materi 2 pemilihan kriteris desain

(1)

by Aman 1

BAB IV

PEMILIHAN KRITERIA DESAIN

• Tujuan

• Kombinasi Beban berfaktor

• Wilayah Gempa (WG)

• Hubungan Wilayah Gempa dan R esiko Gempa

• Ketentuan Umum Syarat Pendetai lan

• Jenis Tanah Setempat

• Katagory Gedung

• Konfigurasi Struktur Gedung

• Sistem Struktur

• Perencanaan Sistem Gedung

• Beban Gempa

• Syarat Kekakuan Komponen Struk tur

• Pengaruh (P-Δ)

• Waktu Getar Alami Fundamental ( T

1)

• Ditrbusi dari V

• Eksentritas Rencana ed

• Pembatasan Penyimpangan Latera l

• Pengaruh Arah Pembebanan Gem pa

• Kompatibilitas Deformasi

(2)

by Aman 2

1. Tujuan

 Persyaratan umum analisa dan desain bangunan kena beban

gempa sesuai SNI 2847 pasal 23

 Ketentuan penting desain gempa sesuai SNI 1726  Mengetahui desain prosedure

 Batasan desain mempertimbangkan pengaruh :

 Wilayah gempa ( WG )  Jenis tanah setempat

 Katagori fungsi gedung ( occupancy)  Konfigurasi

(3)

by Aman 3

Tabel 4-1 Kombinasi -Pembebanan

Rumus Beban Kombinasi

(4)

4.2 Kombinasi Beban Berfaktor

(4)

by Aman 4

4.3 Wilayah Gempa

BACK

(5)

by Aman 5

(6)

by Aman 6

Kode Resiko Gempa

ACI Low Moderate High

UBC Zone 0 & 1 Zone 2A & 2B Zone 3 & 4 PGA=0.075 g PGA=0.15-0.20g PGA=0.30-0.40g

SNI 2847 Rendah Menengah Tinggi

SNI 1726 WG 1 & 2 WG 3 & 4 WG 5 & 6 PGA=0.03-0.10g PGA=0.15-0.20g PGA=0.25-0.30g Tabel 4.2 Ketentuan Resiko Gempa ACI/UBC dan SNI 2847

(7)

by Aman 7

Tabel 4.3 Perencanaan dan Syarat Pendetailan

Resiko

Gempa Wilayah Gempa

Berlaku SNI 2847 pasal 3 s/d 20

Rendah 1 & 2 SRPM, Rangka plat kolom dan dinding

struktur --- ---Meneng

ah 3 & 4 Dinding Geser SRPM dan Rangka plat kolom ---Tinggi 5 & 6 --- --- SRPM

Dinding struktur

SRPM = Struktur rangka Pemikul Momen

(8)

by Aman 8

(9)

by Aman 9

Katagori Gedung Faktor Keutamaan

I₁ I₂ I Gedung umum seperti untuk penghunian,

perniagaan dan perkantoran 1.0 1.0 1.0 Monumen dan bangunan monumental 1.0 1.6 1.6 Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit,

instalasi air bersi, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalasm keadaan darurat, fasilitas radio dan telivisi

1.4 1.0 1.4

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti

gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun 1.6 1.0 1.6 Cerobong, tangki diatas menara 1.5 1.0 1.5 Catatan :

Untuk semua struktur bangunan gedung yang izin penggunaanya diterbitkan sebelum berlakunya standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat dikalikan 80%

SPBL = Sistem Pemikul Beban Lateral

4.7 Katagori Gedung

(10)

by Aman 10

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

by Aman 17

(18)

by Aman 18

Sistem Dinding Penumpu :

Sistem Dinding Rangka

Siatem Rangka Pemikul Momen

Sistem Ganda ( Dual System)

(19)

(20)

by Aman 20

SISTEM DINDING PENUMPU

 _{Dinding penumpu memikul hampir seluruh beban lateral, beban} gravitasi dinding ini sebagai dinding struktural (DS).

 _{Di wilayah gempa (WG) 5, 6 dinding struktural ini didesain khusus} (DSK) sesuai SNI 2847 pasal 23.6 dan berlaku pasal 3 s/d 20.

 _{Di WG (3,4), tidak dituntut detail spesial}

SISTEM RANGKA GEDUNG

 Beban lateral dipikul oleh dinding struktutral. Di WG( 5,6 )harus didesain sesuai pasal 23.6 sbagai dinding struktural beton khusus (DSBK). Selain memenuhi pasal 3 s/d 20

 Di WG rendah tak perlu desain khusus

(21)

by Aman 21

SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN (SRPM)

Ada 3 jenis SRPM (tabel 3) yaitu ;

SRPMB (sistem rangka pemikul momen biasa), WG (1, 2), sesuai pasal 23.8 SRPMM (sistem rangka pemikul momen menengah) untuk WG (3, 4)

SRPMK (sistem rangka pemikul momen khusus) penggunaan SRPMK di wilayah gempa WG (5,6 )dan sesuai detail pasal 23.2 s/d 23.7

SISTEM GANDA ( DUAL SISTEM)

Ada 3 ciri dasar :

1. SRPM memikul beban gravitasi

2. Beban lateral dipikul oleh DS dan SRPM (min 25 %) beban geser V 3. DS dan SRPM dapat memikul V secara proposional berdasarkan

(22)

by Aman 22

WG

Syarat Sistem struktur

SDP

SRG

SRPM

SG

1 & 2

DSBB

SRPMB+

_DSBB

SRPMB

3 & 4

DSBB

SRPMB+

DSBB

SRPMM

SRPMM+

DSBB

5 & 6

DSBK

SRPMB+

DSBK

SRPMK

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

by Aman 27

4.10 Perencanaan Struktur Gedung

Prosedur Statik Ps 7

Prosedure Dinamik nps 6.1

Struktur yang tak memenuhi psl 4.1.2 ditetapkan sebagai struktur

yang tak beraturan yang dianlisa dengan prosedure dinamis Ps 7

terdiri dari :

• Anlisis respon dinamis.

• Analisis Raam Spektrum Respons

• Analisisi Responns Dinamik Riwayat Waktu

(28)

by Aman 28

C

₁

Nilai faktor response gempa yang didapat dari

spektrum respon Gempa Rencana untuk waktu getar

alami fundamental , tergantung wilayah gempa

seperti pada gambar 2 SNI 1726.

I = Faktor keutamaan seperti pada tabel 1.

Dan W

_t

: beban gravitasi (D+L).

Sedangkan R diambil dari tabel 3.

4.11 Beban Gempa

(29)

(30)

by Aman 30

Pengaruh retak dierhitungkan untuk kinerja layan (Δs). Untuk itu momen inersia yang digunakan lebih kecil (Ig) kali faktor efektivitas

KOMPONEN I RETAK

Balok 0.30 I_g

Kolom 0.70 Ig

Dinding tidak retak 0.70 Ig

Dinding retak 0.35 Ig

Pada plat dasar dan lantai

dasar 0.25 Ig

Luas 1.0 Ag

4.12 Faktor Kekakuan Komponen Struktur

( Syarat Pemodelan)

(31)

by Aman 31

Untuk gedung lebih tinggi 40 m, P-Delta diperhitungkan

( SNI_1726) psl 5.7

• Rasio momen sekunder terhadap momen primer

> 0.10 pengaruh P-Δ diperhitungkan (UBC

1630.1.3)

• P-Δ tak diperhitungkan bila Δs (layan) ≤ 0.02 hi /R,

untuk WG 3, 4 yang identik WG(5,6)

• Bila R besar Kontrol P-Δ perlu diperhitungkan

primer sekunder

M

_{= momen sekunder / momen primer}

4.13 Pengaruh (P-Δ)

(32)

by Aman 32

Pakai rumus empiris T = Ct (hn)3/4

Tak boleh > ξn, dimana ξ sesuai tabel 8 Tak boleh > 20 % Rumus Rayligh

4.14 Waktu Getar alami

BACK

(33)

by Aman 33

Bila rasio tinggi gedung dengan ukuran sisi denah searah beban gempa ≥ 3, maka 0.1 V dibebankan pada pusat masa paling atas dan sisanya 0.9 V dibagikan sepanjang tinggi gedung.



(34)

by Aman 34

4.16 EKSENTRSITAS RENCANA ed (SNI 1726

PASAL 5.4.3, DAN 5.4.4

Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat

(e) harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana e

d

.

Apabila ukuran horizontal terbesar denah struktur

gedung pada lantai tingkat itu, diukur tegak lurus

pada arah pembebanan gempa, dinyatakan

dengan b, maka eksentrisitas rencana e

d

harus

(35)

by Aman 35

4.16 EKSENTRSITAS RENCANA ed (SNI 1726

PASAL 5.4.3, DAN 5.4.4



Bila 0<e<0.3b maka

e

_d

= 1.5 e + 0.05 b atau

e

d

= e – 0.05 b



e>0.3 b maka

e

d

= 1.33e+ 0.1 b atau

(36)

by Aman 36

4.16 EKSENTRSITAS RENCANA ed (SNI 1726

PASAL 5.4.3, DAN 5.4.4



Dalam perencanaan struktur gedung

terhadap pengaruh Gempa Rencana,

eksentrisitas rencana e

d

antara pusat

massa dan pusat rotasi lantai tingkat

menurut Ps 5.4.3. harus ditinjau baik dalam

analisis static, maupun dalam analisis

(37)

Pembatasan Penyimpangan lateral (SNI

1726 Ps. 8 )

Menurut SNI 1726 Pasal 8, simpangan antara

tingkat akibat pengarah Gempa Nominal

dibedakan dua macam yaitu



Kinerja Batas Layan



Kinerja Batas Ultimit

(38)

by Aman 38

Kinerja batas layan (KBL) ≤

_R hi

03 . 0

atau ≤ 30 mm

Pembatasan

ini

bertujuan

mencegah

terjadinya

pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan

disamping menjaga kenyamanan penghuni

(39)

by Aman 39

Kinerja Ultimate (KBU) ≤ 0.75 R (KBL)

Dan ≤0.02 h

_i

Pembatasan Penyimpangan lateral (SNI

1726 Ps. 8 )

(40)

4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN

GEMPA

SNI 1726 Pasal 5.8.2 menetapkan bahwa

pengaruh pembebanan searah sumbu utama

harus dianggap terjadi bersamaan dengan 30

% pengaruh pembebanan dalam arah tegak

lurus pada arah utama pembebanan tadi.

(41)

4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN

GEMPA

UBC Section 1633.1 memberi kemudahan 2

cara menggabung 2 pengaruh pembebanan

diatas yang diatur oleh SNI sebagai berikut :



Disain komponen dengan 100 % beban

disain gempa pada satu arah ditambah 30 %

beban disain gempa dari arah tegak lurus

(42)

4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN

GEMPA

UBC Section 1633.1 memberi kemudahan 2

cara menggabung 2 pengaruh pembebanan

diatas yang diatur oleh SNI sebagai berikut :



Gabung pengaruh beban gempa dari 2 arah

orthoganal tersebut dari hasil akar dua dari

jumlah kwadrad masing masing beban.

(43)

4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN

GEMPA



UBC membebaskan ketentuan ini bila

beban aksial kolom akibat beban gempa

yang bekerja pada masing-masing arah

ternyata lebih kecil dari 20 % kapasitas

beban aksial kolom.

(44)

4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN

GEMPA

UBC Section 1633.1 memberi kemudahan 2

cara menggabung 2 pengaruh pembebanan

diatas yang diatur oleh SNI sebagai berikut :



Gabung pengaruh beban gempa dari 2 arah

orthoganal tersebut dari hasil akar dua dari

jumlah kwadrad masing masing beban.

(45)

by Aman 45

Kelompok kolom yang menahan

beban lateral < 10 %

dianggap tidak

merupakan bagian dari SPBL.

Tapi harus dapat menahan terhadap

simpangan inelastis

sebesar

**(R/1.6)*Δ**

_s

(simpangan gempa nominal)

_,

dari SPBL agar tetap stabil

memikul beban gravitasi

Simpangan tadi lebih besar

simpangan antar tingkat ( 0.0025 h

_i

)

atau lebih besar Δ

_M

(46)

by Aman 46

Pasal 23.9 berlaku untuk WG 3 sampai 6. Tujuan mampu memikul

beban gravitasi

dan beban Δ antar tingkat (

story drift

)

Syarat deformasi kompatibilitas ( Deformation Com patibilty

Requirement)

Pendetailan balok dan kolom tergantung pada besar M(Δ) dan

V(Δ) yang timbul oleh simpangan Δm =( R*Δs)/1.6 dibanding

dengan Mu dan Vu

4.20 KOMPONEN RANGKA YANG TIDAK MEMIKUL BEBAN LATERAL (SNI 2847 ( pasal 23.9)

(47)

by Aman 47

Bentuk pendetailan pada balok dan kolom:



Syarat tulangan ( As, ρ

_g

)



Syarat confinement (A

_sh

, s)



Syarat no brittle failure ( V

_e

)

(48)

by Aman 48

MOMEN PROBABILITAS (SNI 2847 pasal

23.3.4.1 dan 23.4.5.1)

 M_pr untuk menetapkan Ve balok dan kolom

 _{Tujuan kuat geser > kuat lentur mencegah kegagalan getas}  M_pr dihitung dengan Fs = 1.25 fy pada tulangan terpasang

diujung balok dan Ф=1  _{Mpr kolom Mbal-kolom}