai berikut :
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6 L + 0,5 (La atau H)
3. 1,2D + 1,6 (La atau H) + (γ L L atau 0,8W) (6.2-3) 4. 1,2D + 1,3 W + γ L L + 0,5 (La atau H) (6.2-4) 5. 1,2D ± 1,0E + γ L L (6.2-5)
6. 0,9D ± (1,3W atau 1,0E) Keterangan:
• D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap
• L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain
33
• H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air
• W adalah beban angin
• E adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03–1726– 1989, atau penggantinya
2.5 Analisa gedung terhadap gaya gempa
Selain harus dapat memikul beban statis akibat beban mati dan beban hidup, bangunan bertingkat banyak harus dapat memikul beban gempa sebesar yang ditentukan oleh Peraturan Perancangan Bangunan Tahan Gempa.Momen tumbang yang terjadi harus dapat ditahan oleh momen penahan tumbang yang merupakan kontribusi dari beban mati akibat berat sendiri gedung (Counteracting Moment).Gerakan tanah akibat gempa bumi umumnya sangat randomdan karena sifat ini efek beban gempa terhadap respon struktur tidak diketahui dengan mudah.Oleh karena itu diperlukan usaha-usaha penyederhanaan agar modeh analisis pengaruh gempa terhadap respon struktur dapat diperhitungkan. Dalam menganalisa beban gempa ini dapat dilakukan dengan analisa statis dan dinamis, analisa statis yang dikenal dengan Metode Statik Ekivalen, sementara analisa dinamis umumnya menggunakan metode Respon Skpektrum dan Analisis Riwayat Waktu (Time History Analysis, THA).
2.5.1 Metode Statik Ekivalen
Bila gempa bumi terjadi tanah akan bergetar dan bangunan akan bergoyang. Massa bangunan kemudian dianalogikan sebagai akibat dari adanya beban horisontal dinamik yang bekerja pada massa bangunan yang bersangkutan. Efek beban dinamik terhadap bangunan disederhanakan yaitu menjadi beban statik ekivalen yang bekerja pada massa bangunan yang bersangkutan. Bergetarnya bangunan akibat gempa kemudian disederhanakan seolah-olah terdapat gaya horisontal yang bekerja pada massa bangunan.
34
prinsip keseimbangan maka dapat dianalogikan seperti adanya gaya horisontal yang bekerja pada dasar bangunan yang disebut dengan gaya geser. Walaupun gaya geser dasar bersifat statik bukan berarti diperoleh murni dari prinsip statik, karena sudah memperhitungkan prinsip-prinsip dinamik. Prinsip dinamik yang dimaksud adalah massa, kekakuan dan redaman. Untuk analisa statik ekivalen karakteristik dinamik yang diperhitungkan hanya massa. Langkah perhitungan gaya gempa berdasarkan metode statik ekivaen adalah :
1. Faktor keutamaan dan kategori resiko struktur
[image:64.595.114.529.362.775.2]Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai tabel , pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut tabel 2.6.
Tabel 2.6 Kategori resiko gedung
Gedung dan non gedung yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa manusia
I pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain :
- Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan
- Fasilitas sementara
- Gudang penyimpanan
- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori I,III,IV,
termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk :
- Perumahan
- Rumah toko dan rumah kantor
- Pasar
- Gedung perkantoran
- Gedung apartemen/rumah susun
- Pusat perbelanjaan/ mall
- Bangunan industri
- Fasilitas manufaktur
- Pabrik
Gedung dan nongedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia daat
III terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk :
- Bioskop
- Gedung pertemuan
- Stadion
- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit
35
- Fasiltas penitipan anak
- Penjara
- Bangunan untuk orang jompo
Gedung dan nongedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki
potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan,
termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :
- Pusat pembangkit listrik bisasa
- Fasiltas penanganan air
- Fasilitas penanganan limbah
- Pusat telekomunikasi
Gedung dan nongedung yang tidak termasuk dalam kategori resiko IV, (termasuk,
tetapi tidak dibatasi untuk faslitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan,
penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah bahaya, atau bahan yang mudah meledak ) yang mengandung bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran. Gedung dan nongedung yang ditunjukkan sebagai fasiltas yang penting termasuk,
IV
tetapi tidak dibatasi untuk :
- Bangunan-bangunan monumental
- Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah
dan unit gawat 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
-
Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada
saat keadaan darurat
-
Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan
bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air p
