ANALISA STRUKTUR DAN ELEMEN BALOK GEDUNG AKIBAT BEBAN STATIK EQUIVALEN BERDASARKAN PERATURAN GEMPA 2012
ANALYSIS OF THE STRUCTURE AND ELEMENTS OF THE BUILDING BEAM AS A
RESULT OF STATIC LOAD EQUIVALEN BASED SEISMIC REGULATIONS IN 2012
Putri Pebrianti Rahman, M.W. Tjaronge, Abdul Rachman Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar
Alamat Korespondensi Putri Pebrianti Rahman Fakultas Teknik Jurusan Sipil
Universitas Hasanuddin Makassar, 90245 Hp : 08977844263
ANALISA STRUKTUR DAN ELEMEN BALOK GEDUNG AKIBAT BEBAN STATIK
EQUIVALEN BERDASARKAN PERATURAN GEMPA 2012
Putri Pebrianti Rahman
1,M.W. Tjaronge
2, Abdul Rachman
2ABSTRAK
:
Analisa struktur dan elemen balok gedung akibat beban statik equivalen berdasarkan
peraturan gempa 2012 ini bertujuan untuk mengevaluasi kekuatan struktur pada gedung akibat
beban statik equivalen serta menganalisa kapasitas elemen balok akibat beban gempa. Beban yang
dianalisis meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa, yang mengacu pada Beban
Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain (SNI 1727:2013) dan Standar
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2012). Analisis
perencanaan ketahanan struktur gedung terhadap gempa dilakukan dengan metode analisa statik
equivalen. Metode analisa statik equivalen adalah suatu cara analisis statik struktur, dimana
pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban-beban statik horisontal untuk menirukan
pengaruh gempa yang sesungguhnya akibat gerakan tanah. Struktur terdiri dari 11 lantai (8 lantai
eksisting dan 3 lantai penambahan). Analisis struktur gedung menggunakan analisis numerik
dengan tinjauan tiga dimensi. Dari hasil analisis numerik menunjukkan bahwa pada konstruksi
gedung yang ada sekarang tidak terdapat kegagalan yang artinya struktur mampu memikul beban
yang diberikan.
Kata Kunci : Analisa Statik Equivalen,Beban Gempa, Balok
Abstract :
Analysis of the structure and elements of the building beam as a result of static load
equivalent based seismic regulations in 2012 aimed to evaluate the strength of the structure of the
building as a result of equivalent static loads and analyze the capacity of beam elements due to
the earthquake load
. The loads are analyzed including dead load, live load, and earthquake load
refer to Minimum Load of Building Design and Other Structure (SNI 1727:2013) and Standard
Design of Earthquake Durability for Building Structure (SNI 1726:2012).
Analysis of resilience
planning building structure against earthquakes do with the method of equivalent static analysis.
Equivalent static analysis method is a way of static analysis of structure, where the influence of
earthquakes on structures regarded as static horizontal loads to simulate real effect due to
earthquake ground motion. The structure consists of 11 floors ( 8 floors of the existing 3-storey
additions ).
The analysis of building structure using numerical analysis with review three
dimentions. From the results of numerical analysis show that the construction of the building
there now , which means there is no failure of the structure is able to bear the burden given.
Keywords: Analysis Static Equivalen, Earthquake load, Beam
2 Dosen Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. 1 Mahasiswa Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
PENDAHULUAN
Pada saat ini, pembangunan di kota besar menitiberatkan pada bangunan-bangunan bertingkat tinggi. Hal ini dikarenakan keterbatasan lahan yang ada di kota-kota besar dan dimaksudkan agar suatu kota mampu menampung konsentrasi penduduk yang padat serta menciptakan sarana dan prasarana bagi penduduk.
Dalam merencanakan sebuah bangunan tahan gempa harus memperhatikan konsep kolom kuat- balok lemah dimana kolom-kolom dirancang lebih kuat daripada baloknya. Mengapa harus kolom kuat balok lemah ? sederhananya, dalam struktur portal/ frame kolom adalah komponen struktur yang menopang balok, lantai, seluruh beban di lantai , dan beban lantai-lantai di atasnya. Sedangkan balok hanya komponen struktur yang menopang dan mendistribusikan beban- beban di lantai tersebut menuju kolom-kolom. Kalau sampai kolom runtuh, maka runtuhlah seluruh system struktur di atasnya. Tapi jika balok yang runtuh maka kerusakan awal hanya terjadi di bagian balok itu saja kemudian merambat ke elemen balok yang lain dan seterusnya dan seterusnya hingga struktur benar-benar runtuh ketika tidak lagi kuat menahan beban (dalam hal ini beban geser akibat gempa).
Lemahnya struktur akibat perencanaan struktur yang tidak mengacu pada kaidah perencanaan struktur tahan gempa serta lemahnya pengawasan pada saat pelaksanaan pekerjaan bangunan dapat mengakibatkan terjadinya kegagalan struktur.
Berdasarkan hal tersebut, maka penelitian ini dibatasi sebagai berikut :
a. Struktur yang dianalisis merupakan struktur beton bertulang pada gedung dalam hal ini pada elemen struktur balok.
b. Peninjauan gempa dilakukan dengan menggunakan analisa gempa statik equivalen.
c. Perhitungan gaya-gaya dalam struktur dihitung dengan menggunakan program SAP 2000 V.14.1
Adapun pedoman-pedoman yang digunakan sebagai acuan yaitu :
- Peraturan Pembebanan Indonesia 1989
- Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain SNI 1727-2013
- Persyaratan Beton Strutural untuk Bangunan Gedung SNI 2847: 2013. - Standar Perencanaan Ketahanan
Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI-1726-2012.
- Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002.
METODOLOGI PENELITIAN
Secara garis besar alur prosedur penelitian dapat dilihat pada flowchart berikut ini :
Literatur review dan survey lapangan
Pengumpulan Data : - Dimensi elemen struktur - Material Properties
Analisis SAP 2000 Metode Statik Equivalen
Mulai
Flowchart Penelitian PEMBAHASAN
MODEL STRUKTUR
Pada tugas akhir ini data-data teknis yang digunakan dalam analisis berdasarkan Defailed Engineering Design ( DED) sebagai berikut :
- Lokasi bangunan : KotaMakassar - Jenis bangunan : Perkantoran
- Konstruksi bangunan : Beton bertulang - Jenis tanah : Tanah lunak
- Mutu Beton (fc’) : 20 MPa - Mutu Tulangan (fy) : 390 MPa - Dimensi struktur : Tinggi = 48,1 m Plat = 12 cm Balok = 40x60 cm Kolom Lt.Basemant-Lt. 4 :80x80 cm Kolom Lt.Basemant-Lt. 4 :80x80 cm Kolom Lt. 5 – Lt. 8 : 60x60 cm Kolom Lt. 9 – Lt.atap : 40x40cm Perhitungan Beban Gravitasi Pada Struktur
Perhitungan beban mati dan beban hidup hanya dilakukan untuk beban yang bekerja di plat lantai dan plat atap sedangkan berat sendiri struktur
akan akan dihitung otomatis oleh program SAP 2000 V. 14.1
Adapun beban mati dan beban hidup yang bekerja pada tiap lantai adalah sebagai berikut
a. Berat Lantai Basement Beban Mati - Plat lantai 12 cm = 0,7 x 0,7 x 45 x 0,12 x 2400 = 671.846 kg - Kolom 80x80 = 0,8 x 0,8 x 4,5 x 44 x 2400 = 304.128 kg - Kolom 70x70 = 0,7 x 0,7 x 4,5 x 17 x 2400 = 89.964 kg - Balok arah y 40x60 = 0,4 x 0,6 x 7,2 x 9 x 2400 = 37.324 kg - Balok arah x 40x60 = 0,4 x 0,6 x 7,2 x 5 x 2400 = 20.726 kg +
Total beban mati lantai basement 1.123.999,2 kg
Beban Hidup
- Beban hidup perkantoran = 7,2 x 7,2 x 45 x 250 = 583.200 kg
Total beban hidup lantai basement = 583.200 kg
Total beban mati dan beban hidup (W1) = 1.123.999,2 kg + 583.200 kg = 1.707.199,2 kg b. Berat Lantai 1 Beban Mati - Plat lantai 12 cm = 7,2 x 7,2 x 45 x 0,12 x 2400 = 671.846 kg - Kolom 80x80 = 0,8 x 0,8 x 5 x 44 x 2400 = 337.920 kg - Kolom 70x70 = 0,7 x 0,7 x 5 x 17 x 2400 = 99.960 kg - Balok arah y 40x60 = 0,4 x 0,6 x 7,2 x 9 x 2400 = 37.324 kg - Balok arah x 40x60 = 0,4 x 0,6 x 7,2 x 5 x 2400 = 20.726 kg - Platfond, ducting AC = 7,2 x 7,2 x 45 x 34 = 79.315 kg - Dinding partisi = 7,2 x 7,2 x 45 x 150 = 349.920 kg + Total beban mati lantai Lantai 1
1.597.053,7 kg Beban Hidup
- Beban hidup perkantoran = 7,2 x 7,2 x 45 x 250 = 583.200 kg
Total beban hidup lantai basement = 583.200 kg
Total beban mati dan beban hidup (W2) Hasil Analisis
- Momen kapasitas penampang balok
Kesimpulan
Selesai A
= 1.597.083,7 kg + 583.200 kg = 2.180.253,7 kg
c. Berat Lantai 2 dan 3 Beban Mati - Plat lantai 12 cm = 7,2 x 7,2 x 45 x 0,12 x 2400 = 671.846 kg - Kolom 80x80 = 0,8 x 0,8 x 4 x 44 x 2400 = 270.336 kg - Kolom 70x70 = 0,7 x 0,7 x 4 x 17 x 2400 = 79.968 kg - Balok arah y 40x60 = 0,4 x 0,6 x 7,2 x 9 x 2400 = 37.324 kg - Balok arah x 40x60 = 0,4 x 0,6 x 7,2 x 5 x 2400 = 20.726 kg - Platfond, ducting AC = 7,2 x 7,2 x 45 x 34 = 79.315 kg - Dinding partisi = 7,2 x 7,2 x 4 x45 x 150 = 349.920 kg + Total beban mati lantai Lantai 2 dan 3 1.509.477,7 kg Beban Hidup
- Beban hidup perkantoran = 7,2 x 7,2 x 45 x 250 = 583.200 kg
Total beban hidup lantai basement = 583.200 kg
Total beban mati dan beban hidup (W3/4)
= 1.509.477,7 kg + 583.200 kg = 2.092.677,7 kg
d. Berat Lantai 4, 5, 6, 7 dan 8 Beban Mati - Plat lantai 12 cm = 7,2 x 7,2 x 24 x 0,12 x 2400 = 447.898 kg - Kolom 70x70 = 0,7 x 0,7 x 4 x 36 x 2400 = 159.936 kg - Balok arah y 30x50 = 0,3 x 0,5 x 7,2 x 9 x 2400 = 23.328 kg - Balok arah x 30x50 = 0,3 x 0,5 x 7,2 x 3 x 2400 = 7.776 kg - Platfond, ducting AC = 7,2 x 7,2 x 24 x 34 = 52.876 kg - Dinding partisi = 7,2 x 7,2 x 4 x 24 x 150 = 223.280 kg + Total beban mati lantai Lantai 4,5,6,7 dan 8 925.125,7 kg
Beban Hidup
- Beban hidup perkantoran = 7,2 x 7,2 x 24 x 250 = 583.200 kg
Total beban hidup lantai basement = 583.200 kg
Total beban mati dan beban hidup (W4 s.d. W8)
= 925.125,7 kg + 583.200 kg = 1.508.325,7 kg
e. Berat Lantai 9 dan 10 Beban Mati - Plat lantai 12 cm = 7,2 x 7,2 x 24 x 0,12 x 2400 = 447.898 kg - Kolom 60x60 = 0,6 x 0,6 x 3,6 x 36 x 2400 = 99.878 kg - Balok arah y 30x50 = 0,3 x 0,5 x 65 x 8 x 2400 = 93.321 kg - Balok arah x 30x50 = 0,3 x 0,5 x 22 x 4 x 2400 = 62.208 kg - Platfond, ducting AC = 7,2 x 7,2 x 24 x 34 = 52.876 kg - Dinding partisi = 7,2 x 7,2 x 3,6 x 24 x 150 = 223.280 kg + Total beban mati lantai Lantai 9 dan 10 880.026,18 kg Beban Hidup
- Beban hidup perkantoran = 7,2 x 7,2 x 24 x 250 = 583.200 kg
Total beban hidup lantai basement = 583.200 kg
Total beban mati dan beban hidup (W9 dan W10)
= 880.026,18 kg + 583.200 kg = 1.383.226,18 kg
f. Berat Lantai Atap Beban mati - Plat lantai 12 cm = 7,2 x 7,2 x 6 x 0,12 x 2400 = 89.580 kg - Kolom 40x40 = 0,4 x 0,4 x 3,6 x 12 x 2400 = 19.354 kg - Balok arah y 30x50 = 0,3 x 0,5 x 43 x 2 x 2400 = 31.144 kg - Balok arah x 30x50 = 0,3 x 0,5 x 7,2 x 7 x 2400 = 18.144 kg +
Total beban mati lantai Lantai atap 158.181 kg
Beban Hidup
- Beban hidup perkantoran = 7,2 x 7,2 x 6 x 250 = 77.760 kg
Total beban hidup lantai basement = 77.760 kg
Total beban mati dan beban hidup (W11) = 158.181 kg + 77.760 kg
Berikut gaya statik ekivalen yang bekerja pada setiap lantai, yang dapat di tabelkan sebagai berikut :
Tabel 1 Gaya Statik Ekivalen Tiap Lantai
Tabel 2 Rekapitulasi Perbandingan Momen Kapasitas Balok pada lapangan dan analisis SAP
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pembahasan pada Bab IV dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu:
1. Dari hasil analisa elemen struktur dengan analisa numerik, dapat disimpulkan pada konstruksi struktur yang ada sekarang tidak terdapat kegagalan yang artinya struktur mampu memikul beban yang diberikan.
2. Kontrol dimensi balok pada perhitungan dikategorikan aman. Hal ini dikarenakan nilai ρ yang diperoleh dalam analisis perhitungan tidak lebih besar dari ρmaks sehingga tidak perlu dilakukan revisi penampang.
DAFTAR PUSTAKA
Peraturan Pembebanan Indonesia 1989
.
Tin gka t Wi (kg) Hi (m) Wi.h i FX V Ju ml ah joi n tia p la nt ai (n) FX tiap joint (kg) (kg ) (kg) Ar ah X 10 0% Ar ah Y 30 % 11 (at ap) 1.383. 226,10 45, 5 62. 936 .79 1 92. 511 ,65 1091 93,3 6 40 ,0 0 23 50, 2 70 5, 06 10 1.383. 226,10 41, 5 57.4 03.8 86 84. 378 ,76 193. 572, 12 40 ,0 0 21 38, 94 64 1, 68 9 1.508. 325,70 37, 5 56.5 62.2 14 83. 141 ,57 276. 713, 69 40 ,0 0 21 02, 03 63 0, 61 8 1.508. 325,70 33, 5 50.5 28.9 11 74. 273 ,14 350. 986, 83 40 ,0 0 18 71, 67 56 1, 5 7 1.508. 325,70 29, 5 44.4 95.6 08 65. 404 ,70 416. 391, 53 40 ,0 0 16 35, 55 49 0, 67 6 1.508. 325,70 25, 5 38.4 62.3 05 56. 536 ,27 472. 927, 80 40 ,0 0 14 10, 95 42 3, 29 5 1.508. 325,70 21, 5 32.4 29.0 03 47. 667 ,83 520. 595, 64 40 ,0 0 11 80, 59 35 4, 18 4 2.180. 253,70 17, 5 38.1 54.4 40 56. 083 ,73 576. 679, 37 51 ,0 0 10 77, 29 32 3, 19 3 677,70 2.092. 13,5 28.2 51.1 49 41. 526 ,75 618. 206, 12 51 ,0 0 78 3,3 45 23 5 2 2.092. 677,70 9,5 19.8 80.4 38 29. 222 ,53 647. 428, 65 57 ,0 0 47 6,6 03 14 2, 98 1 1.707. 199,20 4,5 7.68 2.39 6,4 11. 292 ,46 658. 721, 11 53 ,0 0 22 1,3 76 66 ,4 13 18.616 .830,3 0 431. 311. 387 TIPE BAL OK
TUMPUAN LAPANGAN KONTROL analisi s SAP AKT UAL analisi s SAP AKT UAL TUM PUA N LAPA NGA N BI1 40X6 0 21976 2766, 40 54747 9529, 74 20128 8145, 00 42996 2546, 16 OK OK BI3 30X5 0 44235 7391, 00 23167 2130, 55 51285 678,0 0 23167 2130, 55 Not OK OK BI5 25X5 0 22445 2417, 00 22428 9089, 54 59911 65,61 22428 9089, 54 Not OK OK BI6 20X3 0 76933 007,0 0 35885 623,0 0 30296 774,9 8 35885 623,0 0 Not OK OK BA1 30X5 0 24635 4662, 00 23167 2130, 55 29579 058,8 1 23167 2130, 55 Not OK OK BA2 25X4 0 11842 7466, 20 13643 4413, 33 94307 44,72 13643 4413, 33 OK OK B02 30X5 0 38787 52,63 23167 2130, 55 - - OK - B03 40X4 0 13880 20,95 20009 4656, 64 - - OK - B14 25X4 0 23718 6929, 20 13195 7951, 65 89649 69,90 10327 3831, 04 Not OK OK B04 25X5 0 41850 20,87 17616 6451, 65 - - OK -
