PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA

(1)

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN

SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH DAN KHUSUS

(STUDI KASUS : GEDUNG AKUNTANSI LAMA POLBAN) TUGAS BESAR

Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Perancangan Struktur Gedung

Oleh:

Muhammad Fauzi Novrizaldy (141144022) KELAS : 3-TPPG

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan

nikmat-Nya, penulisan laporan tugas besar akhir semester VI mata kuliah ‘Perancangan Struktur Gedung Tahan Gempa’ berupa desain bangunan gedung tiga lantai yang diperuntukan sebagai fasilitas pendidikan dengan sistem struktur beton bertulang

dengan pemggunaan software SAP 2000 v14.2.2 tepat pada waktunya. Tak lupa

penulis ucapakan terimaksih kepada dosen pengajar Bapak Riawan Gunadi yang telah

memberikan materi mengenai mata kuliah Perencanaan Struktur Tahan Gempa serta

arahan dalam penulisan laporan ini, sehingga penulisan laporan tugas besar mata kuliah

tersebut dapat terselesaikan. Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada pihak

lain yang telah membantu dalam proses penulisan laporan tugas besar ini yang tidak

dapat disebutkan satu persatu sehingga proses penulisan laporan tugas besar mata

kuliah ini tidak begitu banyak mendapatkan hambatan yang berarti.

Penulis berharap semoga laporan tugas besar ini tidak hanya sebagai salah laporan

tugas besar akhir semester semata, namun juga dapat dijadikan sebagai bahan

pembelajaran dan referensi bagi semua pihak yang ingin mengetahui lebih lanjut

mengenai perancangan struktrur bangunan ramah gempa dengan sistem beton

bertulang menggunakan software SAP 2000 v14.2.2.

Bandung , Juni 2017

(3)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ...ii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 1

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan ... 2

1.4 Sistematika Penulisan Laporan ... 3

BAB II DESKRIPSI STRUKTUR 2.1 Lokasi ... 4

2.2 Fungsi Gedung ... 5

2.3 Geometri Bangunan ... 5

2.5 Material ... 10

BAB III DIMENSI ELEMEN STRUKTUR 3.1 Kolom ... 12

3.2 Balok dan Sloof ... 12

3.3 Plat Lantai dan Atap ... 13

3.4 Tangga ... 15

BAB IV PEMBEBANAN 4.1 Analisis Pembebanan ... 17

4.1.1. Beban Gravitasi ... 17

(4)

4.1.5. Perhitungan Geser Dasar Seismik ... 29

4.1.5.1. Kombinasi Pembebanan Gempa ... 32

4.1.5.2. Input Beban Gempa Statik ... 32

4.1.6. Input Beban Gempa Dinamik dengan Respon Spektra ... 39

BAB V ANALISA STRUKTUR BALOK DAN KOLOM DENGAN SRPMM 5.1 Analisa Penulangan Balok ... 43

5.1.1. Penulangan Lentur Balok ... 44

5.1.1.1. Penulangan Lentur Bagian Tumpuan ... 44

5.1.1.2. Penulangan Lentur Bagian Lapangan ... 50

5.1.2. Penulanga Geser Balok ... 57

5.2 Analisa Penulangan Kolom ... 43

5.2.1. Prosedur Perbesaran Momen ... 44

5.2.2. Analisa Tulangan Longitudinal ... 75

5.2.3. Analisa Kekuatan Tulangan Longitudinal ... 76

5.2.3.1. Luas Tulangan dan Tinggi Efektif ... 76

5.2.3.2 Analisa Kekuatan dengan Diagram Interaksi (Sumbu Kuat) ... 77

5.2.3.3 Analisa Kekuatan dengan Diagram Interaksi (Sumbu Lemah) ... 80

5.2.3.4 Analisa Kekuatan Kolom Dengan Metode Momen Terbalik/ Bresler) ... 80

5.2.4. Analisa Tulangan Geser ... 88

BAB VI ANALISA STRUKTUR BALOK DAN KOLOM DENGAN SRPMK BAB VII PENUTUP 7.1 Kesimpulan ... 90

7.2 Saran ... 91

(5)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Perencanaan struktur adalah bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil,

kuat, awet dan memenuhi tujuan-tujuan seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Suatu

Struktur disebut stabil bila ia tidak mudah terguling, miring atau tergeser selama umur

bangunan yang direncanakan. Pada struktur bangunan atas, kolom merupakan komponen

struktur yang paling penting untuk diperhatikan, karena apabila kolom ini mengalami

kegagalan, maka dapat berakibat keruntuhan struktur bengunan atas dari gedung secara

keseluruhan (Asroni,A., 2008). Suatu struktur bisa dikatakan sebagai sarana untuk menyalurkan

beban dan akibat penggunaannya dan atau kehadiran bangunan di dalam tanah (Scodek., 1998).

Salah satu factor yang paling berpengaruh dalam perencanaan struktur bangunan

bertingkat tinggi adalah kekuatan struktur bangunan, dimana faktor ini sangat terkait dengan

keamanan dan ketahanan bangunan dalam menahan dan menampung beban yang bekerja pada

struktur. Oleh karena itu dalam perencanaan gedung bertingkat tinggi harus direncanakan dan

didesain sedemikian rupa agar dapat digunakan sebaik-baiknya, nyaman dan aman terhadap

bahaya gempa bagi pemakai.

Dikarenkan rawannya kejadian gempa yang menimpa Indonesia. Perlu adanya

kesesuaian perencanaan bangunan yang tahan terhadap gempa, yang harus sanggup menahan

beban yang diterimanya. Oleh karena itu, untuk mengatasinya disusunlah laporan ini, untuk

merencanakan struktur bangunan gedung dengan memperhatikan beban gempa yang akan

bekerja terhadap struktur bangunan tersebut.

(6)

a. Dapat menghitung gaya gempa secara statik ekivalen yang bekerja pada struktur beton

bertulang (3D).

b. Dapat menghitung struktur balok dan kolom dengan system pemikul momen biasa

(SRPMB).

c. Dapat menghitung struktur balok dan kolom dengan system pemikul momen khusus

(SRPMK).

d. Dapat mengnalisis hasil perhitungan manual dan membandingkan hasilnya dengan

hasil analisis perangkat lunak Structut Analysis Program (SAP).

e. Dapat membuat gambar Detail Engineering Design (DED) dari perhitungan

perencanaan struktur gedung tahan gempa.

Selain kelima hal di atas, pembuatan laporan ini dapat membina kemampuan dan

keterampilan mahasiswa secara optimal, dalam aspek pembahasan, serta mampu

menyampaikannya dalam bentuk tulisan dan dapat memaparkannya sebagai sumbangan ilmu

pengetahuan.

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan

Dalam penyusunan makalah ini penyusun membatasi lingkup pembahasan pada

Perencanaan Struktur Bangunan Beton Bertulang Empat Lantai dengan Gaya Gempa Statik Ekivalen dan Response Spectrum Analysis, yang meliputi pembebanan dan penulangan balok ,kolom dengan SRPMM dan SRPMK.

1.4 Metodologi

Metodologi yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Melakukan re-desain secara menyeluruh dengan bantuan perangkat lunak SAP

b. Studi pustaka, yaitu mempelajari dan memahami literatur yang berkaitan dengan

perencanaan struktur gedung tahan gempa.

c. Diskusi dan bimbingan mengenai data tugas besar yang dianalisis dengan dosen mata

kulih PSG.

1.5 Sistematika Penulisan

(7)

• Bab I Pendahuluan, tentang latar belakang, tujuan, ruang lingkup pembahasan, metodologi, dan sistematika penulisan.

• Bab II Deskripsi struktur berupa lokasi dan geometri bangunan

• Bab III Pemodelan struktur, berupa pemodelan struktur bangunan dengan software SAP 2000 v14.2.2

• Bab IV Pembebanan, analisis pembebanan gravitasi, gempa statik dan gempa dinamik

• Bab V Analisis Struktur Balok dan Kolom dengan SRPMM

• Bab VI Analisis Struktur Balok dan Kolom dengan SRPMK

(8)

BAB II

DESKRIPSI STRUKTUR

2.1. Lokasi

Gedung Akuntasi Politeknik Negeri Bandung (Polban) berlokasi di Jl. Gegerkalong Hilir,

Desa Ciwaruga, Kabupaten Bandung Barat, Jawa Barat. Gedung ini tepatnya berlokasi di Jalan

Akuntansi.

Gambar 2.1. Lokasi Politeknik Negeri Bandung

Gambar 2.2. Lokasi Gedung Akuntansi

(9)

2.2. Fungsi Gedung

Gambar 2.3 tampak samping kiri Gedung Akuntansi Polban

Secara umum Gedung Akuntansi Polban berfungsi sebagai sarana bagi mahasiswa/i dan

dosen Jurusan Akuntansi untuk melakukan kegiatan belajar mengajar. Gedung ini memiliki 3

lantai. Fasilitas- fasilitas yang terdapat pada gedung ini adalah sebagai berikut :

• 18 ruangan kelas

• 2 Laboratorium Komputer

• 1 Laboratorium Bank

• 1 Laboratorium Akuntansi

• 3 ruang dosen

• Musholla pria dan wanita

• 1 ruang rapat

• 2 gudang

• 1 ruang administrasi

(10)

(11)

(12)

(13)

Gambar 2.7. Tampak Timur Bangunan

2.4. Geometri Bangunan (Modifikasi)

Pada pemodelan dengan SAP dilakukan modifikasi dimensi bangunan, yaitu perubahan

lebar bangunan menjadi 15 m, elevasi tiap lantai menjadi 4 m, dan elevasi pondasi menjadi

-0,5 m

Gambar 2.8. Geometri Struktur (x-z)

12 m

4 m

(14)

Gambar 2.10. Geometri Struktur (x-y)

(15)

Gambar 2.11. Pemodelan 3D struktur gedung

2.5. Material

Ada dua material elemen struktur yang digunakan dalam perencanaan struktur gedung

akuntansi ini, yaitu Beton dan Baja. Material elemen struktur kolom dan balok/sloof

direncanakan dengan menggunakan beton dengan kekuatan tekan silinder karakteristik (f’c)

(16)

(17)

BAB III

DIMENSI ELEMEN STRUKTUR

3.1. Kolom

Kolom-kolom pada bangunan ini menggunakan beton dengan dimensi 500 x 700 dengan mutu f’c = 30 Mpa dan nilai MoE =25742,96 Mpa.

Gambar 2.1. Section Properties Kolom

(18)

Gambar 2.2. Section Properties Balok Baja

3.3. Pelat Lantai dan Atap

(19)

(20)

Gambar 2.5. Section Properties Pelat Atap.

3.4. Tangga

Pada bangunan ini terdapat 2 buah jenis tangga, yakni tangga utama yang terletak di tengah

bangunan dan tangga yang berada di sudut kanan atas bangunan.

Struktur tangga terdiri dari plat tangga, plat bordes dan pondasi beton bertulang. Ketiga

elemen tersebut mempunyai mutu 25 Mpa. Ketebelan masing-masing elemen tersebut adalah

: plat tangga (150 mm), plat bordes (120 mm) & pondasi (200 mm). Bordes tangga utama

memiliki dimensi (1,3 m x 2,6 m) & tangga sudut (1,15 m x 2,55 m).

Tangga dimodelkan dengan railing beton setinggi 80 cm dan tebal 10 cm. Tinggi optrede

20 cm dan panjang antrede 30 cm. Lebar anak tangga 120 cm.

(21)

(22)

BAB IV

PEMBEBANAN

4.1. Analisis Pembebanan

Pembebanan pada struktur bangunan ini terdiri dari beban hidup, beban mati dan beban

gempa .Dalam perencanaannya beban yang bekerja pada sistem struktur bangunan tersebut

harus didasarkan atas pertimbangan – pertimbangan pembebanan dan kombinasi pembebanan.

Beberapa peraturan yang menjadi acuan dalam analisa pembebanan perencanaan struktur

gedung ini adalah sebagai berikut:

a. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung, SNI-1727-1989-F

b. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung,

SNI-03-1726-2012

c. Tata Cara Penghitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung,

SNI-03-2847-2013

Berikut ini adalah penjabaran mengenai beban yang bekerja pada bangunan ini:

4.1.1 Beban Gravitasi 1. Beban Hidup

Pengertian beban hidup seperti yang tercantum dalam PPPURG 1987 adalah semua beban

yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung dan ke dalamnya termasuk

beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin

serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat

diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatnya perubahan dalam

pembebanan lantai dan atap tersebut.

Besarnya beban hidup pada suatu bangunan dibedakan berdasarkan jenis komponen

bangunannya. Untuk beban hidup pada lantai bangunan gedung khususnya bangunan rumah

tinggal, dapat diambil menurut Tabel 2.1. Dalam beban hidup tersebut sudah termasuk perlengkapan ruang sesuai dengan kegunaan lantai ruang yang bersangkutan dan juga

(23)

Tabel 4.1. Beban Hidup pada Lantai Bangunan

No Komponen Bangunan Beban Hidup

(kg/m2)

a Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang

disebut dalam b 200

b

Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana dan

gudang-gudang tidak penting, yang bukan toko

atau ruang kerja

150

c Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko,

restoran, hotel dan asrama 250

Sumber: Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987 hal 12

Selain beban hidup pada lantai, terdapat pula beban hidup pada atap. Besarnya beban

hidup pada atap yang tertera pada Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan

Gedung tahun 1987, yaitu:

a. Beban hidup pada atap dan/atau bagian atap serta pada struktur tudung (canopy) yang

dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100 kg/m2

bidang datar.

b. Beban hidup pada atap dan/atau bagian atap yang tidak dapat dicapai dan dibebani oleh

orang, harus diambil yang paling menentukan diantara dua macam beban, yaitu beban

terbagi rata per m2 bidang datar berasal dari beban air hujan sebesar (40-0,8α) kg/m2

dan bidang terpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam kebakaran

(24)

Tabel 4.2. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung

Bahan Bangunan Berat Sendiri

(kg/m3)

Beton Bertulang 2400

Komponen Bangunan Berat Sendiri

(kg/m2)

Adukan per cm tebal dari semen 21

Dinding Pasangan batu bata setengah bata 250

Langit-langit dan dinding (termasuk rusuk-rusuknya),

tanpa penggantung langit-langit atau pengaku) terdiri dari

semen asbes (eternit dan beton lain sejenisnya) dengan

tebal maksimum 4 mm

11

Penggantung langit-langit (dari kayu) dengan bentang

maksimum 5 m dan jarak s.k.s minimum 0.8 m 7

Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton

tanpa adukan, per cm tebal 24

Sumber: Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987 hal 5 dan 6

4.1.2. Perhitungan Beban Gravitasi

Perhitungan Beban SDL lantai : a. Beban SDL Pelat Lantai

Beban SDL pada lantai terdiri dari beban-beban sebagai berikut :

1. Finishing = (4 x 21) +(1 x 24) (Adukan & Keramik) = 108 kgf/m2

2. Plafond = 20 kgf/m2

3. Utilitas = 25 kgf/m2

Dengan total dari penambahan beban-beban diatas adalah sebesar 153 kgf/m2

b. Beban SDL Pelat Atap

Beban SDL pada atap terdiri dari beban-beban sebagai berikut :

(25)

c. Perhitungan Beban SDL & Hidup Balok :

• Berat pasangan setengah batu bata = 250 kg/m2_{. Tinggi dinding = 4 m .}

a. Beban dinding pas. setengah batu bata (tanpa bukaan) sebesar 1000 kgf/m’

b. Beban dinding pas. setengah batu bata (dengan bukaan) termasuk jendela &

pintu : 1000 kgf/m2_{x 0,5 = 500 kgf/m}

• Pembebanan untuk balok yang dibebani tangga utama (joint reaction hasil pemodelan tangga)

SDL (1.0 SDL + 1.0 DL) ; Hidup Tangga( 1.0 LL)

a. Bordes lantai 3 :

SDL = 3,74 ton ; Hidup Tangga = 1,87 ton

L balok terbebani = 1,35 m, sehingga

SDL = 3,74 ton / 1,35 m = 2,77 ton/m ; Hidup Tangga = 1,87 ton / 1,35 m =

1,38 ton/m

b. Bordes Lantai 2

SDL = 10,96 ton/m ; Hidup Tangga = 5,48 ton/m

2,03 ton/m

• Pembebanan untuk balok yang dibebani tangga sudut (joint reaction hasil pemodelan tangga)

a. Bordes lantai 3 :

SDL = 3,46 ton; Hidup Tangga = 1,57 ton

(26)

1,11 ton/m

d. Perhitungan Beban SDL Plat Tangga & Bordes :

Pemodelan tangga dilakukan pada file yang berbeda. Beban – beban dibawah ini

dimasukkan ke pemodelan tangga tersebut.

1. Tangga 1 (Utama)

- Railing : (Digunakan railing dari beton)

2400 kg/m3_{x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m}2

240 𝑥 (0,8+1,0)₂ 𝑥 0,3

0,36 = 180 kg/m (Beban garis) 180 kg/m / (1,2) m = 150/m2_{(Beban merata)}

Total SDL Plat Tangga= 440 kg/m2 Plat Bordes

- Finishing : [(2 𝑥 21) + (1 𝑥 24)] = 66 kg/m2

2400 kg/m3 x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m2

240 𝑥 0,8 𝑥 0,3 = 57,6 kg

57,6 𝑘𝑔 / Luas Bordes = 57,6 / 3,38 m2_{= 17,04 kg/m}2

Total SDL Bordes = 73 kg/m2

(27)

- Finishing : [ (2 𝑥 21+1 𝑥 24)] 𝑥 (0,3+0,2)

0,36 = 91,67 kg/m

2

2400 kg/m3 x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m2

240 𝑥 (0,8+1,0)₂ 𝑥 0,3

0,36 = 180 kg/m (Beban garis) 180 kg/m / 1,2 m = 150 kg/m2_{(Beban merata)}

Total SDL Plat Tangga= 440 kg/m2 Plat Bordes

- Finishing : [(2 𝑥 21) + (1 𝑥 24)] = 66 kg/m2

2400 kg/m3_{x t (m) = 2400 x 0,1 = 240 kg/m}2

240 𝑥 0,8 𝑥 0,3 = 57,6 kg

57,6 𝑘𝑔 / Luas Bordes = 57,6 / 2,93 m2 = 19,65 kg/m2

Total SDL Bordes = 85,65 kg/m2

Output dari pemodelan tangga ini adalah joint reaction pada bordes. Hasil

penjumlahan dari reaksi ini adalah beban SDL & Hidup Tangga yang nantinya

dimasukkan ke beban distributed balok dimana bordes menumpu.

e. Beban Hidup

Beban hidup yang bekerja pada struktur ini diambil sebesar 250 kg/m2_{untuk pelat}

lantai dan 100 kg/m2 untuk pelat atap.

Perhitungan Beban hidup lantai :

(28)

berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa di sini adalah

gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa itu.

4.1.4. Tahapan Penentuan Nilai Gaya Gempa Statik Ekuivalen Berdasarkan SNI 03-1726-2012

1. Penentuan Wilayah Gempa

Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 wilayah gempa seperti yang ditunjukkan

dalam gambar 4.2, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Berdasarkan gambar 4.2, pembagian wilayah gempa ditandai dengan pemberian warna pada setiap daerah yang

berbeda-beda.

Pembagian wilayah gempa ini, didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar

akibat pengaruh Gempa Rencana dengan perioda ulang 500 tahun, yang nilai rata-ratanya

untuk setiap wilayah gempa ditetapkan dalam gambar 4.2.

Gambar 4.2. Peta Zonasi Gempa

(Sumber : SNI 1726-2002, Wilayah Gempa Indonesia dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar dengan

(29)

2. Kategori Risiko Struktur Bangunan (I-IV) dan Faktor A. Keutamaan Gempa (Ie)

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung, faktor keutamaan

gempa pada desain gedung ini termasuk jenis pemanfaatan sebagai fasilitas

pendidikan dengan kategori risiko IV dan faktor keutamaan gempa (Ie) bernilai 1.5

B. Penentuan Klasifikasi Tanah Setempat atau Kelas Situs (SA – SF)

Batuan dasar adalah lapisan batuan di bawah muka tanah yang memiliki nilai

hasil Test Penetrasi Standar N paling rendah 60 dan tidak ada lapisan batuan lain

dibawahnya yang memiliki nilai hasil Test Penetrasi Standar yang kurang dari itu,

atau yang memiliki kecepatan rambat gelombang geser vs yang mencapai 750

m/detik dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnya yang memiliki nilai

kecepatan rambat gelombang geser yang kurang dari itu.

Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang dan tanah lunak,

apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi syarat-syarat

(30)

Yang dimaksud dengan jenis tanah khusus dalam Gambar 4.3. adalah jenis tanah yang tidak memenuhi syarat–syarat yang tercantum dalam tabel tersebut. Di

samping itu, yang termasuk dalam jenis tanah khusus adalah juga tanah yang

memiliki potensi likuifaksi yang tinggi, lempung sangat peka, pasir yang

tersementasi rendah yang rapuh, tanah gambut, tanah dengan kandungan bahan

organik yang tinggi dengan ketebalan lebih dari 3 m, lempung sangat lunak dengan

PI lebih dari 75 dan ketebalan lebih dari 10 m, lapisan lempung dengan 25 kPa <

Su < 50 kPa dan ketebalan lebih dari 30 m.

Dalam perumusan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan

dasar kepermukaan tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus

diklasifikasikan terlebih dahulu. Dikarenakan dalam desain gedung ini terletak di

daerah Bandung, maka dikategorikan Tanah sedang.

C. Parameter Percepataan Gempa (Ss, S1)

Parameter Ss(percepatan batuan dasar pada periode pendek) dan S1

(percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing-masing

dari respon spektral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik

dengan kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun (MCER, 2% dalam 50

tahun), dan dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi.

Dalam desain gedung ini berada di Kota Bandung, sehingga didapatkan hasil yang

dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Tabel Hasil Running Online Program Spektra Indo

D. Menentukan Spektrum Respon Desain

Input Data Hasil Referensi

(31)

Untuk menentukan spektrum respon desain untuk lokasi pada perencanaan ini

dengan kelas situs SD (tanah sedang), data diperoleh dari hasil running online

program spektra indo.

Tabel 4.4. Tabel Hasil Running Online Program Spektra Indo

T

(detik) SA (g)

T

(detik) SA (g)

T

(detik) SA (g)

0 0.387 TS+1.2 0.271 TS+2.7 0.148 T0 0.967 TS+1.3 0.257 TS+2.8 0.144 TS 0.967 TS+1.4 0.244 TS+2.9 0.14 TS+0 0.807 TS+1.5 0.233 TS+3 0.136 TS+0.1 0.693 TS+1.6 0.222 TS+3.1 0.132 TS+0.2 0.607 TS+1.7 0.213 TS+3.2 0.129 TS+0.3 0.54 TS+1.8 0.204 TS+3.3 0.126 TS+0.4 0.487 TS+1.9 0.196 4 0.123 TS+0.5 0.443 TS+2 0.188

(32)

Gambar 4.4. Spektrum respon desain untuk tanah keras daerah Bandung

E. Kategori Desain Seismik (A–D)

Desain gedung ini termasuk jenis pemanfaatan sebagai fasilitas pendidikan

dengan kategori risiko IV dan faktor keutamaan (Ie) = 1.5 seperti pada tabel 4.5.

Tabel 4.5. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Pemanfaatan Bangunan

Input Data

Output Kategori Desain Seismik Referensi

SDS Untuk 0.50< 0,967 maka termasuk kategori

D

Tabel 6 dan 7

SNI

1726-2012-Gempa hal.

24-25 SD1 Untuk 0.20< 0,490 maka termasuk kategori

D

Maka kategori desain seismic adalah kategori D

F. Pemilihan Sistem Struktur dan Parameter Sistem (R, Cd, Ω0)

Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem adalah didasarkan dari kategori

desain seismik nilai SDS sama dengan D dan nilai SD1 sama dengan D seperti pada

(33)

Tabel 4.6. Kategori Sistem Penahan Gaya Seismik

(Input Data) Sistem Penahan Gaya Seismik

R Referensi

Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen

Menengah

5 Tabel 9 SNI

1726-2012-Gempa hal. 42

G. Perioda Fundamental Struktur (T)

Untuk menentukan perioda fundamental alami (T), diijinkan secara langsung

menggunakan perioda fundamental pendekatan (Ta). Perhitungan perioda

pendekatan mengunakan Persamaan 2.1 dan berdasarkan tabel 4. sebagai berikut :

Ta = Ct hnx

Ta = 0.0466 x (12)0.9 = 0,436 detik

Dimana :

hn= ketinggian struktur dalam (m) diatas dasar sampai tingkat

(34)

Ta hasil perhitungan tersebut harus dikalikan dengan koefisien Cu yaitu sebagai

batas atas pada periode yang dihitung, sehingga :

Berdasarkan SNI 03-1726-2012 perioda fundamental struktur (T) yang digunakan

harus ada batasan, batasan tersebut sebagai berikut :

Jika Tc > Cu Ta Gunakan T = Tc dimana nilai Cu ditentukan oleh Tabel 14 SNI

03-1726-2012.

Cu x Ta = 1,4 x 0,436 = 0,61 detik

Tc < Cu Ta

Jadi perioda fundamental struktur yang (T) digunakan adalah sebagai berikut :

T= 0.4362 detik

4.1.5. Perhitungan Geser Dasar Seismik A. Perhitungan Cs

Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut:

V = Cs W

Penentuan nilai Cs sebagai berikut :

Nilai Cs arah x :

Nilai Csx yang telah dihitung tidak perlu melebihi persamaan berikut ini:

Csx = ₀_,₃₃₇

Nilai Cs harus memenuhi persyaratan berikut:

Cs≥0.044SDSIe ≥0,01 → 0,2901≥ 0,0638 ≥ 0,01

Jadi nilai Cs arah x yang digunakan 0.2901

(35)

Csy = ₀_,₂₉₀₁

Nilai Csx yang telah dihitung tidak perlu melebihi persamaan berikut ini:

Csy = ₀_,₃₃₇

Nilai Cs harus memenuhi persyaratan berikut:

Cs≥ 0.044 SDS Ie ≥0,01 → 0,2901 ≥ 0,020≥ 0,01

Maka Berat Total Bangunan = 941090 + 1005901+ 598448,5

(36)

D. Perhitungan Distribusi Vertikal dan Horisontal Gaya Gempa

Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8

Tabel 4.7. Perhitungan distribusi vertikal dan horizontal gaya gempa arah x

Tingkat

Tabel 4.8. Perhitungan distribusi vertikal dan horizontal gaya gempa arah y

Tingkat

Untuk contoh perhitungan distribusi vertikal gaya gempa dan distribusi

horisontal gaya gempa (story shear) pada arah x pada lantai 3 sebagai berikut :

• Dikarenakan waktu getar yang diambil 0.4362 detik maka untuk mencari nilai k berdasarkan SNI 03-1726-2012 didapatkan nilai k = 1 utk arah x dan k = 1

untuk arah y

• mencari nilai wi.hik

(37)

• mencari nilai

Kombinasi pembebanan pada pemodelan gedung ini sesuai dengan SNI

(38)

Menengah maka digunakan kombinasi pembebanan dengan 2 x ρ dengan (ρ = 1.3) dan

SDS =0,967. Sedangkan untuk komponen struktur lainnya memperhitungkan redundansi

1.3 (ρ = 1.3), dan SDS =0,967. Faktor beban gravitasi dapat dihitung dengan cara sebagai

berikut:

1.2+0,2 Sds = 1,2 + 0,2 (0,967) = 1.393

0,9-0,2 Sds = 1,2 – 0,2 (0,393) = 0.707

Untuk redundansi sama dengan ρ = 1.3 dan SDS =0,967, hasil penjabaranya

(39)

Tabel 4.7 Kombinasi pembebanan ρ = 1.3 dan SDS = 0.967

(40)

Kombinasi 20

penjabarannya adalah seperti pada Tabel 4.8 berikut ini.

Tabel 4.8. Kombinasi pembebanan ρ = 1.0, Ω0 =3 dan SDS = 0.967

(41)

Kombinasi 37 0.707 DL - - 3 Ex -0.9 Ey

Untuk redundansi sama dengan 2ρ = 2.6 dan SDS =0,967, hasil penjabaranya

adalah seperti pada Tabel 4.9 berikut ini.

Tabel 4.9. Kombinasi pembebanan 2ρ = 2.6 dan SDS = 0.967

(42)

Kombinasi tersebut dimasukan kedalam pemodelan gedung ini pada SAP 2000

v14.2.2 sebagai load combination.

4.1.5.2. Input Beban Gempa Statik A. Pusat Massa Bangunan

Pusat massa adalah koordinat titik yang menjadi pusat berat per lantainya. Pusat

massa digunakan untuk menentukan Point Load berubah beban gempa arah X dan arah

Y. Penentuan pusat massa ini dilakukan karena metode analisis gempa pada laporan ini

menggunakan beban gempa lateral ekivalen dengan program SAP 2000. Dengan kata

lain beban gempa dianggap sebagai beban titik tiap lantai. Dengan menggunakan

aplikasi SAP 2000 maka didapat koordinat titik pusat massa bangunan sebagai berikut:

a. Lantai 1

(43)

Z 11.5 11.5 11.5

B. Input Beban Gempa

Gambar berikut ini memperlihatkan beban-beban gempa yang bekerja pada

masing-masing lantai, dengan besaran beban yang telah dihitung sebelumnya.

Pendistribusian beban gempa yang didapatkan dari perhitungan, dibagi dengan jumlah

komponen elemen vertikal bangunan gedung yang dapat menahan beban lateral. Hasil

perhitungan ini didapatkan dari software SAP 2000 v19.dapat dilihat pada gambar

sebagai berikut:

(44)

Gambar 3.4. Input beban gempa (EX) Lantai 3 (pada

plat dak beton)

Gambar 3.5. Input beban gempa (EY) Lantai 3 (pada

plat dak beton)

(45)

Gambar 3.7. Input beban gempa (EX) Lantai 2 Gambar 3.8. Input beban gempa (EY) Lantai 2

(46)

Gambar 3.10. Input beban gempa (EX) Lantai 1 Gambar 3.11. Input beban gempa (EY) Lantai 1

4.1.6. Input Beban Gempa Dinamik dengan Respon Spektra

Apabila gedung memiliki struktur yang tidak beraturan maka selain dilakukan analisis

statik ekivalen juga diperlukan analisis lebih lanjut, yaitu analisis respon dinamik. Perhitungan

respon dinamik struktur gedung tidak beraturan terhadap pembebanan gempa, dapat

menggunakan metode analisis ragam spektrum respons atau metode analisis respons dinamik

riwayat waktu. Pada pasal 7.1.3 dari SNI – 1726 – 2002, bila nilai akhir respon dinamik

tersebut dinyatakan dalam gaya geser dasar nominal, maka nilainya tidak boleh kurang dari

80% gaya geser dasar yang dihasilkan dari analisis statik ekivalen.

(47)

Tabel 4.10. Gaya geser respon spektra (arah x)

TABLE: Joint Reactions TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCaseCaseTypeStepType F1 Joint OutputCaseCaseType StepType F1

(48)

Tabel 4.11. Gaya geser respon spektra (arah y)

Didapatkan nilai total gaya geser akibat respon spektrum:

∑𝑅𝑆 (𝑥) = 1088952 𝑘𝑔

∑𝑅𝑆 (𝑦) = 1047751 𝑘𝑔

Pada perencanaan pembebanan gempa dengan metode statik sebelumnya didapatkan nilai

total gaya geser akibat beban statik. Sehingga rasio gaya geser total respon spektrum dan

statik bisa dicari :

∑𝑅𝑆 (𝑥) ∑𝑉 (𝑥) =

1088952 𝑘𝑔

738430 𝑘𝑔 = 1,47 > 0,8 (𝑜𝑘)

TABLE: Joint Reactions TABLE: Joint Reactions

Joint OutputCaseCaseType StepType F2 Joint OutputCaseCaseType StepType F2

(49)

∑𝑅𝑆 (𝑦) ∑𝑉 (𝑦) =

1047751 𝑘𝑔

738430 𝑘𝑔 = 1,418 > 0,8 (𝑜𝑘)

1. Geser Dinamik SRPMM

Analisis dinamik 3 dimensi yang dilakukan adalah analisis response spectrum

dengan faktor skala, yangmana perhitungannya sebagai berikut ini:

Skala faktor = 2,943

I = Faktor keutamaan gempa

R = Pemilihan struktur dan parameter sistem.

Faktor skala ini berlaku untuk response spectra arah x maupun response spectra arah

y dengan damping ratio 0.05 dan modal combination CQC dan directional

combination SRSS.

2. Geser Dinamik SRPMK

Sama hal nya dengan perhitungan skala faktor untuk analisis dinamik SRPMM,

namun perbedannya terletak pada nilai koefisien modifikasi responsnya (R), sehingga

perhitungannya menjadi :

Faktor skala ini juga berlaku untuk response spectra arah x maupun response spectra

arah y dengan damping ratio 0.05 dan modal combination CQC dan directional

(50)

BAB V

ANALISA STRUKTUR BALOK DAN KOLOM DENGAN SRPMM

5.1. Analisa Penulangan Balok

Pada analisa struktur balok, balok yang ditinjau adalah balok pada lantai 2 dengan kode

BL-415 yang memiliki bentang kotor (L) = 6250 mm dan dimensi 350 x 650

Gambar 5.1. Denah pembalokan lantai 2.

Diketahui data-data perencanaan struktur beton bertulang balok adalah sebagai berikut :

(51)

Setalah dilakukan analisa menggunakan excel

ø

Mn (kapasitas momen penampang) yang

dimiliki balok 350 x 650 tidak mampu menahan Mu. Sehingga pada analisa struktur balok

ini, dimensi balok yang asalnya 350 x 650 diubah menjadi 400 x 700.

1. Dimensi Struktur :

- b = 400 mm

- h = 700 mm

- ts (selimut beton) = 40 mm

2. Bahan Struktur :

- f’c = 30 MPa

- fy = 400 MPa ; E = 200000 MPa

-

ε

c= 0,003 ;

ε

y= 0,002 ;

- β1= Jika f’c < 28 Mpa, nilai β1 = 0,85 jika tidak ditentukan dengan persamaan

berikut :

β1 = 0,85 - 𝑓

′_𝑐−28

7 𝑥0,05 =

30−28

7 𝑥0,05 = 0,8357

5.1.1. Penulangan Lentur Balok

(52)

1. Tulangan Geser :

- Diameter Tul. Geser = 8 mm

2. Tulangan Lentur Atas:

- Diameter Tul. Atas = 25 mm

- Jumlah tulangan akibat momen negatif = 7

- Jumlah tulangan akibat momen positif = 5

- Luas Tulangan (As) akibat momen negatif = 7 x (0,25 x π x 252_{) = 3434,75 mm}2

- Luas Tulangan (As) akibat momen positif = 5 x (0,25 x π x 252_{) =2453,12 mm}2

3. Tulangan Lentur Bawah:

- Diameter Tul. Bawah = 25 mm

- Luas Tulangan (As’) akibat momen negatif = 7 x (0,25 x π x 162_{) = 2453,12 mm}2

- Luas Tulangan (As’) akibat momen positif = 5 x (0,25 x π x 162_{) =3434,75 mm}2

4. Tinggi efektif (d) : h –d’ = 700 – (40 + (½ x 25) + 8) = 625,21 mm

B. Analisis Perhitungan

1. Asumsi jika tulangan tekan leleh: a. Momen Negatif

(53)

nilai asumsi c = -46,045

Jika nilai c < 0 maka nilai

ε

s’ = 0 sehingga tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik.

2. Asumsi jika tulangan tekan belum leleh:

Mencari nilai c dengan rumus kesetimbangan (∑H=0) dan persamaan kuadrat (0,85 x f’c x b x β1 x c) + (As x E x (c –d’/c) x 0,003 = As x fy (seluruh ruas dikalikan

c) sehingga :

(0,85 x f’c x b x β1 x c2) + (As x E x (c –d’) x 0,003 - As x fy x c= 0

Disederhanakan menjadi :

(0,85 x f’c x b x β1 x c2) + (As x E x c x 0,003)- (As x E x d’ x 0,003) - As x fy x c =

0

(0,85 x f’c x b x β1 x c2) + ( (As x E x 0,003 - As x fy) x c) - (As x E x d’ x 0,003) =

0

- (0,85 x f’c x b x β1 ) = A

- (As x E x 0,003 - As x fy)= B

- -(As x E x d’ x 0,003) = C

a. Momen Negatif

Persamaan kuadrat :

- A = 0,85 x f’c x b x β1 = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 = 8524,29

- B = As’ x E x 0,003 – As x fy = 2453,12 x 200000 x 0,003 – 3434,75 x 400 =

-98125

- C = -(As x E x d’ x 0,003) = - (3434,75 x 200000 x 60,5 x 0,003) = -89048438

Dengan rumus persamaan kuadrat dibawah ini,

(54)

Nilai c haruslah memenuhi ketentuan 0<c<d, sehingga nilai c diambil = 96,614

Perhitungan Tegangan Tulangan Tekan yg Belum Leleh:

ε

s’ = (𝑐−𝑑′)

Dengan cara yang sama menggunakan persamaan kuadrat. Didapatkan nilai c1 dan c2

- c1 = 85,304

- c2 = -211,928

ε

s’ = (𝑐−𝑑′)

(𝑐) 𝑥 𝜀𝑠 =

(85,304−60,5)

(85,304) 𝑥 0,003 = 0,00037

fs’ = E x

ε

s’ = 200000 x (0,00037) = 73,985 MPa

3. Kontrol Daktilitas atau Rasio Penulangan a. Rasio penulangan minimum (ρmin)

ρmin = 1,4

𝑓𝑦 = 1,4

400 = 0,0035

b. Rasio penulangan maksimum (ρmax)

ρmax = 0,75 𝜌𝑏+ 𝜌′𝑓𝑠′

c. Rasio penulangan aktual (ρaktual)

𝜌 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 =_{𝑏 𝑥 𝑑 =}𝐴𝑠 7 𝑥 14 𝑥 𝜋 25 2

(55)

Kontrol :

ρ

min <

ρ

aktual<

ρ

max

0,0035 < 0,0138 < 0,037 (OK) Konfigurasi tulangan tidak perlu dirubah.

4. Perhitungan Kapasitas Momen a. Momen Negatif

- Cc= 0,85 x f’c x b x β1 x c = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 x 96,614 = 823566,54 N

- Cs’ = Karena tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik maka Cs’ dihitung

dengan perasamaan :

Cs’= As’ x fs’ = 2453,12 x (224,729) = 550183,5 N

- Ts = As x fy = 3434,75 x 400 = 1373750 N

Kontrol dengan persamaan kesetimbangan (∑H=0)

Cc + Cs’ - Ts = 0

823566,54 + 550183,5 - 1373750 = 0 (OK)

Momen Nominal

- Mn = Cc x ( d – (a/2) ) + Cs’ x (d-d’) =

823566,54 x (625,21 – (0,8357 x 96,614/2) ) + (550183,5 x ( 625,21-60,5) ) =

792353895,8 N.mm

Faktor Reduksi (ø)

Jika nilai c/d > 0,6 maka

ø

= 0,65 ; Jika nilai c/d < 0,375 maka

ø

= 0,9

Dan jika nilai 0,375 < c/d < 0,6 maka nilai

ø

= 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

Nilai c/d = 96,614/625,21 = 0,154 sehingga

ø

= 0,9

Momen Nominal Terfaktor

(56)

Momen Nominal

Diketahui Mu pada tumpuan hasil analisis struktur beban envelope dengan SAP 2000

adalah sebagai berikut :

Balok Lantai 2 - Balok 415

Frame Station OutputCase CaseType StepType M3

(57)

- MuL dan MuR = 474,77 kN.m dan 516,921 kN.m

-

ø

Mn = 582,58 kN.m

-

ø

Mn > MuL dan MuR = OK

6. Kontrol øMn Terhadap Persyaratan Momen Penampang

Persyaratan momen untuk tumpuan adalah sebagi berikut :

|𝑀𝑛+|

|𝑀𝑛−| ≥

1 3 582,58

713,12 = 0,816 ; 0,816 ≥ 0,33 (𝑂𝐾)

5.1.1.2. Penulangan lentur bagian Lapangan

A. Input Perhitungan

(58)

- Luas Tulangan (As) akibat momen negatif = 2 x (0,25 x π x 252) = 981,25 mm2

- Luas Tulangan (As) akibat momen positif = 3 x (0,25 x π x 252) =1471,875 mm2

3. Tulangan Lentur Atas:

- Diameter Tul. Tekan = 25 mm

- Luas Tulangan (As’) akibat momen negatif = 3 x (0,25 x π x 252_{) = 1471,875}

mm2

- Luas Tulangan (As’) akibat momen positif = 2 x (0,25 x π x 252_{) =981,25 mm}2

B. Analisis Perhitungan

1. Asumsi jika tulangan tekan leleh: a. Momen Negatif

Jika nilai c < 0 maka nilai

ε

s’ = 0 sehingga tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik.

b. Momen Positif

Dengan cara yang sama didapat :

nilai asumsi c = 23,022

2. Asumsi jika tulangan tekan belum leleh:

(59)

(0,85 x f’c x b x β1 x c) + (As x E x (c –d’/c) x 0,003 = As x fy (seluruh ruas dikalikan

c) sehingga :

(0,85 x f’c x b x β1 x c2) + (As x E x (c –d’) x 0,003 - As x fy x c= 0

Disederhanakan menjadi :

(0,85 x f’c x b x β1 x c2) + (As x E x c x 0,003)- (As x E x d’ x 0,003) - As x fy x c =

0

(0,85 x f’c x b x β1 x c2) + ( (As x E x 0,003 - As x fy) x c) - (As x E x d’ x 0,003) =

0

- (0,85 x f’c x b x β1 ) = A

- (As x E x 0,003 - As x fy)= B

- -(As x E x d’ x 0,003) = C

Persamaan kuadrat :

- A = 0,85 x f’c x b x β1 = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 = 8524,29

- B = As’ x E x 0,003 – As x fy = 981,85 x 200000 x 0,003 – 1471,875 x 400 =

-490625

- C = -(As x E x d’ x 0,003) = - (981,85 x 200000 x 60,5 x 0,003) = -53429063

Dengan rumus persamaan kuadrat dibawah ini,

−𝑏 ± √𝑏2_{− 4𝑎𝑐} 2𝑎

Didapatkan nilai c1 dan c2

- c1 = 55,460

(60)

fs’ = E x

ε

s’ = 200000 x (-0,00027) = -54,527 MPa

Dengan cara yang sama menggunakan persamaan kuadrat. Didapatkan nilai c1 dan c2

- c1 = 64,642

- c2 = -64,642

ε

s’ = (𝑐−𝑑′)

(𝑐) 𝑥 𝜀𝑠 =

(64,642−60,5)

(64,642) 𝑥 0,003 = 0,00019

fs’ = E x

ε

s’ = 200000 x 0,00019 = 38,445 MPa 3. Kontrol Daktilitas atau Rasio Penulangan

a. Rasio penulangan minimum (ρmin)

ρmin = 1,4

𝑓𝑦 = 1,4

400 = 0,0035

b. Rasio penulangan maksimum (ρmax)

ρmax = 0,75 𝜌𝑏+ 𝜌′𝑓𝑠′

c. Rasio penulangan aktual (ρaktual)

𝜌 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 =_{𝑏 𝑥 𝑑 =}𝐴𝑠 3 𝑥 14 𝑥 𝜋 𝑥 25 2

400 𝑥 639,5 = 0,00575

Kontrol :

ρ

min <

ρ

aktual<

ρ

max

0,0035 < 0,0057 < 0,0242 (OK) Konfigurasi tulangan tidak perlu dirubah.

(61)

- Cc= 0,85 x f’c x b x β1 x c = 0,85 x 30 x 400 x 0,8357 x 55,460= 472756,3 N

- Cs’ = Karena tulangan tekan leleh sebagai tulangan tarik maka Cs’ dihitung

dengan perasamaan :

Cs’= As’ x fs’ = 1471,875 x (-54,527) = -80256,31 N

- Ts = As x fy = 981,85 x 400 = 392500 N

Kontrol dengan persamaan kesetimbangan (∑H=0)

Cc + Cs’ - Ts = 0

472756,3 + (-80256,31) - 392500 = 0 (OK)

Momen Nominal

- Mn = Cc x ( d – (a/2) ) + Cs’ x (d-d’) =

472756,3 x (639,5 – (0,8357 x 55,460/2) ) + (-80256,31 x ( 639,5-60,5) ) =

244903446,5 N.mm

ø

= 0,9

ø

= 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

ø

= 0,9

ø

Mn = 0,9 x 244,903 = 220,41 kN.m

Dengan menggunakan rumus yang sama didapat nilai-nilai berikut dan dikontrol

(62)

ø

= 0,9

ø

= 0,65 + 0,25 x ( (1/(c/d)) – (5/3) )

ø

= 0,9

ø

Mn = 0,9 x 359,34 = 323,41 kN.m

5. Kontrol øMn Terhadap Mu

Diketahui Mu pada lapangan hasil analisis struktur beban envelope dengan SAP 2000

adalah sebagai berikut :

Balok Lantai 2 - Balok 415

Frame Station OutputCase CaseType StepType M3

Text m Text Text Text KN-m

415 0 Envelope Combination Max 474.7792 415 0 Envelope Combination Min -579.8782

415 3.125 Envelope Combination Max 79.41 415 3.125 Envelope Combination Min -17.1988

415 6.25 Envelope Combination Max 516.921 415 6.25 Envelope Combination Min -624.149

- Mu = 17,19 kN.m

-

ø

Mn = 220,41 kN.m

-

ø

Mn > Mu = OK

- Mu = 79,41 kN.m

-

ø

Mn = 323,41 kN.m

(63)

6. Kontrol øMn Terhadap Persyaratan Momen Sepanjang Bentang

Persyaratan momen untuk sepanjang bentang adalah sebagai berikut :

|𝑀𝑛 𝑀𝐼𝑁 |

|𝑀𝑛 𝑀𝐴𝑋 | ≥

1 5

Mn (MIN) = 220,41 kN.m (Momen negatif pada lapangan)

Mn (MAX) = 713,12 kN.m (Momen negatif pada tumpuan)

220,41

(64)

5.1.2. Penulangan Geser Balok A. Input Perhitungan

Balok yang ditinjau berlokasi pada lantai 2 bangunan dengan L (bentang kotor) = 6,25 m

dan memanjang ke arah y. Kode untuk balok ini adalah : Balok 415.

1. Tulangan Geser :

- Diameter Tul. Geser = 8 mm

2. Tulangan Utama/Lentur :

- Diameter Tul. Utama/Lentur = 25 mm

B. Analisis Perhitungan 1. Mencari VuGL & VuGR

Nilai VuGL &VuGR adalah gaya geser balok yang diakibatkan beban gravitasi (1,2 DL

+ 1,2 SDL) + 0,5 LL + 1,0 RLL. Sebelumnya dilakukan release joint pada balok dan

kolom.

Note :

RLL = Beban hidup atap.

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase V2

Text m Text KN

415 0 COMBO 4 -39.859

415 6.25 COMBO 4 39.653

Sehingga nilai :

(65)

2. Persyaratan SRPMM

Ø Vn > Vu

Nilai Vu dihitung dengan persamaan-persamaan berikut :

𝑉𝑢𝐿 = 𝑉𝑢𝐺𝐿+ (|𝑀𝑛𝐿

−_{| + 𝑀} 𝑛𝑅+

𝐿𝑛 ) 𝑑𝑎𝑛

Diketahui :

• VuGL = 39,859 kN • VuGR = 39,859 kN • MnL- = 713,12 kN.m • MnR+ = 524,33 kN.m

• Ln = 6250 – (700) = 5550 mm = 5,55 m

Sehingga didapatkan hasil :

𝑉𝑢𝐿 = 39,859 + (713,12 + 524,33_5,55 ) = 262,822 𝑘𝑁

VuL = VuR karena VuGL = VuGR

3. Sengkang Tumpuan

• Kontrol perlu/tidaknya penampang diperbesar

Kontrol terhadap penampang balok

𝑉𝑐 =1₆√𝑓′𝑐 𝑏. 𝑑

=1_{6 √30 𝑥 400 𝑥 639,5 = 233512 𝑁 = 233,51 𝑘𝑁}

(66)

Karena Vu =262,822 kN > 75,89 kN, maka pada bagian tumpuan perlu tulangan

geser.

• Mencari kuat geser yang disumbangkan beton :

Diketahui :

Dicoba sengkang 2 kaki dia. 8 mm sehingga:

•

A

s = 2 x ¼ x π x D2= 2 x 0,25 x π x82 = 100,53 mm2

Kontrol Jarak Sengkang (s) :

Menurut SNI-2847-2013 Pasal 21.2.4.2 Pada kedua ujung balok,sengkang harus

(67)

struktur penumpu ke arah tengah bentang. Sengkang pertama harus ditempatkan

tidak lebih dari 50 mm dari muka komponen struktur penumpu. Spasi sengkang

tidak boleh melebihi yang terkecil dari (a), (b), (c), dan (d):

a. d/4 = 639,5/4 = 159,875 mm

b. 8do (diameter tulangan longitudinal terkecil) = 8 x 25 mm =200 mm

c. 24do (diameter tulangan sengkang) = 24 x 8 = 192 mm

d. 300 mm

Pada Pasal 23.3.4.3 nilai spasi sengkang tidak boleh melebihi d/2 sepanjang panjang balok (d/2 = 319,75 mm).

Sehingga dipakai s = 159,875 mm untuk bagian tumpuan.

Jumlah dan jarak sengkang :

Untuk tumpuan diambil ¼ dari bentang bersih

¼ Ln = 0,25 x (5550-(2 x 0,05) ) = 1387,475 mm

Jumlah Sengkang

Jumlah sengkang = 1387,475

159,875 = 8,67~9

Jarak Sengkang

Jarak sengkang = 1387,475

9 = 154,16 ~ 100 𝑚𝑚

(68)

𝑉𝑢𝑅𝑚𝑖𝑛 = 𝑉𝑢𝐿𝑚𝑖𝑛 = 39,653 + (−713,12 + 524,33_5,55 ) = −183,104 𝑘𝑁

VuR min = VuL min = 183,104 kN

Dengan menggambar bidang gaya geser VuR min = VuL min dan VuR = VuL maka didapat

Vu dilapangan. Gambar bidang gaya geser tersebut disajikan pada Gambar 5.x.

Gambar 5.x. Bidang gaya geser envelope.

Didapatkan juga gambar bidang gaya geser envelope akibat dua gaya tersebut.

Sehingga nilai Vu di lapangan = 242,9 kN

Keterangan :

1 mm = 0,1 kN

Menghitung Vc (Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton)

Vc = 1

6𝑥 √𝑓′𝑐𝑥 𝑏𝑤 𝑥 𝑑 = 1

(69)

Menghitung Vs (Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh baja tulangan)

Kontrol terhadap penampang balok

𝑉𝑐 =1₆√𝑓′𝑐 𝑏. 𝑑 Kontrol terhadap penampang balok:

φ( Vc + f .b .d

Karena Vu = 242,9 kN <758,90 kN, maka penampang tidak perlu diperbesar. • Kontrol perlu/tidaknya penampang diperbesar



Karena Vu =242,9 kN > 75,89 kN, maka pada bagian tumpuan perlu tulangan geser.

Diketahui :

• Vs = 90,354 kN = 90354,38 N

•

Ø

= 0,75

(70)

𝑉𝑠 = 𝐴𝑠 𝑥 𝑓_𝑠𝑦𝑣 𝑥 𝑑=

90354,38 = 100,53 𝑥 400 𝑥 639,5_𝑠 ; 𝑠 = 100,53 𝑥 400 𝑥 639,5_90354,38

𝑠 = 284,60 𝑚𝑚

Kontrol Jarak Sengkang (s) :

Menurut SNI-2847-2013 Pasal 21.2.4.2 Pada kedua ujung balok,sengkang harus

disediakan sepanjang panjang tidak kurang dari 2h diukur dari muka komponen struktur penumpu ke arah tengah bentang. Sengkang pertama harus ditempatkan

tidak lebih dari 50 mm dari muka komponen struktur penumpu. Spasi sengkang

tidak boleh melebihi yang terkecil dari (a), (b), (c), dan (d):

a. d/4 = 639,5/4 = 159,875 mm

b. 8do (diameter tulangan longitudinal terkecil) = 8 x 25 mm =200 mm

c. 24do (diameter tulangan sengkang) = 24 x 8 = 192 mm

d. 300 mm

Pada Pasal 23.3.4.3 nilai spasi sengkang tidak boleh melebihi d/2 sepanjang panjang balok (d/2 = 319,75 mm).

Sehingga dipakai s = 159,875 mm untuk bagian tumpuan.

Jumlah dan jarak sengkang :

Untuk tumpuan diambil ¼ dari bentang bersih

1/2 Ln = 0,5 x (5550-(2 x 0,05) ) = 2774,95 mm

Jumlah Sengkang

Jumlah sengkang = 2774,95

(71)

Jarak Sengkang

Jarak sengkang = 1387,475

18 = 154,16 ~ 150 𝑚𝑚

(72)

(73)

5.2. Analisa Penulangan Kolom

5.2.1. Prosedur Perbesaran Momen

1. Penentuan Jenis Lantai (Bergoyang atau Tidak Bergoyang)

Lantai dikatakan bergoyang jika persamaan di bawah terpenuhi :

𝑄 =∑𝑃𝑢 𝑥 ∆_𝑉_{𝑢𝑠 𝑥 𝐿𝑒}0 > 0,05

Keterangan :

• ∑Pu = Jumlah Pu kolom pada lantai yang ditinjau • ∆o = Perpindahan pusat massa

• Vus = Jumlah gaya lateral kolom pada lantai yang ditinjau • Le = Panjang teoritis kolom

Nilai ∑Pu, ∆o, Vus ditinjau dengan kombinasi pembebanan pengaruh beban gravitasi dan

gempa arah x maupun y yang dikalikan faktor amplifikasi Ω0 (kekuatan lebih sistem

penahan gaya seismik). Kombinasi yang digunakan adalah sebagai berikut :

• Arah x : (1,2+0,2SDs)DL + 0,5LL ± Ω0 (Qex+0,3Qey) • Arah y : (1,2+0,2SDs)DL + 0,5LL ± Ω0 (0,3Qex+Qey)

Diketahui :

(74)

Gambar 5.x. Lokasi kolom 1436 yang ditinjau.

∑Pu :

• ∑Pux : Gaya aksial terfaktor pada kolom-kolom di lantai 2 akibat kombinasi

(75)

Tabel 5.4. Jumlah gaya aksial terfaktor (Pux) pada kolom lantai 2 akibat kombinasi pembebanan

(1,2+0,2SDs)DL + 0,5LL ± Ω0 (Qex+0,3Qey)

• ∑Puy : Gaya aksial terfaktor pada kolom-kolom di lantai 2 akibat kombinasi

beban gravitasi dan gempa dominan arah y tersaji pada Tabel 5.5.

Frame Station OutputCase CaseType StepType P Frame Station OutputCaseCaseType StepType P

Text m Text Text Text KN Text m Text Text Text KN

1613 0 COMBO 26 Combination Min -1091.94 1481 0 COMBO 26CombinatioMin -519.189

-23876.6 -13711

TABLE: Element Forces - Frames TABLE: Element Forces - Frames

Total Total

(76)

Tabel 5.5. Jumlah gaya aksial terfaktor (Puy) pada kolom lantai 2 akibat kombinasi pembebanan

(1,2+0,2SDs)DL + 0,5LL ± Ω0 (0,3Qex+Qey)

Dari Tabel 5.4. dan 5.5. didapatkan :

∑Pux = 37587,471 kN

∑Puy = 50125,74 kN

∆x :Nilai simpangan/perpindahan pusat massa arah x pada lantai 2

• ∆x = rata-rata simpangan lantai 3 - rata-rata simpangan lantai 2

= 0,0374179 m – 0,0186183 m = 0,0187996 m

∆y:Nilai simpangan/perpindahan pusat massa arah y pada lantai 2

• ∆y = rata-rata simpangan lantai 3 - rata-rata simpangan lantai 2 TABLE: Element Forces - Frames TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType StepType P Frame Station OutputCaseCaseType StepType P

-31532.1 -18594

Total Total

(77)

= 0,0112750 m – 0,0056120 m = 0,0056630 m

Vus :

• ∑Vux : Geser horizontal terfaktor pada suatu tingkat N akibat kombinasi beban

gravitasi dan gempa dominan arah x tersaji pada Tabel 5.6.

Tabel 5.6. Jumlah gaya horizontal terfaktor (Vux) pada kolom lantai 2 akibat kombinasi pembebanan (1,2+0,2SDs)DL + 0,5LL ± Ω0 (Qex+0,3Qey)

Frame Station OutputCaseCaseType StepType V3 Frame Station OutputCaseCaseType StepType V3

1547 0 COMBO 2CombinatioMax 413.762 1484 0 COMBO 2CombinatioMax 405.021

(78)

Tabel 5.7. Jumlah gaya horizontal terfaktor (Vuy) pada kolom lantai 2 akibat kombinasi pembebanan (1,2+0,2SDs)DL + 0,5LL ± Ω0 (0,3Qex+Qey)

Dari Tabel 5.6. dan 5.7. didapatkan :

∑Vux = 25254,07 kN

Frame Station OutputCaseCaseType StepType V2 Frame Station OutputCaseCaseType StepType V2

16530.6 8489.48

Total Total

(79)

𝑄𝑦 = ∑𝑃𝑢𝑦 𝑥 ∆0𝑦_𝑉𝑢 𝑦 𝑥 𝐿𝑒 =

50125,74 x 0,0056630

25020,124 x 4 = 0,00283

≤ 0,05 (𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘 𝑏𝑒𝑟𝑔𝑜𝑦𝑎𝑛𝑔)

2. Penentuan Jenis Kolom

Kolom yang ditinjau adalah kolom 1436 yang terdapat pada lantai 2.

Gambar 5.x. Kolom 1436 yang ditinjau. • b = 500 mm ; h = 700 mm

• Le = 4000 mm

• Kolom yang ditinjau, kolom atas dan di bawahnya punya dimensi dan panjang yang sama, sehingga nilai EIkA, EIk, EIkB pada sumbu yang sama punya nilai yang sama • Balok arah x dan y punya dimensi yang sama namun bentang yang berbeda.

Untuk Lantai Tidak Bergoyang

Jika 𝑘𝑙𝑢

𝑟 < 34 − 12 𝑀1

(80)

(81)

(82)

Nilai k (nomogram) = 0,76

(a)Rangka tidak bergoyang (b) Rangka bergoyang

Gambar 5.x. Nomogram faktor panjang efektif (k)

Dari nomogram pada Gambar 5.x. didapat nilai k :

• kx (biru) = 0,95, dan • ky (merah) = 0,97 𝑘𝑙𝑢

𝑟 (𝑥) =