PENGARUH BRACING PADA PORTAL STRUKTUR BAJA
(Studi Literatur)TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas - Tugas dan Memenuhi Syarat Dalam Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
ADVENT HUTAGALUNG
080424014
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur yang sebesar–besarnya penulis panjatkan kehadirat Tuhan
yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang diberikannya-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik, dimana Tugas Akhir ini
merupakan persyaratan akademik yang harus dipenuhi untuk diajukan dalam ujian
sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : PENGARUH BRACING PADA PORTAL STRUKTUR BAJA.
(Studi Literatur)
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak berupa dukungan moril, material, spritual, maupun
dari segi administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan
banyak terima kasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng. Sc, selaku koordinator Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Sanci Barus, MT, selaku dosen pembimbing.
5. Seluruh staf Pengajar dan Pegawai Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
6. Kepada kedua orang tua H. Hutagalung dan S. br Sirait yang telah segenap
7. Buat adik-adik Christianita Hutagalung, Welman Hutagalung, Popiana
Hutagalung dan Tobi Evanando Hutagalung saya ingin mengucapkan terima
kasih karena telah memberikan dorongan semangat.
8. Kepada rekan–rekan semua anak ekstension 2008 yang turut membantu baik
dari pikiran masukan dan tenaga dalam penyusunan tugas akhir ini.
9. Serta pihak lain yang turut berperan serta yang telah membantu dalam
Penulisan Tugas Akhir ini yang tak bisa Penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini, masih banyak terdapat
kekurangan terutama dalam segi penguraian maupun dalam pengkajiannya.
Dengan kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran dari Bapak dan
Ibu staf pengajar demi kemajuan skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak
yang telah banyak membantu penulis dan berharap semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi penulis dan bagi semua pembaca umumnya.
Medan, Agustus 2011 Hormat Saya
Penulis
ABSTRAK
Pengaruh gempa merupakan salah satu hal yang sangat penting untuk dianalisis dalam perencanaan struktur gedung, terutama bangunan-bangunan yang berada dalam wilayah yang sering dilanda gempa besar. Mengingat bahwa wilayah kepulauan Indonesia terletak didaerah rawan gempa. Oleh karena itu diperlukan suatu perencanaan bracing yang baik terhadap bahaya gempa agar tidak terjadi tingkat kecelakaan dan kerugian yang besar.
Dalam tugas akhir ini akan dibahas perencanaan tentang pengaruh bracing sebagai penahan gaya akibat gempa pada portal tanpa bracing dan dengan portal memakai bracing struktur baja sesuai dengan SNI 1726-2002 dan SNI 03-1729-2002. Terdapat dua portal penahan gempa yaitu sistem rangka pemikul momen (momen resisting frames) dan concentrically braced frames terdiri dari tipe X dan tipe V terbalik, dimana kedua portal tersebut diberikan pembebanan yang sama (beban mati dan beban hidup) dan beban gempa yang dianalisis dengan statik ekuivelen dengan zona gempa wilayah 4. Gaya dalam yang bekerja dihasilkan dengan menggunakan SAP 2000 V9 yang hasil outputnya dipilih gaya terbesar berdasarkan hasil kombinasi lalu dibuat langkah awal penentuan dimensi dengan preliminary atau memperkirakan dimensi elemen-elemen struktur yang mampu memikul beban yang bekerja.
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan menggunakan metode LRFD (load and resisting factor design) adalah tanpa bracing memiliki berat profil total 5002 kg dan dengan bracing yaitu concentrically braced frames terdiri dari tipe X memiliki berat profil total 5959,46 kg dan tipe V terbalik memiliki berat profil 4550 kg. Maka dengan bracing concentrically braced frames V terbalik memiliki berat profil total yang ringan. Dengan struktur biasa/tanpa bracing memiliki deformasi yang cukup besar sehingga memiliki daktalitas yang besar dan memiliki kekakuan yang rendah, Tetapi dengan struktur bracing concentrically braced frames tipe X yang memiliki kekakuan yang tinggi untuk menahan gaya lateral (gempa) karena bracing tipe X mampu berdeformasi inelastik yang besar tanpa kehilangan yang signifikan kekuatan dan kekakuan struktur.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR NOTASI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan ... 2
1.3 Permasalahan ... 3
1.4 Pembatasan Masalah ... 4
1.5 Manfaat Penulisan ... 5
1.6 Metodologi Penulisan ... 6
1.7 Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mekanisme Terjadinya Gempa ... 8
2.2 Konsep Perencanaan Struktur Bangunan Baja Tahan Gempa ... 9
2.2.1 Waktu Getar Alami Struktur Gedung ... 11
2.2.2 Gaya Geser Dasar Rencana ... 13
2.2.3 Beban Gempa Perlantai ... 18
2.3 Persyaratan Bahan Untuk Struktur Baja Tahan Gempa ... 19
2.4 Konfigurasi Struktur ... 20
2.4.1 Moment Resisting Frames (MRF) ... 20
2.4.2 braced frames (BF) ... 22
2.4.2.1 Concentrically Braced Frames (CBF) ... 22
2.4.2.2 Eccentrically Braced Frames (EBF) ... 24
2.5 Perencanaan Elemen Struktur ... 26
2.5.2 Elemen Yang Memikul Gaya Aksial Tarik ... 27
2.5.3 Elemen Yang Memikul Momen ... 28
2.5.4 Elemen Yang Memikul Gaya Kombinasi ... 29
2.5.5 Sambungan Baut ... 31
2.5.6 Tata letak Baut ... 33
BAB III PEMODELAN STRUKTUR 3.1 Material ... 34
3.2 Pemodelan Struktur ... 34
3.2 Ketentuan Pembebanan ... 37
3.3 Pembebanan Struktur ... 37
3.4 Preliminary Desain ... 41
3.5 Kombinasi Pembebanan ... 43
3.6 Gaya Dalam Struktur ... 45
3.7 Aplikasi Bracing pada Bangunan ... 46
BAB IV APLIKASI PERHITUNGAN 4.1 Data-Data Pada Portal Struktur ... 49
4.2 Perhitungan Beban Mati, Beban Hidup, Dan Beban Gempa ... 50
4.2.1 Beban Mati ... 50
4.2.2 Beban Hidup ... 50
4.2.3 Beban Gempa ... 51
4.2.3.1 Perhitungan Berat Bangunan Tiap Lantai ... 51
4.2.3.2 Taksiran Waktu Getar Alami ... 54
4.2.3.3 Perhitungan V (Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekivalen) ... 54
4.2.3.4 Perhitungan Distribusi Fi ... 56
4.3 Pradimensi Untuk Balok, Bracing dan Kolom ... 57
4.4 Pembebanan pada Portal Sesuai SNI 03-1729-2002 ... 60
4.5 Perhitungan Kontrol Dimensi Profil Balok dan Kolom ... 61
4.5.1 Tanpa Bracing ... 61
4.5.1.2 Balok ... 62
4.5.1.3 Kolom ... 64
4.5.2 Dengan Bracing tipe X ... 72
4.5.2.1 Pemodelan struktur dengan bracing tipe X ... 72
4.5.2.2 Balok ... 72
4.5.2.3 Bracing ... 75
4.5.2.3.1 Bracing Tekan ... 75
4.5.2.3.2 Bracing Tarik ... 77
4.5.2.4 Kolom ... 78
4.5.3 Dengan Bracing tipe V Terbalik ... 85
4.5.3.1 Pemodelan struktur dengan bracing V terbalik ... 85
4.5.3.2 Balok ... 85
4.5.3.3 Bracing ... 88
4.5.3.3.1 Bracing Tekan ... 88
4.5.3.3.2 Bracing Tarik ... 90
4.5.3.4 Kolom ... 92
4.6 Rekapitulasi Dimensi Profil Metode Lrfd ... 99
4.7 Sambungan balok kolom ... 104
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 104
5.2 Saran ... 105
DAFTAR NOTASI
Ab luas penampang bruto. mm2
Ag luas penampang bruto kolom, mm2
Aw luas penampang pelat
bf lebar pelat sayap, mm
C Faktor respon gempa dinyatakan dalam percepatan gravitasi yang nilainya
bergantung pada waktu getar alami struktur gedun dan kurvanya
ditampilkan dalam spektrum respon gempa.
Cm Faktor yang menghubungkan diagram momen aktual dengan diagram
momen ekivalen.
C1 Nilai faktor respon gempa yang didapat dari spektrum respon gempa
rencana untuk waktu getar alami fundamental dari struktur gedung.
d Tinggi penampang, mm
E Modulus elatisitas baja, MPa
Fi Beban gempa nominal statik ekivalen yang menangkap pada pusat massa
pada taraf lantai tingkat ke-i struktur atas gedung.
fcr Tegangan kritis penampang tertekan, Mpa
fu Tegangan tarik putus, Mpa
fy Tegangan leleh material, Mpa
h Tinggi bersih badan baja profil, mm
I Faktor kepentingan struktur
L Panjang bentang, m
M1 Momen ujung yang terkecil, N-mm
M2 Momen ujung yang terbesar, N-mm
Mp Momen plastis penampang
Mu Momen lentur terfaktor, N-mm
Nn Kuat aksial nominal, N
Nu Beban aksial terfaktor, N
n Nomor lantai tingkat paling atas (lantai puncak)
R Faktor reduksi gempa
T1 Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan maupun tidak
beraturan dinyatakan dalam detik.
tw Tebal pelat badan, mm
V Beban (gaya) geser dasar nominal statik ekivalen.
Vu Gaya geser perlu, N
Vn Kuat geser nominal, N
Wt Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai. Φ Faktor reduksi.
Φb Faktor reduksi kuat lentur. Φc Faktor reduksi kuat aksial tekan. λc Parameter kelangsingan
λr Batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang tak kompak. λp Batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang kompak. Ωo Faktor kuat cadangan struktur
δb adalah faktor amplikasi momen untuk komponen struktur yang tidak dapat
bergoyang.
δs adalah faktor amplikasi momen untuk komponen struktur yang dapat
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Diagram Alir Metodologi ... 6
Gambar 2.1 Struktur lapisan dalam bumi ... 8
Gambar 2.2 Respon spektrum gempa rencana ... 14
Gambar 2.3 Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun ... 16
Gambar 2.4 Moment Resisting Frames (MRF) ... 21
Gambar 2.5 Jenis-jenis concentrically braced frames ... 23
Gambar 2.6 Jenis-jenis eccentrically braced frames ... 25
Gambar 2.7 Panjang tekuk untuk beberapa kondisi perletakan ... 27
Gambar 3.1 Denah ... 35
Gambar 3.2 Momen resisting frames (MRF) ... 35
Gambar 3.3 Tipe CBF ... 36
Gambar 3.4 Pembebanan akibat beban mati ... 38
Gambar 3.5 Pembebanan akibat beban hidup ... 39
Gambar 3.6 Respon spectra gempa rencana ... 40
Gambar 3.7 Pembebanan akibat beban gempa ... 41
Gambar 3.8 Transfer gaya lateral pada bracing ... 45
Gambar 3.9 Transfer gaya lateral tanpa bracing ... 46
Gambar 3.10 Contoh bangunan yang memakai bracing ... 47
Gambar 4.1 Struktur portal yang direncanakan ... 49
Gambar 4.2 Respon spectra gempa rencana wilayah gempa 4 ... 54
Gambar 4.3 Pemodelan struktur tanpa bracing ... 61
Gambar 4.4 Nomor join pada portal tanpa bracing ... 65
Gambar 4.5 Nomogram mencari nilai K ... 67
Gambar 4.6 Steel stress ratio ... 71
Gambar 4.7 Pemodelan struktur dengan bracing tipe X (nomor frame) ... 72
Gambar 4.8 Nomor joint pada portal dengan bracing tipe X ... 79
Gambar 4.9 Nomogram mencari nilai K dengan bracing X ... 81
Gambar 4.10 Steel stress ratio ... 84
Gambar 4.12 Nomor join pada portal tanpa bracing ... 93
Gambar 4.13 Nomogram mencari nilai k tipe V terbalik ... 94
Gambar 4.14 Steel stress ratio ... 98
Gambar 4.15 Nomor frame tanpa bracing ... 104
Gambar A Sambungan balok kolom tanpa bacing ... 107
Gambar B Sambungan balok kolom tanpa bacing ... 107
Gambar 4.16 Nomor frame bracing tipe X ... 108
Gambar A Sambungan balok kolom dengan bacing tipe X ... 111
Gambar B Sambungan balok kolom dengan bacing tipe X ... 111
Gambar C Sambungan balok kolom dengan bracing tipe X ... 112
Gambar 4.17 Nomor frame bracing tipe V terbalik ... 108
Gambar A Sambungan balok kolom dengan bacing tipe V terbalik ... 116
Gambar B Sambungan balok kolom dengan bacing tipe V terbalik ... 116
Gambar C Sambungan balok kolom dengan bracing tipe V terbalik ... 117
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami struktur gedung ... 13
Tabel 2.2 Faktor reduksi beban gempa dan faktor kuat cadangan struktur Ωo 17 Tabel 2.3 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori dan bangunan ... 18
Tabel 4.1 Ringkasan berat bangunan tanpa bracing ... 53
Tabel 4.2 Ringkasan berat bangunan dengan bracing tipe X ... 53
Tabel 4.3 Ringkasan berat bangunan dengan bracing tipe V terbalik ... 53
Tabel 4.4 Ringkasan perhitungan Fi tanpa bracing ... 56
Tabel 4.5Rangkuman perhitungan Fi dengan bracing tipe X ... 56
Tabel 4.6 Rangkuman perhitungan Fi dengan bracing tipe V terbalik ... 56
Tabel 4.7 Faktor kekakuan masing-masing eleman ... 66
Tabel 4.8 Faktor G tiap-tiap joint ... 66
Tabel 4.9 Faktor panjang k masing-masing kolom ... 67
Tabel 4.10 Faktor kekakuan masing-masing elemen dengan bracing X ... 80
Tabel 4.11 Faktor G tiap-tiap joint dengan bracing X ... 80
Tabel 4.12 Faktor panjang k masing-masing kolom dengan bracing X ... 81
Tabel 4.13 Faktor panjang k masing-masing elemen dengan bracing V ... 93
Tabel 4.14 Faktor G tiap-tiap joint dengan bracing V ... 94
Tabel 4.15 Faktor panjang k masing-masing elemen dengan bracing V ... 95
ABSTRAK
Pengaruh gempa merupakan salah satu hal yang sangat penting untuk dianalisis dalam perencanaan struktur gedung, terutama bangunan-bangunan yang berada dalam wilayah yang sering dilanda gempa besar. Mengingat bahwa wilayah kepulauan Indonesia terletak didaerah rawan gempa. Oleh karena itu diperlukan suatu perencanaan bracing yang baik terhadap bahaya gempa agar tidak terjadi tingkat kecelakaan dan kerugian yang besar.
Dalam tugas akhir ini akan dibahas perencanaan tentang pengaruh bracing sebagai penahan gaya akibat gempa pada portal tanpa bracing dan dengan portal memakai bracing struktur baja sesuai dengan SNI 1726-2002 dan SNI 03-1729-2002. Terdapat dua portal penahan gempa yaitu sistem rangka pemikul momen (momen resisting frames) dan concentrically braced frames terdiri dari tipe X dan tipe V terbalik, dimana kedua portal tersebut diberikan pembebanan yang sama (beban mati dan beban hidup) dan beban gempa yang dianalisis dengan statik ekuivelen dengan zona gempa wilayah 4. Gaya dalam yang bekerja dihasilkan dengan menggunakan SAP 2000 V9 yang hasil outputnya dipilih gaya terbesar berdasarkan hasil kombinasi lalu dibuat langkah awal penentuan dimensi dengan preliminary atau memperkirakan dimensi elemen-elemen struktur yang mampu memikul beban yang bekerja.
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan menggunakan metode LRFD (load and resisting factor design) adalah tanpa bracing memiliki berat profil total 5002 kg dan dengan bracing yaitu concentrically braced frames terdiri dari tipe X memiliki berat profil total 5959,46 kg dan tipe V terbalik memiliki berat profil 4550 kg. Maka dengan bracing concentrically braced frames V terbalik memiliki berat profil total yang ringan. Dengan struktur biasa/tanpa bracing memiliki deformasi yang cukup besar sehingga memiliki daktalitas yang besar dan memiliki kekakuan yang rendah, Tetapi dengan struktur bracing concentrically braced frames tipe X yang memiliki kekakuan yang tinggi untuk menahan gaya lateral (gempa) karena bracing tipe X mampu berdeformasi inelastik yang besar tanpa kehilangan yang signifikan kekuatan dan kekakuan struktur.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Gempa bumi merupakan pergeseran tiba – tiba dari lapisan tanah di bawah
permukaaan bumi. Ketika pergeseran terjadi timbul getaran yang disebut
gelombang seismik. Gelombang ini menjalar menjauhi fokus gempa ke segala
arah di dalam bumi. Ketika gelombang itu mencapai permukaan bumi,
getarannya bisa merusak bangunan, runtuhnya gedung, rumah dan bangunan
lainnya, dapat menimbulkan bencana yaitu korban jiwa dan kerugian harta
benda.
Fenomena gempa bumi sering terjadi di Indonesia. Sebagai negara
kepulauan yang terletak pada daerah pertemuan empat lempeng tektonik
menyebabkan Indonesia mendapat ancaman gempa bumi yang cukup tinggi.
Keempat lempeng tektonik itu adalah lempeng Eurasia, Indo-Australia, Pasifik,
dan Filipina. Hal ini membuat terjadi banyak gerakan – gerakan tanah baik
dalam bentuk gempa kecil maupun gempa besar.
Memperhatikan masalah – masalah yang berkaitan dengan gempa yaitu
runtuhnya struktur dalam merancang suatu struktur merupakan hal yang penting
untuk dilakukan, mengingat kerusakan yang timbul akibat gempa dapat
menyebabkan penderitaan, kehilangan nyawa, dan harta benda. Dalam skala
yang lebih luas dapat menyebabkan kesulitan yang sangat serius bagi suatu
negara, misalnya saja terjadi kelumpuhan ekonomi.
Sampai sekarang ini manusia belum bisa memprediksi kapan terjadinya
untuk mengantisipasi bencana gempa. Salah satu yang dilakukan oleh ahli
struktur dalam dunia konstruksi adalah perencanaan struktur tahan gempa. Saat
ini, gaya gempa rencana yang digunakan mengacu kepada Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002).
Ada beberapa cara yang dilakukan para ahli struktur untuk mendisain struktur
sehingga mampu menahan gaya lateral yang ditimbulkan akibat gempa antara
lain :
1. Pemasangan dinding geser (shearwall) pada struktur
2. Perbesaran dimensi kolom dan balok
3. Penambahan pengaku lateral (bracing) pada elemen strukur portal
Salah satu solusi yang digunakan untuk meningkatkan kinerja struktur
bangunan untuk menahan gaya lateral yang ditimbulkan akibat gempa adalah
dengan penambahan pengaku (bracing) pada elemen struktur portal. Pengaku
(bracing) yang diterapkan pada konstruksi baja ini bertujuan untuk memberikan
kekakuan struktur sehingga dapat meminimalisir deformasi (goyangan) pada
struktur yang ditimbulkan akibat gempa.
Berdasarkan latar belakang diatas, maka tugas akhir ini dimaksudkan
untuk membahas pengaruh pengaku (bracing) pada portal struktur baja (studi literatur)
1.2Maksud dan Tujuan Penulisan
Maksud dan tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui karakteristik struktur pada struktur bangunan baja tanpa
kemudian menganalisa model struktur bangunan baja tersebut
berdasarkan peraturan SNI 03-1729-2002.
2. Mengetahui sistem pembebanan pada struktur bangunan baja tanpa
bracing dan dengan bracing concentrically braced frames (CBF).
3. Mengetahui pengaruh gaya lateral pada struktur bangunan baja tanpa
bracing dan dengan bracing concentrically braced frames (CBF)
berdasarkan perencanaan SNI 03-1726-2002.
1.3Permasalahan
Permasalahan – permasalahan yang akan dikaji dalam tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Bagaimana karakteristik struktur pada bangunan struktur baja tanpa
bracing dan dengan bracing concentrically braced frames (CBF) ?
2. Bagaimana sistem pembebanan pada struktur bangunan baja tanpa
bracing dan dengan bracing concentrically braced frames (CBF) ?
3. Bagaimana pengaruh gaya lateral (gempa) pada struktur bangunan
baja tanpa bracing dan dengan bracing concentrically braced frames
1.4Pembatasan Masalah
Ruang lingkup pembahasan Tugas Akhir ini adalah :
1. Mempelajari pengaruh pembebanan dan pengaruh gaya gempa
berdasarkan SNI 03-1726-2002 pada portal struktur bangunan baja
tanpa bracing dan dengan bracing concentrically braced frames
(CBF).
2. Struktur berada pada wilayah gempa 4 Indonesia dan kondisi tanah
sedang.
3. Material struktur yang digunakan adalah material baja dengan profil
baja WF.
4. Kajian yang dilakukan adalah kajian terhadap struktur biasa
(konvensional) dan dengan bracing concentrically braced frames
(CBF) tipe X dan tipe V terbalik bertingkat lima dan satu bentang
dengan perletakan jepit.
5. Aspek – aspek yang ditinjau :
a. Dimensi balok, bracing dan Kolom
b. Gaya dalam
c. Berat Struktur
6. Asumsi hubungan balok dan kolom merupakan sambungan kaku
(rigid) dan tidak menganalisa plat buhul, sambungan dan torsi pada
bracing.
7. Perhitungan gaya gempa menggunakan statik ekivalen.
9. Perencanaan pembebanan struktur berdasarkan Peraturan Pembebanan
Indonesia Untuk Rumah Dan Gedung (1987).
10.Pengaruh P delta (P delta effect) tidak diperhitungkan.
11.Perencanaan elemen struktur baja berdasarkan SNI 03-1729-2002
Tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan
Gedung.
1.5Manfaat Penulisan
Adapun manfaat dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Sebagai bahan masukan bagi dunia perkonstruksian khususnya pada
bangunan baja yang menggunakan bracing dan tanpa bracing pada
struktur.
2. Sebagai bahan pertimbangan jenis bracing yang akan digunakan
1.6Metodologi Penulisan
Prosedur penulisan Tugas Akhir ini mengikuti diagram alir sebagai berikut :
1.7Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis
besar isi setiap bab yang akan dibahas pada tugas akhr ini. Sistematika
peulisan tugas akhir ini adalah sebagia berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menyajikan penjelasan mengenai latar belakang masalah, maksud dan
tujuan penulisan, permasalahan, pembatasan masalah, manfaat penulisan,
metodologi penulisan, dan sistematika penulisan
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menyajikan penjelasan mengenai mekanisme gempa, konsep
perencanaan struktur baja tahan gempa,
BAB III : PEMODELAN STRUKTUR
Bab ini menyajikan penjelasan mengenai cara memodelkan dan mendisain
struktur baja serta analisa gempa dengan metode statik ekivalen serta hasil
yang didapatkan dari analisa program SAP 2000 V9
BAB IV : APLIKASI PERHITUNGAN
Bab ini menyajika penjelasan mengenai perhitungan struktur baja untuk
bangunan gedung sesuai persayaratan bangunan baja tahan gempa
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menyajikan penjelasan mengenai kesimpulan yang dapat diambil dari
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mekanisme Terjadinya Gempa
Lapisan bumi terdiri atas lapisan kerak, mantel dan inti bumi seperti
terlihat pada gambar 2.1 berikut ini.
Gambar 2.1 Struktur Lapisan Dalam Bumi
Lapisan kerak bumi atau disebut juga lithosphere mengapung diatas lapisan
mantel/astenosfer yang bersifat setengah cair dan sangat panas. Kerak bumi
tersebut menutupi seluruh permukaan bumi, namun akibat adanya aliran panas
yang mengalir di dalam astenosfer menyebabkan kerak bumi ini pecah menjadi
beberapa bagian yang lebih kecil yang disebut lempeng kerak bumi. Arus
konveksi yang terjadi astenosfer merupakan sumber kekuatan utama yang
menyebabkan terjadinya pergeseran lempeng. Lempeng – lempeng yang saling
berinteraksi (begerak) tersebut terbagi menjadi 3 mekanisme yaitu saling
mendekat (kovergen), saling menjauh (divergen), dan saling bepapasan
Pergerakan – pergerakan itulah yang menyebabkan terjadinya gempa bumi.
Kulit bumi yang terdeformasi akibat pergerakan tersebut akan mengumpulkan
energi. Energi deformasi ini akan terus terakumulasi sampai suatu saat energi ini
tidak dapat lagi ditahan oleh kulit bumi sehingga terjadi pergeseran secara tiba –
tiba yang menyebabkan terjadinya gempa bumi.
2.2 Konsep Perencanaan Struktur Bangunan Baja Tahan Gempa
Perencanaan struktur adalah kombinasi seni dan ilmu pengetahuan yang
menggabungkan intuisi para ahli struktur mengenai perilaku struktur dengan
pengetahuan prinsip – prinsip statika, dinamika, mekanika bahan dan analisa
struktur, untuk menghasilkan struktur yang ekonomis dan aman selama masa
layannya.
Metode perhitungan yang berdasarkan keilmuan harus menjadi pedoman
dalam proses pengambilan keputusan. Kemampuan intuisi yang dirasionalkan
oleh hasil – hasil perhitungan dapat menjadi dasar proses pengambilan keputusan
yang baik.
Struktur dikatakan optimal dicirikan sebagai berikut :
a. Biaya minimum
b. Bobot minimum
c. Periode konstruksi minimum
d. Kebutuhan tenaga kerja minimum
e. Biaya manufaktur minimum
Kerangka perencanaan struktur adalah proses penentuan jenis struktur dan
pendimensian komponen struktur demikian sehingga beban kerja dapat dipikul
secara aman, dan perpindahan yang terjadi masih dalam batas – batas yang
diisyaratkan.
Prosedur perencanaan secara iterasi dilakukan sebagai berikut :
1. Perencanaan, Penetapan fungsi – fungsi struktur.
2. Penetapan konfigurasi struktur awal (preliminary) sesuai langkah 1
termasuk pemilihan jenis material yang akan digunakan.
3. Penetapan beban kerja struktur.
4. Pemilihan awal bentuk dan ukuran elemen struktur berdasarkan langkah
1,2,3
5. Analisa struktur, untuk memperoleh gaya – gaya dalam dan perpindahan
elemen
6. Evaluasi, apakah perencanaan sudah optimum sesuai dengan yang
diharapkan
7. Perencanaan ulang langkah 1 hingga 6
8. Perencanaan akhir, apakah langkah 1 hingga 7 sudah memberikan hasil
optimum.
Struktur suatu bangunan bertingkat tinggi harus dapat memikul beban –
beban yang bekerja pada struktur tersebut, diantaranya beban gravitasi dan beban
lateral. Beban gravitasi adalah beban mati struktur dan beban hidup, sedangkan
Tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya
kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar
sebagai berikut :
1. Gempa ringan, bangunan tidak boleh rusak secara struktural dan
arsitektural (komponen arsitektural diperbolehkan terjadi kerusakan
seminimum mungkin).
2. Gempa sedang, komponen struktural (balok dan kolom) tidak
diperbolehkan rusak sama sekali tetapi komponen arsitektural
diperbolehkan terjadi kerusakan (seperti : kaca)
3. Gempa berat, boleh terjadi kerusakan pada komponen struktural
tetapi tidak menyebabkan keruntuhan bangunan.
Perencanaan struktur dapat direncanakan dengan mengetahui skenario
keruntuhan dari struktur tersebut dalam menahan beban maksimum yang bekerja.
Pelaksanaan konsep desain kapasitas struktur adalah memperkirakan urutan
kejadian dari kegagalan suatu struktur berdasarkan beban maksimum yang
dialami struktur sehingga kita merencanakan bangunan dengan elemen – elemen
struktur tidak dibuat sama kuat terhadap gaya yang direncanakan, tetapi ada
elemen – elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih lemah
dibandingkan dengan yang lain dengan harapan di elemen atau titik itulah struktur
terjadi pada saat beban maksimum bekerja.
2.2.1 Waktu Getar Alami Struktur Gedung
Waktu getar alami struktur gedung diperlukan untuk mencari nilai C1, yaitu
Sebagai acuan awal nilai waktu getar alami struktur gedung (T) dapat ditentukan
dengan persamaan dibawah ini .
T = 0.085 H3/4 untuk portal baja (2.1)
T = 0.06 H3/4 untuk portal beton (2.2)
T = V = H B
09 . 0
untuk struktur lain (2.3)
Dengan :
H = tinggi stuktur (m)
B = lebar struktur dalam arah gempa yang ditinjau
nilai yang didapat dari persamaan diatas hanya nilai T perkiraan awal yang
selanjutnya akan ditentukan oeh persamaan dibawah ini.
T = 6,3
i i n i
i i n i
d
F
g
d
W
1 1
= =
∑
∑
(2.4)
Dimana :
Wi = berat lantai tingkat ke-i
Fi = beban gempa statik ekivalen (beban gempa lantai ke-i)
di = simpangan horizontal lantai ke-i
g = percepatan gravitasi = 9.81 m/det2
untuk mencegah penggunaan struktur bangunan gedung yang terlalu
fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T dari struktur bangunan gedung
harus dibatasi, bergantung pada koefisien ζ untuk wilayah gempa dan jenis struktur bangunan gedung, menurut persamaan :
Dimana :
H adalah tinggi total struktur dalam meter dan koefisien ζ ditetapkan menurut tabel 2.1
Tabel 2.1 Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami struktur gedung
Wilayah Gempa ζ
1
2
3
4
5
6
0,20
0,19
0,18
0,17
0,16
0,15
Sumber SNI 03-1726-2002
2.2.2 Gaya Geser Dasar Rencana
Menurut SNI 03-1726-2002, gaya geser dasar rencana total V pada suatu
arah ditetapkan sebagai berikut :
V =
W
tR
I
C
1(2.6)
Dimana :
V = gaya geser dasar rencana total
Wt = berat total struktur
C1 = nilai faktor respon gempa
R = faktor modifikasi respon atau faktor reduksi beban gempa
I = faktor keutamaan struktur
Berat total struktur Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban berikut :
2. Bila digunakan dinding partisi pada perencanaan lantai maka harus
diperhitungkan tambahan beban sebesar 0,5 Kpa.
3. Pada gudang dan tempat – tempat penyimpanan barang maka
sekurang – kurangnya 25% dari beban hidup rencana harus
dipertimbangkan.
4. Beban tetap total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan
harus diperhitungkan.
Nilai faktor respon gempa (C1) didapat dari spectrum respon gempa rencana
menurut gambar 2.2 untuk waktu getar alami fundamental (T).
Lanjutan Gambar 2.2 Respon Spektrum Gempa Rencana
Penentuan wilayah gempa di Indonesia ditentukan dari peta wilayah gempa
Indonesia seperti terlihat pada gambar 2.3. Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6
Wilayah Gempa, dimana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan
paling rendah dan wilayah gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian
wilayah gempa ini, didasarkan atas percepatan puncak batu dasar akibat pengaruh
gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun. Wilayah gempa ringan adalah
wilayah 1 dan 2, wilayah gempa sedang wilayah 3 dan 4, dan wilayah gempa
berat adalah wilayah 5 dan 6.
Nilai R untuk tiap – tiap struktur dapat dilihat pada tabel 2.2 sedangkan
Tabel 2.2 faktor reduksi beban gempa dan faktor kuat cadang struktur Ωo
Sistem Struktur
Deskriptif Sistem Pemikul Beban Gempa
R Ωo1. Sistem Dinding Penumpu
(Sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing).
1. Dinding penumpu dengan rangka baja ringan dan bresing
baja tarik 2,8 2,2
2. Rangka bresing dimana bresing memikul beban gravitasi 4,4 2,2
2. Sistem Rangka Bangunan
(Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing).
1. Sistem rangka bresing eksentris (SBRE) 7,0 2,8 2. Sistem rangka bresing konsentrik khusus biasa (SRBKB) 5,6 2,2
3. Sistem rangka bresing konsentrik khusus (SRBKK) 6,4 2,2
3. Sistem Rangka Pemikul Momen
(Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur).
1. Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) 8,5 2,8 2. Sistem rangka pemikul momen terbatas (SRPMT) 6,0 2,8 3. Sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB) 4,5 2,8 4. Sistem rangka batang pemikul momen khusus (SRBPMK) 6,5 2,8 4. Sistem Ganda
(Terdiri dari : 1) rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi; 2) pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral’ 3) kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda.).
1. Dinding gesar beton dengan SRPMB baja 4,2 2,8 2. SRBE baja
a. Dengan SRPMK baja 8,5 2,8
b. Dengan SRPMB baja 4,2 2,8
3. SRBKB baja
a. Dengan SRPMK baja 6,5 2,8
b. Dengan SRPMB baja 4,2 2,8
4. SRBKK baja
a. Dengan SRPMK baja 7,5 2,8
b. Dengan SRPMB baja 4,2 2,8
5. Sistem Bangunan Kolom Kantilever
(Sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral).
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan I Untuk Berbagai Kategori dan Bangunan
No Kategori gedung
Faktor keutaman (I)
I1 I2 I
1 Gedung umum seperti untuk penghunian,
perniagaan dan perkantoran 1,0 1,0 1,0
2 Monumen dan bangunan monumental 1,0 1,6 1,6
3
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
4
Gedung untuk penyimpanan bahan berbahaya seperti gas, produksi minyak bumi, asam, bahan beracun.
1,6 1,0 1,6
5 Cerobong, tangki di atas menara 1,5 1,0 1,5
Sumber SNI 03-1726-2002
2.2.3 Beban Gempa Perlantai
Gaya geser dasar rencana V menurut persamaan 2.6 harus dibagikan
sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban – beban gempa nominal statik
ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tinkat ke-i menurut
persamaan :
Fi =
V
Z
W
Z
W
i i n i
i i
1
=
∑
(2.7)Dimana :
Wi = berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai.
Zi = ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral.
n = nomor lantai tingkat paling atas.
Apabila rasio antara tinggi struktur bangunan gedung dan ukuran denahnya
arah pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0,1V harus dianggap
sebagai beban horizontal terpusat yang menangkap pada pusat massa lantai
tingkat paling atas, sedangkan 0,9V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi
struktur bangunan gedung menjadi beban – beban gempa nominal statik ekivalen
berdasarkan persamaan 2.7.
2.3 Persyaratan Bahan Untuk Struktur Baja Tahan Gempa
Untuk struktur baja tahan gempa, bahan yang digunakan harus mempunyai
sifat yang daktail. Hal ini bertujuan agar terjadi penyerapan energi secara efektif.
Maka persyaratan bahan baja yang direncanakan sebagai komponen struktur
pemikul beban gempa harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :
a. Perbandingan tegangan lelah terhadap tegangan putus tariknya adalah kurang
dari 0,85.
b. Hubungan regangan dan tegangan harus memperhatikan daerah plateau yang
cukup panjang.
c. Pengujian uniaksial tarik pada spesimen baja memperhatikan perpanjangan
maksimum tidak kurang dari 20% untuk daerah pengukuran sepanjang 50
mm.
d. Mempunyai sifat relatif mudah dilas.
Selain itu, tegangan leleh minimum dari bahan baja untuk komponen
struktur dengan perilaku inelastis diharapkan akan terjadi berkenaan dengan
kombinasi pembebanan tidak boleh melebihi 350 Mpa, kecuali bila dapat
digunakan sesuai untuk tujuan tersebut. Persyaratan ini tidak berlaku bagi kolom
yang diharapkan perilaku inelastisnya hanya akan terjadi pada dasar kolom yang
mengalami leleh pada tingkat paling bawah.
2.4 Konfigurasi struktur
Hingga saat ini terdapat beberapa jenis portal baja tahan gempa. Secara
umum terdapat 2 jenis portal baja tahan gempa, yaitu Moment Resisting Frames
dan braced frames. Masing – masing jenis portal baja tersebut memiliki
karakteristik masing – masing yang berbeda.
2.4.1 Moment Resisting Frames (MRF)
Sistem struktur MRF memberikan ruang yang luas pada suatu bangunan.
Oleh karena itu, sistem ini sering diminati oleh banyak arsitek dan juga banyak
digunakan untuk struktur gedung institusi atau perkantoran yang memerlukan
ruang yang luas. Pada sistem struktur MRF, sambungan antara balok dan kolom
harus didesain cukup kuat untuk memperkuat kekuatan balok dan mengurangi
resiko keruntuhan brittle pada sambungan balok dan kolom. Dengan rentang
balok yang cukup lebar (tanpa pengaku), sistem rangka pemikul momen dapat
memberikan deformasi yang cukup besar sehingga sistem ini memiliki daktalitas
yang cukup besar dibandingkan dengan jenis portal baja tahan gempa lainnya.
Walaupun demikian, dengan deformasi yang cukup besar, sistem MRF memiliki
kekakuan yang rendah jika dibandingkan dengan portal baja tahan gempa lainnya.
Portal baja ini sering disebut juga moment frames. Pada sistem struktur
diberikan terutama oleh momen lentur dan gaya geser pada elemen portal dan
joint. Sistem struktur rangka penahan momen memiliki kemampuan menyerap
energi yang besar tetapi memiliki kekakuan yang rendah. Pada sistem ini, untuk
melakukan penyerapan energi yang besar diperlukan deformasi yang besar pada
lantai strukturnya. Dengan demikian, jika dibandingkan dengan struktur portal
baja jenis lainnya, sistem struktur ini memiliki ukuran elemen struktur yang jauh
[image:34.595.215.414.279.518.2]lebih besar untuk menjaga deformasi strukturnya.
Gambar 2.4 Moment Resisting Frames (MRF)
Portal baja MRF merupakan jenis portal baja yang sering digunakan dalam
aplikasi struktur baja di dunia konstruksi. Berdasarkan daktalitasnya, portal baja
MRF dibagi dalam 2 kategori, yaitu special moment resisting frames (SMRF)
atau sistem rangka batang penahan momen khusus (SRBPMK) dan ordinary
moment resisting frames atau sistem rangka penahan momen biasa (SRPMB).
berdeformasi inelastik pada saat gaya gempa terjadi. Deformasi inelastik akan
meningkatkan damping dan mengurangi kekakuan (stiffness) dari struktur. Hal ini
terjadi pada saat gempa ringan bekerja pada struktur. Dengan demikian, SRBPMK
dianjurkan untuk didesain pada gaya gempa yang jauh lebih ringan dibandingkan
dengan gaya gempa yang bekerja pada SRPMB. Pada SRPMB kekakuan
(stiffness) yang ada lebih besar dibandingkan dengan kekakuan pada SRBPMK.
Secara umum, SRPMB memiliki kekakuan (stiffness) yang lebih besar dan
kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan SRBPMK. Tetapi, SRPMB
memiliki daktalitas yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan SRBPMK untuk
kasus pembebanan gempa yang sama. Pada SRBPMK, untuk mendapatkan
daktalitas yang tinggi, kehancuran harus terjadi pada saat baja mengalami leleh
(yield).
2.4.2 Brace Frames ( BF )
Berbeda dengan sistem struktur MRF, portal braced frames memiliki
elemen bresing untuk meningkatkan kekakuan strukturnya. Portal braced frames
didesain untuk meminimalisir masalah kekakuan yang terdapat pada jenis portal
MRF. Terdapat 2 jenis portal braced frames yaitu concentrically braced frames
(CBF) dan eccentrically braced frames (EBF).
2.4.2.1Concentrically Braced Frames (CBF)
Berbeda dengan sistem portal MRF, struktur CBF merupakan sistem
struktur untuk menahan beban lateral dengan kekakuan stuktur yang tinggi.
berfungsi untuk menahan beban lateral pada struktur. Pada struktur ini, elemen
bresing diharapkan mempu berdeformasi inelastik yang besar tanpa terjadi
[image:36.595.125.501.179.516.2]kehilangan yang signifikan pada kekuatan dan kekakuan struktur.
Gambar 2.5 Jenis – Jenis Concentrically Braced Frames
Elemen bresing pada sistem CBF berfungsi untuk menahan kekakuan
struktur karena dengan adanya bresing pada struktur, deformasi struktur akan
menjadi lebih kecil sehingga kekakuan strukturnya meningkat. Pada sistem
struktur CBF, kategori struktur dibagi menjadi dua yaitu sistem rangka bresing
konsentrik biasa (SRBKB) dan sistem rangka bresing konsentrik khusus
Pada sistem SRBKB, diharapkan sistem ini dapat mengalami deformasi
inelastik secara terbatas apabila dibebani oleh gaya – gaya yang berasal dari beban
gempa rencana. Berbeda dengan SRBKB, pada sistem SRBKK diharapkan
struktur dapat berdeformasi inelastik cukup besar akibat gaya gempa rencana.
Sistem SRBKK memiliki daktalitas yang lebih tinggi dibandingkan SRBKB dan
penurunan kekuatan SRBKK lebih kecil pada saat terjadi tekuk pada bresing
tekan.
Secara umum, sistem struktur CBF memiliki kekakuan yang lebih tinggi
dibandingkan dengan struktur MRF karena adanya elemen bresing pada struktur.
Namun demikian, kekakuan yang besar pada sistem CBF mengakibatkan
deformasi yang terjadi pada struktur lebih terbatas sehingga daktalitas struktur
CBF lebih rendah jika dibandingkan dengan sistem struktur MRF.
2.4.2.2Eccentrically Braced Frame (EBF)
Sistem struktur EBF merupakan struktur portal baja penahan gaya lateral
yang merupakan kombinasi dari keunggulan struktur MRF dan CBF serta
meminimalisir kekurangan yang terdapat pada struktur MRF dan CBF. Struktur
EBF memiliki kekakuan yang lebih tinggi, respon yang stabil pada respon siklik
lateral, daktalitas yang tinggi, dan kapasitas penyerapan energi yang besar. Pada
struktur EBF terdapat elemen penting yang berpengaruh pada karakteristik EBF
yang telah disebut diatas. Elemen tersebut berupa elemen balok pendek yang
Gambar 2.6 Jenis – Jenis Eccentrically Braced Frames
Link merupakan elemen struktur yang direncanakan untuk berperilaku
inelastik serta mampu untuk berdeformasi plastis yang besar pada saat terjadi
beban lateral. Bagian link ini berfungsi menyerap energi pada saat terjadi beban
lateral (gempa). Mekanisme leleh pada elemen link terdiri dari 2 mekanisme leleh
yaitu kelelehan geser dan kelelehan lentur, tergantung dari panjang link (e) yang
digunakan.
Pada sistem struktur EBF, kekakuan lateral merupakan fungsi antara
panjang link (e) dengan panjang elemen balok (L). Jika panjang elemen link lebih
pendek, maka struktur portal menjadi lebih kaku mendekati kekakuan struktur
CBF dan jika panjang link lebih panjang, maka kekakuan struktur portal EBF
mendekati struktur moment resisting frames (MRF).
Pada struktur EBF, elemen struktur di luar link direncanakan untuk
berperilaku elastis sedangkan bagian link direncanakan untuk dapat berdeformasi
2.5 Perencanaan Elemen Struktur
2.5.1 Elemen yang Memikul Gaya Aksial Tekan
Komponen struktur yang memikul gaya tekan (sering disebut batang tekan),
harus direncanakan sedemikuan rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :
Nu≤ Φ Nn (2.8)
Keterangan :
Φ adalah faktor reduksi kekuatan = 0,85
Nn adalah kuat tekan nominal komponen struktur.
Nu adalah kuat tekan perlu, yaitu nilai gaya tekan akibat beban terfaktor,
diambil nilai terbesar diantara berbagai kombinasi pembebanan yang
diperhitungkan.
Tekuk lokal adalah peristiwa menekuknya elemen plat penampang sayap
(sayap atau badan) akibat rasio tebal yang terlalu besar. Tekuk lokal mungkin
terjadi sebelum batang/kolom menekuk lentur. Oleh karena itu, disyaratkan pula
nilai maksimum bagi rasio lebar-tebal pelat penampang batang tekan.
Tekuk lentur adalah peristiwa menekuknya batang tekan pada arah sumbu
lemahnya secara tiba-tiba ketika terjadi ketidakstabilan. Kuat tekan nominal pada
kondisi batas ini dirumuskan dengan bentuk formula yang dikenal sebelumnya :
Nn = Ag.fcr = Ag.
ω y
f
(2.9)
Dimana :
λc≤ 0,25 maka ω = 1 (untuk kondisi lelah umum) (2.10)
0,25 < λc < 1,2 ω =
c
λ
. 67 , 0 6 , 1
43 , 1
− (untuk kondisi tekuk inelastis) (2.11)
dengan λc =
E f
r Lk . y
. 1
π (2.13)
keterangan :
Ag adalah luas penampang bruto, mm2
fcr adalah tegangan kritis penampang, Mpa
fy adalah tegangan leleh material, Mpa
Gambar 2.7 Panjang Tekuk Untuk Beberapa Kondisi Perletakan
(sumber SNI 03-1729-2002)
2.5.2 Elemen yang Memikul Gaya Aksial Tarik
Komponen struktur baja yang memikul gaya tarik (sering disebut batang
tarik), harus direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :
Nu ≤ Φt.Nn (2.14)
Dimana :
Nu adalah kuat tarik perlu, yaitu nilai gaya tarik akibat beban terfaktor,
diambil dari nilai terbesar antara berbagai kombinasi pembebanan yang
yang diperhitungkan. Untuk komponen yang memikul gaya tarik, kondisi batas
yang diperhitungkan adalah :
1. Kelelahan penampang (yielding), yaitu lelah pada seluruh penampang
(bruto).
2. Putus (fracture), yaitu terjadi retakan atau sobekan pada luas penampang
efektif,
Kuat tarik rencana ditentukan oleh kedua kondisi diatas dengan ketentuan
sebagai berikut :
a. Kondisi lelah
ΦNn = 0,9.Ag.fy (2.15)
b. Kondisi retak/robek
ΦNn = 0,75.Ae.fu (2.16)
Dimana :
Ag = luas penampang bruto, mm2
Ae = luas penampang efektif, mm2
Fy = tegangan leleh nominal baja profil yang digunakan dalam desain, Mpa
Fu = tegangan putus yang digunakan dalam desain, Mpa
2.5.3 Elemen yang Memikul Momen
Sebuah balok yang memikul beban lentur murni terfaktor, Mu harus
direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi :
Mu≤ Φ.Mn (2.17)
Dimana :
Φ = faktor reduksi = 0,9
Mn = kuat nominal dari momen lentur penampang, N-mm
Geser pada balok
Pelat badan yang memikul gaya geser perlu (Vu) harus memenuhi :
Vu≤ Φ.Vn (2.18)
Dimana :
Φ = faktor reduksi kuat gesar 0,9 Vn = kuat geser nominal,
2.5.4 Elemen yang Memikul Gaya Kombinasi
Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus
direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut :
Untuk 0,2 . n ≥
u N N φ (2.19) 0 , 1 . . 9 8 . ≤ + + ny b uy nx b ux n u M M M M N N φ φ φ (2.20)
Untuk 0,2 . n ≤
u N N φ (2.21) 0 , 1 . . .
2 ≤ + + ny b uy nx b ux n u M M M M N N φ φ φ (2.22) Keterangan :
Nu adalah gaya aksial (tarik dan tekan) terfaktor, N
Nn adalah kuat nominal penampang, N
Φn = 0,75 (fraktur) tarik Φn = 0,85 tekan
Φb = 0,90 lentur
Faktor amplifikasi momen
a. Faktor amplifikasi momen akibat kelengkungan kolom yang tak bergoyang.
Besarnya δb untuk masing-masing kolom dihitung sebagai berikut :
δb = 1
1
≥
−
el u m
N N C
(2.23)
dimana :
Nu = gaya tekan aksial terfaktor
Nel = gaya tekan menurut Euler dengan kl/r terhadap sumbu lentur k ≤ 1,0
Cm = faktor modifikasi momen, memperhitungkan distribusi momen yang
tak seragam sepanjang kolom, dapat digunakan nilai-nilai sebagai
berikut :
i. Kolom tak bergoyang tanpa beban transversal
Cm = 0,6 – 0,4βm (2.24)
Βm = (Mkecil/Mbesar) pada ujung-ujung kolom dengan harga (2.25)
(+) : kelengkungan ganda pada kolom.
(-) : kelengkungan tunggal pada kolom.
ii. Kolom tak bergoyang dengan beban transversal
Cm = 1,0 : ujung-ujung sendi, dapat berotasi
Cm = 0,85 : ujung-ujung jepit, tidak dapat berotasi.
δs =
∑
∆ −
HL N oh
u
1
1
(2.26)
atau δs =
∑
∑
−
2
1 1
e u
N
N (2.27)
dengan :
ΣNu adalah jumlah gaya aksial tekan terfaktor akibat beban gravitasi untuk
seluruh kolom pada satu tingkat yang ditinjau.
Ne2 adalah sama dengan Ne1 namun dengan menggunakan k untuk
komponen struktur bergoyang, k ≥ 1,0
Δoh adalah simpangan antar lantai pada tingkat yang sedang ditinjau.
ΣH adalah jumlah gaya horizontal yang menghasilkan Δoh pada tingkat
yang di tinjau.
L adalah tinggi tingkat.
2.5.5 Sambungan Baut
Sambungan merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari sebuah struktur
baja. Sambungan berfungsi untuk menyalurkan gaya-gaya dalam antar
komponen-komponen yang disambung, sesuai dengan perilaku struktur yang direncanakan.
Keandalan sebuah struktur baja untuk untuk bekerja dengan mekanisme yang
direncanakan sangat tergantung oleh keandalan sambungan.
Berdasarkan perilaku struktur yang direncanakan, sambungan dapat dibagi
menjadi :
1. Sambungan kaku adalah sambungan yang memiliki kekakuan cukup untuk
mempertahankan sudut-sudut diantara komponen-komponen struktur yang
bekerja, sehingga deformasi titik kumpul tidak terpengaruh terhadap
distribusi gaya dalam maupun terhadap deformasi keseluruhan struktur.
2. Sambungan semi kaku adalah sambungan yang tidak memiliki kekakuan
yang disambung. Akan tetapi memiliki kapasitas yang cukup untuk
memberikan kekangan yang dapat diukur terhadap besarnya perubahan
sudut-sudut tersebut.
3. Sambungan sederhana adalah sambungan yang tidak memiliki kekakuan
yang cukup untuk mempertahankan sudut-sudut diantara komponen struktur
yang disambung. Ujung komponen struktur yang disambung dianggap tidak
menahan kekangan sehingga dianggap bebas momen.
Suatu sistem sambungan terdiri dari :
a. Komponen struktur yang disambung, dapat berupa balok, kolom, batang
tarik atau batang tekan.
b. Alat penyambung, dapat berupa pengencang, baut biasa, baut mutu tinggi,
dan paku keling atau sambungan las seperti las tumpul, las sudut dan las
pengisi.
c. Elemen penyambung berupa pelat buhul atau pelat penyambung.
Filosofi dasar perencanaan dasar sambungan harus direncanakan lebih kuat
dari pada komponen struktur yang disambung dan deformasi yang terjadi pada
sambungan masih berada dalam batas kemampuan deformasi sambungan. Dengan
2.5.6 Tata letak baut
tata letak baut sangat mempengaruhi kinerja sambungan. pengaturan ini
dilakukan untuk mencegah kegagalan pada pelat dan untuk memudahkan
pemasangan. akan tetapi, disarankan agar jarak antar baut tidak terlalu besar untuk
mencegah pemborosan bahan yang akan disambung serta mengurangi variasi
tegangan diantara baut dan mencegah korosi.
a. jarak minimum
Jarak antar baut ditentukan lebih besar dari 3 kali diameter baut yang
digunakan dan jarak baut paling pinggir ke tepi pelat penyambung harus
lebih besar dari 1,5 kali diameter baut.
b. jarak maksimum
Jarak antar baut ditentukan tidak boleh lebih besar dari 12 kali tebal pelat
BAB III
PEMODELAN STRUKTUR
3.1 Material
Pada tugas akhir ini, material baja yang digunakan untuk pemodelan
struktur portal moment resisting frames (MRF) dan concentrically braced frames
(CBF) tipe X dan tipe V terbalik adalah material baja dengan properties sebagai
berikut :
• Jenis baja : BJ 37
• Tegangan putus (fu) : 370 Mpa
• Tegangan leleh (fy) : 240 (Mpa)
• Modulus elastisitas (E) : 200.000 Mpa
3.2 Pemodelan struktur
Pemodelan struktur ini direncanakan untuk bangunan perkantoran. Pada
bagian pemodelan struktur moment resisting frames (MRF) dengan elemen
struktur (balok dan kolom), sedangkan pada bagian pemodelan struktur
concentrically braced frames tipe X dan tipe V terbalik dengan elemen stuktur
(balok, bresing, dan kolom). Pada masing – masing model tersebut kemudian akan
Denah struktur yaitu :
Gambar 3.1 Denah
Gambar 3.3 Tipe CBF
Model struktur diatas terdiri dari 5 lantai dan 1 bentang. Tinggi untuk
masing – masing lantai adalah 4 m (umum tinggi perlantai struktur di Indonesia)
dan memiliki bentang panjang 6 m dengan perletakan yang digunakan adalah
perletakan jepit, serta memiliki tinggi total portal 20 m (sudah terdapat gaya
lateral/gempa). Pada pemodelan struktur ini dilakukan analisa 2 dimensi yaitu
pada bidang x – z (pada SAP 2000) sehingga struktur tidak dianggap bergoyang
3.2 Ketentuan Pembebanan
Perencanaan pembebanan ini digunakan beberapa acuan standar sebagai
berikut :
a. Perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung menggunakan metode
LRFD (SNI 03-1729-2002).
b. Standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung
(SNI 03-1726-2002).
c. Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (SKBI-1971).
3.3 Pembebanan Struktur
Pada model struktur dikerjakan kombinasi pembebanan. Beban – beban
yang bekerja pada struktur terdiri dari beban gravitasi (beban mati dan beban
hidup) dan beban gempa. Untuk beban gempa yang bekerja pada struktur
digunakan beban gempa statik ekivalen.
1. Beban mati
Beban mati adalah seluruh bagian bangunan yang bersifat tetap dan
tidak terpisah dari bangunan yang dimaksud selama masa layannya. Beban
mati yang diperhitungkan dalam model ini adalah antara lain :
• Berat sendiri profil baja balok, kolom dan bresing
• Berat sendiri plat beton bertulang sebesar 2400 kg/m3
• Berat partisi sebesar 100 kg/m2
• Berat plafon sebesar 11 kg/m2
• Berat spesi 1 cm sebesar 21 kg/m2
Gambar 3.4 Pembebanan akibat beban mati
Keterangan :
qdead = beban akibat berat sendiri dan beban mati lannya
= berat sendiri balok, berat sendiri plat balok, berat plafon, partisi, spesi.
Tegel.
h = tinggi portal perlantai.
L = panjang portal seluruhnya.
2. Beban hidup
Beban hidup adalah beban gravitasi yang bekerja pada struktur dalam masa
layannya, dan timbul akibat penggunaan suatu gedung. Termasuk beban ini adalah
berat manusia, perabotan yang dapat dipindah – pindahkan, kendaraan dan lain –
• Beban hidup yang diperitungkan adalah untuk bangunan perkantoran
sebesar 250 kg/m2.
• Pada bangunan dengan atap yang dapat dicapai orang, dikenai beban
hidup atap sebesar 100 kg/m2.
Gambar 3.5 Pembebanan akibat beban hidup
Keterangan :
qlive = beban akibat beban hidup yang direncanakan.
h = tinggi portal perlantai.
L = panjang portal seluruhnya.
3. Beban gempa
Beban gempa adalah beban yang timbul akibat percepatan getaran tanah
pada saat terjadi gempa. Untuk merencanakan struktur bangunan tahan gempa,
penelitian yang telah dilakukan, wilayah Indonesia dapat dibagi kedalam 6
wilayah zona gempa.
Beban gempa sesuai dengan SNI 03-1726-2002 tentang cara perencanaan
gempa untuk bangunan gedung dengan menggunakan analisa statik ekuivalen,
dimana gaya geser dasar rencana dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung dan
bekerja pada pusat massa tiap lantai.
Struktur bangunan yang akan direncanakan terletak pada wilayah gempa 4.
Berikut ini adalah grafik tabel respon spectra pada wilayah gempa zona 4 untuk
kondisi tanah lunak, sedang dan keras.
Gambar 3.7 Pembebanan akibat beban gempa
Keterangan :
Pquake = beban akibat beban gempa yang direncanakan.
h = tinggi portal perlantai.
L = panjang portal seluruhnya.
3.4 Preliminary Desain
Langkah awal penentuan dimensi struktur adalah preliminary design.
Dilakukan untuk memperkirakan dimensi elemen – elemen struktur yang mampu
memikul beban yang bekerja. Pada tahap ini, penentuan dimensi struktur
dilakukan secara sistematis ataupun dapat dilakukan dengan coba – coba. Setelah
itu diberikan beban sesugguhnya yang selanjutnya dicek apakah profil yang
digunakan kuat atau tidak dalam menahan beban ultimate. Jika ternyata profil baja
tidak kuat, maka profil nantinya dapat diubah dengan profil yang lebih kuat dan
• Tanpa bracing
a. Preliminary balok
Untuk perencanaan awal digunakan balok IWF 300 x 200 x 9 x 14
untuk semua lantai.
b. Preliminary kolom
Untuk perencanaan awal digunakan kolom IWF 450 x 200 x 9 x 14.
• Dengan bracing
1.Tipe X
a. Preliminary balok
Untuk perencanaan awal digunakan balok IWF 300 x 200 x 8 x 12
untuk semua lantai.
b. Preliminary bresing
Untuk perencanaan awal digunakan bresing IWF 150 x 150 x 7 x 10
c. Preliminary kolom
Untuk perencanaan awal digunakan balok IWF 350 x 175 x 7 x 11
2.Tipe V
d. Preliminary balok
Untuk perencanaan awal digunakan balok IWF 300 x 200 x 8 x 12
untuk semua lantai.
e. Preliminary bresing
Untuk perencanaan awal digunakan bresing IWF 125 x 125 x 6,5 x 9
f. Preliminary kolom
3.5 Kombinasi Pembebanan
Kombinasi pembebanan diperlukan dalam sebuah perencanaan struktur
bangunan. Pada saat konstruksi, tentunya beban-beban yang bekerja pada struktur
hanyalah beban-beban mati saja dan beban hidup sementara akibat dari pekerjaan
bangunan. Sedangkan pada masa layan, beban-beban tersebut akan ditambah
dengan beban-beban hidup permanen dari aktivitas pemakaian gedung dan
barang-barang inventaris yang dapat bergerak di dalam gedung. Hal ini tentunya
akan berdampak pada kekuatan rencana elemen struktur yang direncanakan
berdasarkan kombinasi pembebanan terbesar akibat penjumlahan beban-beban
yang bekerja dengan faktor beban LRFD (load resistance Factor Design). Adapun
beban-beban berdasarkan SNI 03-1729-2002 yaitu :
1,4D (3.1)
1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H) (3.2)
1,2D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau H) (3.3)
1,2D + 1,3W + γL L + 0,5 (La atau H) (3.4)
1,2D ± 1,0E + γL L (3.5)
0,9D ± (1,3W atau 1,0E) (3.6)
Keterangan :
D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen,
termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan
layan tetap.
L beban mati yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi
La adalah beban hidup diatap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja,
peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang atau benda
bergerak.
H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air.
W adalah beban angin.
E adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-2002
Dengan,
3.6 Gaya Dalam Struktur
Setelah mendapatkan pembebanan vertikal dan horizontal, maka selanjutnya
adalah proses identifikasi elemen-elemen struktur yang menerima gaya-gaya
dalam terutama gaya-gaya dalam yang menentukan (maksimum). Analisa gaya
dalam menggunakan SAP 2000 v9
Gambar 3.9 Transfer gaya lateral tanpa bracing
3.7 Aplikasi Bracing Pada Bangunan
Aplikasi penggunaaan bracing ini banyak digunakan pada negara-negara
atau wilayah-wlayah yang sering terjadi gempa besar, seperti taiwan dan jepang.
Dalam perencanaan bangunan, beban gempa sangat diperhitungkan dalam
analisanya sehingga walaupun bangunan tersebut terkena gempa tidak secara
langsung rubuh melainkan timbul keretakan yang akan memperkecil korban jiwa.
Pada analisa beban gempa sangat bergantung kepada struktur bangunan tersebut
dimana bentuk dari denah dan ketinggian bangunan tersebut adalah faktor utama
Berikut adalah gambar dari bebarapa bangunan yang memakai bracing
konsentrik yaitu :
BAB IV
APLIKASI PERHITUNGAN
Untuk mendapatkan dimensi dan besarnya profil yang akan digunakan
dalam struktur portal ini, terlebih dahulu harus kita hitung besarnya momen
maksimum yang terjadi pada portal. Momen yang terjadi diakibatkan oleh gaya –
gaya yang bekerja pada struktur. Adapun gaya – gaya yang bekerja antara lain :
a. Beban mati
b. Beban hidup
c. Beban akibat gempa
Beban – beban ini nantinya akan dikalikan dengan load factornya masing –
masing sesuai dengan kombinasi yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya.
Untuk mendapatkan momen maksimum pada portal yang merupakan struktur
statis tak tentu, kita menggunakan bantuan program SAP 2000 dalam melakukan
4.1 DATA – DATA PADA PORTAL STRUKTUR
Gambar 4.1 Struktur portal yang akan direncanakan
Data – data yang diperlukan untuk perencanaan portal 5 tingkat diatas adalah :
a. Tinggi total portal (H) : 20 m
b. Tinggi perlantai portal (h) : 4 m
c. Jarak portal (L) : 6 m
d. Tegangan leleh baja (fy) : 2400 kg/cm2
e. Tebal pelat beton
Lantai : 12 cm
Atap : 10 cm
f. Berat sendiri balok profil IWF (taksiran) : 100 kg/m
g. Berat sendiri kolom profil IWF (taksiran) : 100 kg/m
i. Berat plafon : 11 kg/m2
j. Berat partisi : 100 kg/m2
k. Berat spesi/adukan semen : 21 kg/m2
l. Berat tegel : 24 km/m2
4.2 PERHITUNGAN BEBAN MATI, BEBAN HIDUP, dan BEBAN GEMPA 4.2.1 Beban Mati
Yang termasuk dalam kategori beban mati antara lain : berat sendiri profil,
berat sendiri plat beton, berat plafon, berat spesi, dan berat tegel.
a. Berat sendiri profil balok IWF (taksiran) : 100 kg/m
b. Berat sendiri pelat beton :
Lantai : 0.12 m x 2400 kg/m3 x 4 m : 1152 kg/m Atap : 0.10 m x 2400 kg/m3 x 4 m : 960 kg/m c. Berat partisi : 100 kg/m2 x 4 m : 400 kg/m d. Berat plafon : 11 kg/m2 x 4 m : 44 kg/m e. Berat spesi 1 cm : 21 kg/m2 x 4 m : 84 kg/m f. Berat tegel 1 cm : 24 kg/m2 x 4 m : 96 kg/m
Total beban mati lantai (q dead) : 1876 kg/m
Total beban mati atap (q dead) : 1684 kg/m
4.2.2 Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja sesuai peruntukannya sebagai perkantoran,
menurut SKBI 1987 adalah sebagi berikut :
a. Untuk lantai 1, 2, 3, dan 4
b. Untuk lantai 5 (atap)
Bekerja beban hidup sebesar 100 kg/m2 x 4m : 400 kg/m
4.2.3 Beban Gempa
Untuk menghitung beban gempa yang terjadi pada tiap – tiap lantai pada
portal kita harus menghitung dulu beban geser dasr nominal statik ekuivelen V
yang terjadi di tingkat dasar. Kemudian dari nilai V ini baru dibagi kan sepanjang
tinggi struktur portal masing – masing lantai. Perhitungan beban gempa ini
mengacu pada SNI 03-1726-2002.
4.2.3.1 Perhitungan Berat Bangunan Tiap Lantai
1. Lantai 1, 2, 3, dan 4
a. Balok
IWF (taksiran) : 100 kg/m x 6 m = 600 kg
b. Pelat beton
Tebal pelat beton 12 cm : 1152 kg/m x 6 m = 6912 kg
c. Plafon
: 44 kg/m x 6 m = 264 kg
d. Spesi
: 84 kg/m x 6 m = 504 kg
e. Tegel
: 96 kg/m x 6 m = 576 kg
f. Kolom
IWF (taksiran) : 100 kg/m x 4 m x 2 m = 800 kg
IWF (taksiran) : 50 kg/m x 7.211 m x 2 m = 721.1 kg
h. Partisi
: 400 kg/m x 6 m = 2400 kg
i. 30 % reduksi beban hidup
: 1000 kg/m x 6 m x 0.3 = 1800 kg
2. Lantai 5 (atap)
a. Balok
IWF (taksiran) : 100 kg/m x 6 m = 600 kg
b. Pelat beton
Tebal pelat beton 10 cm : 960 kg/m x 6 m = 5760 kg
c. Plafon
: 44 kg/m x 6 m = 264 kg
d. Kolom
IWF (taksiran) : 100 kg/m x 4 m x 2 m = 800 kg
e. Bracing
IWF (taksiran) : 50 kg/m x 7.211 m x 2 m = 721.1 kg
f. 30 % reduksi beban hidup
Tabel 4.1 Ringkasan berat bangunan tanpa bracing dinyatakan dalam tabel berikut
lantai Balok
Pelat + Plafon + Spesi + Tegel
Kolom + Partisi
30% reduksi beban
hidup Jumlah
kg kg kg kg kg
5 600 6024 800 720 8144 4 600 8256 3200 1800 13856 3 600 8256 3200 1800 13856 2 600 8256 3200 1800 13856 1 600 8256 3200 1800 13856
Jumlah Berat Bangunan = 63568 kg
Tabel 4.2 Ringkasan berat bangunan dengan bracing tipe X dinyatakan dalam
tabel berikut :
lantai Balok
Pelat + Plafon +
Spesi + Tegel Bracing
Kolom + Partisi
30% reduksi
beban hidup Jumlah
kg kg kg kg kg kg
5 600 6024 721.1 800 720 8865.1 4 600 8256 721.1 3200 1800 14577.1 3 600 8256 721.1 3200 1800 14577.1 2 600 8256 721.1 3200 1800 14577.1 1 600 8256 721.1 3200 1800 14577.1
Jumlah Berat Bangunan = 67173.5 kg
Tabel 4.3 Ringkasan berat bangunan dengan bracing tipe V terbalik dinyatakan
dalam tabel berikut :
lantai Balok
Pelat + Plafon +
Spesi + Tegel Bracing
Kolom + Partisi
30% reduksi
beban hidup Jumlah
kg kg kg kg kg kg
5 600 6024 500 800 720 8644 4 600 8256 500 3200 1800 14356 3 600 8256 500 3200 1800 14356 2 600 8256 500 3200 1800 14356 1 600 8256 500 3200 1800 14356
4.2.3.2 Taksiran Waktu Getar Alami
Rumus empiris memakai metode A berdasarkan UBC section 1630.2.2
adalah :
Tinggi gedung = 20 m
Ct = 0.0853
T = Ct x (h)3/4
= 0.0853 x (20)3/4 = 0.8067 detik
Struktur berapa pada wilayah gempa 4 dengan tanah sedang
Gambar 4.2 Respon Spectra gempa rencana wilayah gempa 4
5206 . 0 8067 . 0
42 . 0 42 .
0 = =
= T C
4.2.3.3 Perhitungan V (Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekuivalen)
Rumus yang dipakai untuk memperoleh V sesuai SNI 03-1726-2002 adalah :
t
W R
Dimana :
V = beban geser dasar nominal statik ekuivalen (kg).
C1 = nilai faktor respon gempa yang didapat dari spektrum respon gempa
rencana.
I = faktor keutamaan bangunan (1.0 untuk bangunan perkantoran).
R = faktor reduksi gempa (tabel 2.2)
Wt = berat total gedung (kg)
Maka :
a. Tanpa bracing, (faktor reduksi gempa R = 4.5)
t
W R
xI C V = 1
kg kg
x x
V 63568 7354,111
5 . 4 0 . 1 5206 . 0 = =
b. Dengan bracing, (faktor reduksi gempa R = 5.6)
1. Tipe X
t
W R
xI C V = 1
kg kg
x x
V 67173.5 6244,736
6 . 5 0 . 1 5206 . 0 = =
2. Tipe V terbalik
t
W R
xI C V