ABSTRAK
Analisis Joint Balok Kolom dengan Metode SNI 2847-2013 dan ACI
352R-2002 pada Hotel Serela Lampung
Eddy Ristanto
NPM : 1215011030
(Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil)
Dalam perencanaan struktur bangunan gedung beton bertulang yang tahan gempa, daerah hubungan balok-kolom merupakan daerah kritis yang perlu didesain benar-benar akurat sehingga mampu mendisipasi energi dengan baik pada saat terjadi gempa. Kemampuan hubungan balok-kolom untuk berdeformasi pada daerah inelastik memberikan struktur dengan daktilitas baik, sehingga mampu meminimalisasi kerusakan yang terjadi akibat goyangan gempa bumi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis desain hubungan balok-kolom pada Gedung Hotel Serela Lampung, yang mengacu pada, SNI 2847-2013 dan Metode ACI 352R-2002 Dalam analisis yang dilakukan, gaya geser yang ada pada joint hubungan balok kolom lebih besar dari pada gaya geser yang terdapat pada balok dan kolom. Oleh sebab itu diperlukan tulangan geser diantara hubungan tersebut. Dari tinjauan yang ada ukuran kolom dan balok sudah mencukupi untuk memikul gaya geser yang terjadi. Terdapat perbedaan hasil tinjauan antara metode perencanaan SNI 2847-2013 dan metode ACI 352R-2002. Dari hasil didapat gaya geser dengan SNI 2847-2013 untuk tinjauan interior, roof interior, eksterior, roof eksterior, corner, dan roof corner secara berurutan sebagai berikut: 1682,544 KN; 1380,365 KN; 607,759 KN; 364,932 KN; 607,759 KN; 364,932 KN. Sedangkan metode ACI 352R-2002 sebagai berikut: 1712,750 KN; 1440,799 KN; 632,642 KN; 413,498 KN; 632,642 KN; 413,498 KN. Jadi dapat disimpulkan kedua metode perencanaan tersebut aman namun metode perencanaan ACI 352R-2002 lebih tinggi tingkat keamanannya dan dari segi efisiensi metode perencanaan SNI 2847-2013 lebih besar tingkat efisiensinya .
ABSTRACT
Beam Column Conection Analysis with Method SNI 2847-2013
and ACI 352R-2002 on Serela Hotel Lampung
Eddy Ristanto
NPM : 1215011030
(Faculty of Engineering, Majoring Civil Engineering Program)
In terms of structural design of reinforced concrete buildings for earthquake-resistant, the beam column conection is a critical area that needs to be accurately designed properly so that the area is able to dissipate energy in the event of an earthquake. The ability of beam-column joint to deform in the inelastic region provides a structure that has a good ductility, so as to minimize the damage caused by earthquake shaking.This study aimed to analyze the relationship beam-column design at Building Serela Lampung Hotel , which refers to SNI 2847-2013 and Methods ACI 352R-2002
In the analysis, the existing shear force on beam-column joint relationship is greater than the shear forces that are on the beams and columns. Therefore it is necessary that the relationship between the shear reinforcement. From a review of existing columns and beam size is sufficient to carry the shear forces that occur. There are differences between the results of the review of planning method SNI 2013 and methods ACI 352R-2002. From the results obtained with SNI 2847-2013 shear force to review the interior, roof interior, exterior, roof exterior, corner, and roof corner sequentially as follows: 1682.544 KN; 1380.365 KN; 607.759 KN; 364.932 KN; 607.759 KN; 364.932 KN. While the method of ACI 352R-2002 as follows: 1712.750 KN; 1440.799 KN; 632.642 KN; 413.498 KN; 632.642 KN; 413.498 KN. Although both methods are considered safe in the planning of the object of study Serela Lampung Hotel but in general planning methods ACI 352R-2002 a higher level of safety and efficiency in terms of planning method SNI 2847-2013 even greater levels of efficiency.
ANALISIS
JOINT
BALOK KOLOM DENGAN METODE
SNI 2847-2013 DAN ACI 352R-2002 PADA HOTEL
SERELA LAMPUNG
Oleh
EDDY RISTANTO
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakutas Teknik Universitas Lampung
FAKUTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 01 Juni 1994. Penulis merupakan putra keempat dari pasangan H.Suyatno. dan Hj Mursilah. Penulis memulai jenjang pendidikan dari Taman Kanak-Kanak Bina Ananda Palembang pada tahun 1999 dan
melanjutkan pendidikannya di SD Negeri 147 Palembang pada tahun 2000-2006. Penulis melanjutkan sekolah di SMP Negeri 26 Palembang pada tahun 2006-2009. Pada jenjang pendidikan yang lebih tinggi penulis melanjutkan sekolahnya di SMA Negeri 6 Palembang pada tahun 2009-2012.
Penulis terdaftrar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN Undangan pada tahun 2012. Penulis selama di bangku kuliah aktif di dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Lampung (HIMATEKS UNILA) sebagai Kepala Devisi Penelitian Himateks Periode 2014 – 2015. Selama menjadi mahasiswa teknik sipil Universitas Lampung penulis dan tim pernah mengikuti dan menjadi Finalis Lomba Beton Nasional ICEF 2014
Halaman Persembahan
Sebuah karya kecil ini aku persembahkan untuk :
Orang tua dan keluarga ku yang selalu ada disampingku, mendukungku dan mendoakanku.
Untuk semua guru-guru dan dosen-dosen yang telah mengajarkan banyak hal kepadaku. Terima kasih untuk ilmu, pengetahuan, dan pelajaran hidup yang
sudah diberikan.
Orang yang ku sayang, sahabat, teman – teman yang selalu memberi semangat, dukungan dan masukan selama ini.
Untuk teman-teman spesialku, keluarga baruku, rekan seperjuanganku, Teknik Sipil Universitas Lampung Angkatan 2012. Kalian luar biasa.
Dan,
Thanks to
Ayah dan Ibu tercinta yang tak henti – hentinya memberikan semangat, motivasi, dukungan serta do’a dalam penyelesaian skripsi ini;
Kakak dan Mbak ku, Aprianto, Sri Hartawati, Chandra Kusuma, Nopianti, Rian
Kurniawan dan Urip Wulandari yang selalu menjadi kebanggaanku dan penyemangatku;
Keponakan ku, Chia, Chila, Dhea, Aurel, dan Areen yang selalu memberi
kebahagiaan tersendiri ;
Keluarga besarku yang aku sayangi yang selalu memberikan semangat;
Sahabat terbaikku : Florince, Danu Wahyudi, Ratna Hidayati, Sherliana,
Mutiara Prestika, Bagus Bimantara, Vidya Annisah Putri, Andriyana, Susi Suryanta N, Rahmad Efendy, Risqon Septian dan Ikko Rasita sari
Keluarga Sipil Unila Angkatan 2012 yang luar biasa. Abang-abang dan
mbak-mbak serta Adik tingkat yang telah memberi dorongan tersendiri
Keluarga baru Dipasena Sejahtera Ayah, Ibu, Bapak Wawan Raswan, Bapak
Boleh jadi kamu membenci sesuatu, Padahal ia amat baik bagimu,
dan boleh jadi (pula) kamu menyukai sesuatu, Padahal ia amat buruk
bagimu; Allah mengetahui, sedang kamu tidah mengetahui.
(QS. Al-Baqarah : 216)
Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.
(QS. Al Insyirah : 6)
Sesungguhnya Allah besama orang-orang yang sabar
(QS. Al-Baqarah 153)
Berpikir selama sejam lamanya lebih baik pada beribadah setahun
lamanya
(HR.Abu Hurairah)
Jangan katakan pada Allah bahwa kita punya masalah, tapi katakan
pada masalah bahwa kita punya Allah.
(Sultan Muhammad Al
–
Fatih)
Kegagalan akan menjadi suatu masalah yang berarti jika tidak
bangkit dan berusaha memperbaikinya, dan ingatlah kegagalan
adalah cara Tuhan mengajarkan tentang pantang menyerah,
kesabaran, kerja keras dan percaya diri bukan menjadikan kelemahan
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia serta ridho-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Skripsi dengan judul
“Analisis Joint Balok Kolom Dengan Metode SNI 2847-2013 dan ACI 352R-2002 Pada
Hotel Serela Lampung” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
di Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Prof. DR. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Lampung;
2. Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung;
3. Bapak Suyadi, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I, Ibu Ir. Laksmi Irianti, M.T., selaku Dosen Pembimbing II, atas kesediaan waktunya memberikan bimbingan, pengarahan, serta ilmu yang sangat berharga dalam proses penyelesaian skripsi ini;
4. Bapak Ir. Surya Sebayang, M.T, selaku Dosen Penguji skripsi, terimakasih atas saran-saran yang diberikan dan masukannya;
5. Bapak Ir. Syukur Sebayang., M.T.,selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Bapak dan Ibu Staf Administrasi dan semua pegawai Jurusan Teknik Sipil
Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung;
8. Teman-teman spesialku, keluarga baruku, rekan seperjuanganku, Teknik Sipil Universitas Lampung Angkatan 2012, Flo, Susi, Mutiara, Ratna, Sherli, Vidya, Laras, Danu, Restu, Bagus, Pras, Andriyana, Andriansyah, Risqon, Vera, Merida, Tasia, Philipus, George, Lexono, Kevin, Febrian, Fita, Icha, Ikko, Della, Rizca, Milen, Lidya, Windy, Meutia, Dea, Martha, Tiffany, Selvia, Respa, Amor, Feby, Tyka, Zaina, Ana, Cindy, Rahmi, Aini, Hasna, Mutya, Arra, Ratih, Dita, Citra, Anca, Arya, Faizin, Firdaus, Giwa, Hedi, Hermawan, Kevin, Ariansyah, Lutfi, Naufal, Made, Adit, Susanto, Wahyuddin, Oktario, Rahmat, Taha, Arga, Robby, Soleh, Yota, Yudi, Ical, Yance, Abi, Aziz, Aden, Afif, Aryodi, Datra, Edwin, Fadli, Fajar, Fazri, Fikri, Yuda, Rinaldi, Indrawan, Anugrah, Ginanjar, Reno, Rio, Tristia, Victor, Wiwid, Yogi.
9. Adik – adik dan Kakak Tingkat Teknik Sipil Unila terutama bang Zainal dan Adhitia Resi yang telah banyak membantu.
Akhir kata penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua, Amin.
Bandarlampung, Agustus 2015 Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR TABEL ... vii
NOTASI ... x
I. PENDAHULUAN A.Latar Belakang ... 1
B.Rumusan Masalah ... 2
C.Batasan Masalah ... 3
D.Tujuan Penelitian ... 4
E. Manfaat Penelitian ... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA A.Balok ... 5
B.Kolom ... 9
C.Pertemuan Sambungan Balok Kolom ... 12
D.Peraturan Perencanaan Sambungan Balok Kolom ... 16
E. Pembebanan ... 29
A.Pendekatan Penelitian ... 52
B.Lokasi Penelitian ... 52
C.Data Penelitian ... 52
D.Prosedur Penelitian ... 55
E. Kerangka Penelitian ... 56
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A.Penjelasan Umum ... 57
B.Pembebanan ... 58
C.Pemodelan Struktur ... 90
D.Analisis Tinjauan Berdasarkan Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung SNI 2847:2013 ... 115
E. Analisis Tinjauan Berdasarkan American Concrete Institute Aci 352R 2002 ... 143
F. Pembahasan Perbandingan ... 168
V. MATODOLOGI PENELITIAN A. Kesimpulan ... 177
B.Saran ... 180
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Nilai Koefisien γ untuk Hubungan Sambungan Balok Kolom ... 26
Tabel 2. Besarnya Beban Mati ... 30
Tabel 3. Besarnya Beban Hidup ... 30
Tabel 4. Besarnya Beban Angin (Dinding) Eksopure B ... 34
Tabel 5. Besarnya Beban Angin (Dinding) Eksopure C ... 35
Tabel 6. Besarnya Beban Angin (Dinding) Eksopure D ... 36
Tabel 7. Faktor Amplifikasi Fa Percepatan Response Spectrum ... 39
Tabel 8. Faktor Amplifikasi Fv Percepatan Response Spectrum ... 39
Tabel 9. Kategori Resiko dan Faktor Keutamaan Gempa ... 44
Tabel 10.Koefisien Modifikasi Response ... 45
Tabel 11. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x ... 46
Tabel 12. Parameter Nilai K ... 47
Tabel 13. Besar Akibat Beban Dinding ... 59
Tabel 14. Besar Beban Terpusat Akibat Beban Kolom Praktis ... 60
Tabel 15. Pembacaan Beban Angin untuk Dinding ... 62
Tabel 16. Pembacaan Beban Angin untuk Dinding ... 65
Tabel 17. Data N-SPT ... 68
Tabel 18. Pembacaan Faktor Amplifikasi Fa ... 69
Tabel 20. Hasil Perhitungan Response Spectrum Bandar Lampung ... 72
Tabel 21. Perhitungan Berat Lantai dak lift Beban Mati ... 73
Tabel 22. Perhitungan Berat Lantai Atap Beban Mati ... 74
Tabel 23. Perhitungan Berat Lantai 7 Beban Mati ... 74
Tabel 24. Perhitungan Berat Lantai 6 Beban Mati ... 76
Tabel 25. Perhitungan Berat Lantai 5 sampai Lantai 2 Beban Mati ... 77
Tabel 26. Perhitungan Berat Lantai 1 Beban Mati ... 79
Tabel 27. Perhitungan Berat Lantai Mazzanine Beban Mati ... 80
Tabel 28. Perhitungan Berat Lantai Dasar Beban Mati ... 82
Tabel 29. Perhitungan Berat Lantai Basemant Beban Mati ... 83
Tabel 30. Akumulasi Berat Lantai ... 85
Tabel 31. Perhitungan Kekakuan Struktur ... 86
Tabel 32. Pembacaan Nilai Ct dan X ... 88
Tabel 33. Distribusi Gaya Gempa ... 90
Tabel 34. Tipe dan Dimensi Kolom ... 93
Tabel 35. Hasil Analisis Periode dengan SAP 2000 ... 112
Tabel 36. Perbandingan Hasil Periode dengan Rumus Empirid dan Program SAP 2000 ... 112
Tabel 37. Hasil Gaya Aksial dengan Program SAP 2000 ... 113
Tabel 38. Hasil Gaya Geser dengan Program SAP 2000 ... 114
Tabel 39. Hasil Perbandingan Gaya Geser ... 168
Tabel 40. Gaya Geser dalam Sambungan Balok Kolom ... 170
Tabel 42. Tegangan Geser yang dipikul Beton dalam Sambungan Balok
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Keruntuhan Balok Beton Bertulang ... 6
Gambar 2. Tegangan Regangan Balok Beton Bertulang ... 6
Gambar 3. Tegangan Regangan Kolom Beton Bertulang ... 10
Gambar 4. Geometris Sambungan Balok Kolom Interior ... 14
Gambar 5. Geometris Sambungan Balok Kolom Eksterior ... 14
Gambar 6. Pola Retak Hubungan Balok Kolom ... 16
Gambar 7. Geser Desain Untuk Balok dan Kolom ... 17
Gambar 8. Ilustrasi Sambungan Balok Kolom SNI 2847 2013 ... 18
Gambar 9. Ilustrasi Sambungan Balok Kolom ACI 352 2002... 23
Gambar 10.Gambar Respons Spectrum berdasarkan SNI 1726:2012 ... 40
Gambar 11. Gempa Maksimum yang direncanakan (ss) SNI 1726 2012 ... 48
Gambar 12. Gempa Maksimum yang direncanakan (s1) SNI 1726 2012 ... 49
Gambar 13. Denah Hotel Serela Lampung ... 53
Gambar 14. Data SPT Hotel Serela Lampung ... 54
Gambar 15. Diagram Alir Penelitian ... 56
Gambar 16. Transfer Beban Angin Kondisi A Tipe 1 ... 61
Gambar 17. Transfer Beban Angin Kondisi A Tipe 2 ... 62
Gambar 18. Transfer Beban Angin Kondisi B Tipe 1 ... 64
Gambar 20. Grafik Response Spectrum Kota Bandar Lampung ... 73
Gambar 21. Potongan Hotel Serela Lampung ... 91
Gambar 22. Denah Hotel Lantai Typikal 2-6 Hotel Serela Lampung ... 92
Gambar 23. Detail Penulangan Kolom ... 94
Gambar 24. Detail Penulangan Balok ... 94
Gambar 25. Detail Penulangan Tie Beam ... 94
Gambar 26. Pemodelan Material Beton K-300 ... 96
Gambar 27. Tegangan Regangan Material Beton K-300 ... 96
Gambar 28. Pemodelan Material Beton K-350 ... 97
Gambar 29. Tegangan Regangan Material Beton K-350 ... 97
Gambar 30. Pemodelan Material Baja fy 400 ... 98
Gambar 31. Tegangan Regangan Material Baja fy 400 ... 99
Gambar 32. Pemodelan Material Baja fy 240 ... 99
Gambar 33. Tegangan Regangan Material Baja fy 240 ... 100
Gambar 34. Pemodelan Balok 650 x 300 ... 100
Gambar 35. Pemodelan kolom K-4 ... 101
Gambar 36. Pemodelan Plat Lantai ... 102
Gambar 37. Pemodelan Plat Sebagai Rigid Diafragm ... 102
Gambar 38. Pemodelan Tangga Type 1 ... 103
Gambar 39. Pemodelan Struktur Bangunan (SAP Ver.14) ... 103
Gambar 40. Define Load Petterns ... 104
Gambar 41. Pemodelan Beban Pada Plat Lantai ... 104
Gambar 42. Pemodelan Beban Dinding ... 105
Gambar 44. Pemodelan Beban Hidup Lantai ... 106
Gambar 45. Pemodelan Beban Angin Kondisi A1 ... 107
Gambar 46. Pemodelan Beban Statik Ekivalen ... 107
Gambar 47. Pemodelan Response Spektrum ... 108
Gambar 48. Pemodelan Kombinasi Pembebanan ... 108
Gambar 49. Kombinasi Pembebanan 1 dan 2 ... 109
Gambar 50. Kombinasi Pembebanan 3a dan 3b ... 109
Gambar 51. Kombinasi Pembebanan 3c dan 3d ... 109
Gambar 52. Kombinasi Pembebanan 4a dan 4b ... 110
Gambar 53. Kombinasi Pembebanan 4c dan 4d ... 110
Gambar 54. Kombinasi Pembebanan 5a dan 5b ... 110
Gambar 55. Kombinasi Pembebanan 5c dan 5d ... 111
Gambar 56. Kombinasi Pembebanan 6a dan 6b ... 111
Gambar 57. Kombinasi Pembebanan 6c dan 6d ... 111
Gambar 58. Grafik Perbandingan Gaya Geser ... 169
Gambar 59. Grafik Gaya Geser dalam Sambungan Balok Kolom ... 170
Gambar 60. Grafik Tegangan Geser dalam Sambungan Balok Kolom ... 171
Gambar 61. Tegangan Geser yang dipikul Beton dalam Sambungan Balok Kolom ... 173
Gambar 62. Grafik Luas Tulangan dalam Sambungan Balok Kolom ... 174
Gambar 63. Grafik Jarak Tulangan dalam Sambungan Balok Kolom ... 175
NOTASI
a = Tinggi benda tegangan pada beton Ab = Luas dasar struktur
Ach = Luas inti penampang kolom Ag = Luas penampang beton Ai = Luas badan dinding geser Aj = Luas penampang efektif As = Luas tulangan tarik As’ = Luas tulangan tekan
Ash = Luas tulangan transversal yang disyaratkan Ast = Luas total tulangan longitudinal
b = Lebar muka tekan komponen struktur
bc = Lebar inti kolom yang diukur dari as tulangan longitudinal kolom bj = Lebar efektif hubungan balok kolom
bw = Lebar badan
C = Resultan gaya tekan pada beton Cs = Koefisien response seismic Ct = Koefisien
Cvx = Faktor distribusi vertikal
d’ = Jarak dari serat tekan ke pusat tulangan tekan
db = Diameter tulangan Di = Panjang dinding geser di = Ketebalan lapisan E = Modulus Elastisitas Fa = Faktor amplifikasi Fv = Faktor amplifikasi f’c = Kuat tekan beton
fy = Kuat leleh tulangan baja H = Tinggi
h = Panjang penampang
hc = Tinggi efektif kolom pada hubungan balok kolom hi = Tinggi dinding geser
hi /hx = Tinggi dari dasar tingkat I atau x hj = Tinggi joint
hn = Ketinggian struktur h1, h2 = Tinggi kolom I = Inersia
I = Faktor keutamaan K = Kekakuan
k = Eksponen yang terikat pada struktur Ldh = Panjang Penyaluran
Mpr+ = Kekuatan lentur komponen struktur balok dengan perencanaan tulangan
tarik
Mpr- = Kekuatan lentur komponen struktur balok dengan perencanaan tulangan
tekan
�̅ = Nilai N-SPT rerata
ni = Nilia N-SPT lapisan Nn/Nu = Gaya aksial kolom
Pn = Kekuatan aksial nominal penampang Po = Kekuatan aksial nominal
R = Faktor modifikasi response s = Jarak antar tulangan transversal Sa = Spectrum response
SDS = Parameter percepatan response spectrum perioda pendek
SD1 = Parameter percepatan response spectrum perioda 1 detik
Sms = Parameter response spectrum perioda pendek
Sm1 = Parameter response spectrum perioda 1 detik
T = Resultan gaya tarik pada tulangan T = Perioda fundamental
Ta = Perioda fundamental pendekatan T0 = Perioda awal
V = Gaya geser dasar
V = Gaya lateral desai total atau geser di dasar struktur Vc = Gaya Geser
vn = Tegangan geser nominal joint Vu = Gaya geser terfaktor
vu = Tegangan geser ultimate W = Berat lantai
Wi/Wx = Bagian seismic efektif total struktur W yang dikenakan pada tingkat I dan x X = Koefisien
x = Selisih antara sisi terluar balok ke sisi terluar kolom x = Jumlah dinding geser dalam bangunan yang efektif Xb = Jarak serat atas ke garis netral
εs = Regangan pada baja
∅ = Faktor reduksi
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dewasa ini, pembangunan di wilayah Indonesia berkembang dengan sangat pesat. Banyaknya gedung–gedung yang dibangun membuat lahan yang tersedia semakin lama semakin sempit. Oleh karena itu, banyak daerah yang mulai membangun gedung–gedung bertingkat untuk mengatasi kekurangan lahan yang tersedia. Pembangunan gedung bertingkat saat ini sebagian besar menggunakan struktur beton bertulang. Struktur ini meliputi struktur plat, struktur balok dan struktur kolom. Antara struktur balok dan struktur kolom memiliki pertemuan sambungan di antara keduanya.
Karena pertemuan sambungan balok dan kolom merupakan daerah interaksi tegangan yang sangat tinggi akibat gaya gempa, maka perencanaan harus memperhatikan peraturan gempa yang ada. Di Indonesia peraturan gempa sudah ada sejak tahun 1966 sampai yang terbaru 2012.
Guna mendapatkan suatu struktur bangunan yang aman dan tahan terhadap bencana, terutama akibat gempa bumi, struktur harus didesain sedemikian rupa mematuhi kaidah atau aturan konstruksi yang sudah ada. Untuk peraturan dalam menganalisis pertemuan sambungan balok kolom meliputi: Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung SNI 2847:2013, dan Recommendations For Design of Beam-Column Connections In Monilithic Reinforced Concrete Structure ACI 352-2002. Peraturan-peraturan tersebut mengatur mengenai dasar-dasar pertemuan sambungan balok kolom struktur beton bangunan gedung.
B. Rumusan Masalah
C. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Peraturan pertemuan yang ditinjau meliputi:
a. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung SNI 2847:2013 b. Recommendations For Design of Beam-Column Connections In
Monilithic Reinforced Concrete Structure ACI 352-2002
2. Tinjauan pembebanan menggunakan peraturan Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan Struktur Lain SNI 1727:2013, yang
3. Kombinasi pembebanan berdasarkan peraturan pembebanan: Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan Struktur Lain SNI 1727:2013 antara lain
4. Beban gempa yang digunakan berdasarkan peraturan gempa berikut ini: a. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan
Gedung dan Non Gedung SNI 1726:2012
5. Data struktur bangunan yang digunakan merupakan data struktur pembangunan Hotel Serela Lampung.
6. Perhitungan gaya dalam struktur bangunan menggunakan bantuan program Structural Analysis Program 2000 (SAP 2000)
7. Tinjauan yang dianalisis hanya joint eksterior, roof eksterior, interior, roof interior, corner dan roof corner dengan gaya aksial tertinggi.
8. Dalam menganalisis struktur bangunan gedung Hotel Serela Lampung dengan menggunakan SAP 2000 tidak termasuk menganalisis pondasi, tetapi menganggap pondasi tersebut dengan asumsi bagian paling bawah ujung kolom merupakan tumpuan jepit.
D. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan suatu perencanaan pertemuan sambungan balok kolom dengan metode perencanaan SNI 2847:2012 dan metode perencanaan ACI 352-2002 yang efisien terhadap beban gempa pada Pembangunan Hotel Serela Lampung.
E. Manfaat Penelitian
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Balok
Balok beton adalah bagian dari struktur yang berfungsi sebagai penyalur momen menuju struktur kolom. Balok dikenal sebagai elemen lentur, yaitu elemen struktur yang dominan mememikul gaya dalam berupa momen lentur dan gaya geser.
Menurut Prof Widodo dalam buku “Analisis Tegangan Regangan” beton
memiliki sifat rangka yang terjadi pada beton yang dibebani secara tetap dalam jangka waktu yang lama. Oleh karena itu pada balok beton dikenal istilah short-term (immediate) deflection dan long-short-term deflection yang membuat lendutan
Lendutan adalah fungsi dari kekakuan yaitu perkalian antara modulus elastisitas beton Ec dengan inersia penampang I. lendutan itu harus dibatasi, karena berkaitan dengan kenyamanan dan seni dalam arsitektur. SNI beton 2013 dengan tegas menyebut dalam butir 9.5 terhadap Kontrol lendutan.
Perilaku keruntuhan yang dominan pada struktur balok pada umumnya adalah lentur, tentu saja itu akan terjadi jika resio bentang (L) dan tinggi balok (h) cukup besar. Jika rasionya kecil maka digolongkan sebagai balok tinggi (deep beam) keruntuhan geser dominan.
Apabila perilaku keruntuhan balok beton bertulang diatas dua tumpuan dapat digambarkan dalam bentuk kurva beban lendutan, maka bentuk kurva tersebut adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Keruntuhan Balok Beton Bertulang
Ada dua jenis keruntuhan balok beton bertulang yaitu: 1. Keruntuhan Lentur
Gambar 2. Tegangan Regangan Balok Beton Bertulang yang Menerima Momen Positif
Notasi:
εs = Regangan pada baja
C = Resultan gaya tekan pada beton T = Resultan gaya tarik pada tulangan As = Luas tulangan tarik
Berdasarkan gambar 2 dan untuk memudahkan perhitungan maka dipakai diagram tegangan persegi ekivalen maka
Resultan gaya tekan pada beton:
C = 0,85 f’c.b.a ...2.1
Dimana: C = Resultan gaya tekan pada beton f’c = Kuat tekan beton
b = lebar muka tekan komponen struktur a = Tinggi benda tegangan pada beton
Resultan gaya tarik pada tulangan:
T = As.fy (tulangan dianggap leleh) ...2.2 Dimana: T = Resultan gaya tarik pada tulangan
As = Luas tulangan tarik fy = Kuat leleh tulangan baja
Ditinjau penampang balok beton bertulang dalam kondisi under-reinforced, keruntuhan lentur dimulai dari tulangan baja yang mengalami leleh. Pada kondisi tersebut, momen nominal yang menyebababkan keruntuhan lentur dengan persamaan:
= � � − ...2.3
Dimana: Mn = Momen nominal As = Luas tulangan Tarik fy = Kuat leleh tulangan baja
Dengan:
=
, ′ ……….. 2.4Dimana: a = Tinggi balok tegangan persegi ekivalen As = Luas tulangan Tarik
fy = Kuat leleh tulangan baja f’c = Kuat tekan beton
b = Lebar muka tekan komponen struktur
2. Keruntuhan Geser
Gaya geser pada balok sepenuhnya dipikul oleh beton, sedangkan gaya Setelah terjadi retak geser lentur maka retak akan merambat sepanjang tulangan lentur, keretakan ini akan melepaskan lekatan tulangan memanjang dengan beton. Balok akan berperilaku seperti busur dua sendi, yang kemudian diakhiri dengan hancurnya beton tekan. geser nominal yang dapat disumbangkan beton adalah:
= √� ′ ……… 2.5
Dimana: Vc = Gaya Geser f’c = Kuat tekan beton bw = Lebar badan
B. Kolom
Berdasarkan SNI 2847 2013 Kolom adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi
Menurut SNI 2847-2013 ada empat ketentuan terkait perhitungan kolom:
1. Kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan.
2. Pada konstruksi rangka atau struktur menerus pengaruh dari adanya beban tak seimbang pada lantai atau atap terhadap kolom luar atau dalam harus diperhitungkan. Demilkian pula pengaruh dari beban eksentris.
3. Dalam menghitung momen akibat beban gravitasi yang bekerja pada kolom, ujung-ujung terjauh kolom dapat dianggap jepit, selama ujung-ujung tersebut menyatu (monolite) dengan komponen struktur lainnya.
Asumsi perencanaan berdasarkan grafik berikut ini:
Gambar 3. Tegangan Regangan Kolom Beton Bertulang
Notasi:
Pn = Kekuatan aksial nominal penampang b = Lebar muka tekan komponen struktur d = Jarak dari serat tekan ke pusat tulangan tarik
d’ = Jarak dari serat tekan ke pusat tulangan tekan
As’ = Luas tulangan tekan
As = Luas tulangan tarik f’c = Kuat tekan beton
Berdasarkan gambar 3 dan untuk memudahkan perhitungan maka didapat
Ast = Luas total tulangan longitudinal fy = Kuat leleh baja tulangan
As = Luas tulangan tarik baja
As’ = Luas tulangan tekan baja
C = Resultan gaya
Pn = Kekuatan aksial nominal penampang C = Resultan gaya
f’c = Kekuatan tekan beton Ag = Luas penampang beton
Kekakuan pada kolom dapat direncanakan dengan menggunakan persamaan dibawah ini:
= ………...……… 2.12
dimana : K = Kekakuan
E = Modulus Elastisitas I = Inersia
H = Tinggi
Adapun modulus elastisitas beton dapat dihitung menggunakan persamaan dibawah ini :
√�′ ………...……….……… 2.13
Dimana: f’c = Kuat Tekan Beton (MPa)
Dengan inersia penampang persegi dapat diambil dengan persamaan dibawah ini :
� = ℎ …………..………...……….……… 2.14
dimana : I = Inersia penampang b = lebar penampang h = Panjang penampang
C. Pertemuan Sambungan Balok Kolom
tegangan yang tinggi dari gaya gempa yang ada. Tulangan atas balok pada suatu sisi kolom mengalami tegangan tarik dan bersamaan dengan itu tulangan atas balok pada sisi yang lain mengalami tulangan tekan. Sedangkan tulangan bawah balok masing-masing mengalami tegangan yang sebaliknya.
Dalam buku “Reinforced Concrate Structure” oleh R.Park dan T. Pauly tahun
1983 memberikan syarat-syarat penting bagi pertemuan balok dan kolom pada struktur beton bertulang antara lain:
1. Harus menunjukan kualitas penampilan dari balok atau kolomnya
2. Mempunyai kekuatan yang minimal sama dengan kombinasi pembebanan paling berbahaya.
3. Kekuatanya tidak boleh mempengaruhi kekuatan struktur misalnya karena terjadinya degredasi kekuatan.
4. Mudah pelaksanaanya, baik pada pekerjaan pengecoran maupun pada saat pemadatannya.
Dengan memberikan perhatian yang sebaik-baiknya pada pertemuan balok dan kolom akan mencegah terbentuknya sendi plastis dan terjadinya kehancuran pada daerah pertemuan tersebut.
1. Interior
Gambar 4. Geometris Sambungan Balok Kolom Interior
2. Eksterior
Menurut Ratna Widyawati (2009) Retak awal (first crack) hubungan balok kolom terjadi pada saat beton telah melampaui regangan tarik maksimumnya akibat pembebanan. Setelah terjadi retak awal, maka kuat tarik beton maupun kuat geser beton akan bernilai nol, sehingga tulangan longitudinal maupun tulangan sengkang akan mengambil alih tugas beton untuk menahan gaya tarik maupun gaya gesernya.
Gambar 6. Pola Retak Hubungan Balok Kolom
D. Perarturan Perencanaan Pertemuan Sambungan Balok Kolom
Karena perencanaan pertemuan sambungan balok kolom merupakan hal yang sangat serius diperhatikan maka perkembangan peraturan khususnya di Indonesia semakin berkembang, tercatat peraturan awal dari peraturan perencanaan sambungan balok kolom diawali dari konsep PBI 1971 namun masih berupa pernyataan biasa. Mulai dari peraturan tahun PBI 1983, PBI 1988, peraturan SNI 2847:2002 sampai yang terakhir peraturan SNI 2847:2013 sudah merujuk pada evaluasi-evaluasi perencanaan. Adapun peraturan perencanaan pertemuan sambungan balok kolom pada penelitian ini sebagai berikut:
1. Pedoman Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung SNI
2847:2013
Gambar 7. Geser Desain untuk Balok dan Kolom
Catatan yang perlu diperhatikan terhadap gambar 7 diatas:
a. Arah gaya geser Ve, tergantung pada besaran relatif beban gravitasi dan geser yang dihasilkan oleh momen-momen ujung
b. Momen-momen ujung Mpr, berdasarkan pada tegangan tarik baja sebesar 1,25 fy.
c. Momen ujung kolom tidak perlu lebih besar dari momen ujung balok yang merangka kedalam joint balok kolom.
d. Harus memenuhi persyaratan dimana momen nominal kolom harus lebih besar dari 1,2 kali momen nominal balok
Gaya geser terfaktor yang bekerja pada hubungan balok-kolom, Vu, dihitung sebagai berikut:
a. Untuk joint interior
= , � + � ` � − ……….. β.15
b. Untuk joint eksterior (ambil nilai terbesar dari)
= , . � . � − ………..……….... β.16 = , . � `. � − ……….… β.17
dengan
fy = Tegangan leleh baja tulangan As = Luasan tulangan tarik balok
As’ = Luasan tulangan tekan balok
Vu = Gaya geser terfaktor
Vkol = Gaya geser pada kolom di sisi atas dan bawah hubungan balok kolom
Gaya geser pada kolom, Vkolom, dapat dihitung berdasarkan nilai Mpr−
dan Mpr+ dibagi dengan setengah tinggi kolom atas (h1) ditambah setengah tinggi kolom bawah (h2). Jika dituliskan dalam bentuk persamaan adalah:
= ℎ+++ℎ − ... 2.18
dimana: Vkol = Gaya geser kolom
Mpr+ = Kekuatan lentur komponen struktur balok dengan perencanaan tulangan tarik
Mpr- = Kekuatan lentur komponen struktur balok dengan perencanaan tulangan tekan
Menghitung Tegangan Geser Nominal dalam joint
= .ℎ ………. β.19
dengan: vn = Tegangan geser nominal joint Vu = Gaya geser terfaktor
bj = Lebar efektif hubungan balok kolom
hc = Tinggi efektif kolom pada hubungan balok kolom
seperti yang tertera pada gambar 8 lebar efektif kolom diambil nilai terkecil dari persamaan berikut ini:
a. Lebar balok ditambah tinggi joint
bj = b + hj ... 2.20 b. Dua kali jarak tegak lurus yang lebih kecil dari sumbu longitudinal
balok ke sisi kolom
bj = ≤b+2x ... 2.21
dengan: bj = Lebar efektif hubungan balok kolom
hj = Tinggi joint
b = Lebar Balok
x = selisih antara sisi terluar balok ke sisi terluar kolom
Nilai gaya geser Vn tidak boleh lebih besar dari persyaratan berikut ini: a. Untuk hubungan balok kolom yang terkekang pada keempat sisinya
maka
b. Untuk hubungan yang terkekang pada ketiga sisinya atau dua sisi yang berlawanan maka
, √�′ � (Mpa)... 2.23
c. Untuk hubungan lainnya maka
√�′ � (Mpa)... 2.24
dengan: f’c = Kuat tekan Beton Aj = Luas penampang efektif
Syarat tegangan geser maksimum harus memenuhi persyaratan berikut ∅ ≥ ...
Dimana: ∅ = Faktor reduksi
vn = Tegangan geser nominal vu = Tegangan geser ultimate
Menghitung tegangan geser yang dipikul oleh beton (vc)
= √[ , − , �` ]……….. 2.26
dengan: vc = Tegangan geser yang dipikul beton Nn,k = Gaya aksial kolom
Ag = Luas Penampang kolom f’c = kuat tekan beton
Tulangan transversal pada hubungan balok-kolom diperlukan untuk memberikan kekangan yang cukup pada beton, sehingga mampu menunjukkan perilaku yang daktail dan tetap dapat memikul beban vertikal akibat gravitasi meskipun telah terjadi pengelupasan pada selimut betonnya.
Merencanakan penulangan geser :
a. Bila Vn ≤ Vc digunakan tulangan geser minimum b. Bila Vn > Vc perlu tulangan geser
Luas total tulangan transversal tertutup persegi tidak boleh kurang daripada
� ℎ = , ′ ... 2.27
� ℎ = , ℎ− ′ ... 2.28
Dengan:
Ash = luas tulangan transversal yang disyaratkan
bc = lebar inti kolom yang diukur dari as tulangan longitudinal kolom Ag = luas penampang kolom
Ach = luas inti penampang kolom f’c = Kuat tekan beton
fy = kuat leleh tulangan baja
s = jarak antar tulangan transversal
Sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 23.4.4.(2) disyaratkan bahwa tulangan transversal diletakkan dengan spasi tidak lebih dari: (1) 0,25 kali dimensi terkecil struktur,; (2) 6 kali diameter tulangan longitudinal, (3) sesuai persamaan
= + −ℎ ... 2.29
Panjang penyaluran batang tulangan pada beton normal tidak boleh kurang dari 8 db, 150 mm dan panjang dapat didekati dengan persamaan:
ℎ = , √ ′ ... 2.30
dimana: Ldh = Panjang Penyaluran
fy = Tegangan leleh baja tulangan db = diameter tulangan
f’c = Kuat tekan beton
2. Pedoman American Concret Institute 352-2002 (ACI352-2002)
Gambar 9.Ilustrasi Sambungan Balok Kolom ACI 352-2002
a. Type 1 = untuk pembebanan statis dimana kekuatan menjadi kreteria utama dan tidak diharapkan terjadinya deformasi
b. Type 2 = untuk pembebanan gempa atau ledakan, dimana dibutuhkan kekuatan yang dipertahankan melalui tegangan bertukar kedalam daerah inelastis.
Didalam laporan tersebut membedakan hubungan sambungan balok kolom yakni:
a. Pertama = pertemuan sambungan balok kolom dengan kolom yang menerus
b. Kedua = pertemuan sambungan balok kolom dengan satu tumpuan kolom
Umumnya pertemuan tipe satu hanya membutuhkan daktilitas nominal saja, tetapi tipe 2 membutuhkan daktilitas yang berarti seperti yang diisyaratkan peraturan gempa. Adapun perecanaanya sebagai berikut:
Menghitung gaya geser horizontal yang melalui joint a. Untuk joint sebelah dalam (Interior)
b. Untuk joint sebelah luar (Eksterior) (Ambil nilai terbesar)
dimana: fy = Kekuatan leleh tulangan baja Mu = Momen ultimate
Asb = Momen nominal hc = Tinggi kolom
Sedangkan tegangan geser nominal dihitung berdasarkan persamaan berikut:
= ℎ ... 2.39
dimana: vn = Tegangan geser nominal
Gaya geser Vn tidak lebih dari persamaan berikut
= , √�′ ℎ ... 2.40
dimana: Vn = Gaya geser nominal yang melalui joint
= koefisien hubungan banlok kolom yang tertera
pada tabel 1.
f’c = kuat tekan beton
bj = lebar efektif hc = lebar kolom
Tabel. 1 Nilai Koefisien γ untuk Hubungan Sambungan Balok Kolom
klasifikasi Tipe Hubungan
B. Sambungan dengan satu tumpuan kolom
Lebar efektif dihitung berdasarkan nilai terbesar dari tiga persyaratan
dimana: bb = lebar penampang balok bc = Lebar penampang kolom
Syarat tegangan geser maksimum harus memenuhi persyaratan berikut ∅ ≥ ...
Dimana: ∅ = Faktor reduksi
vn = Tegangan geser nominal vu = Tegangan geser ultimate
Menghitung tegangan geser yang mampu dipikul beton harus memenuhi persamaan berikut ini:
= , √�′ + ...
dimana: = Koofisien = 1,4 (untuk pertemuan tipe 1)
= 1 (untuk pertemuan tipe 2)
= Kooefisien = 1,4 (kolom menerus)
Perhitungan tulangan geser dirumuskan sebagai berikut: a. Bila Vn ≤ Vc digunakan tulangan geser minimum b. Bila Vn > Vc perlu tulangan geser
� ℎ = , ′ ... 2.45
� ℎ = , ℎ− ′ ... 2.46
dengan: Ash = Luas tulangan tranversal yang diisyaratkan S = Jarak antar tulangan transversal
bc = Lebar Inti Kolom
Ag = Luas Penampang Kolom f’c = Kuat tekan beton
Ach = Luas inti penampang kolom fy = Kuat leleh tulangan baja
Panjang penyaluran batang tulangan pada beton normal tidak boleh kurang dari 8 db, 150 mm dan panjang dapat didekati dengan persamaan:
ℎ = , √ ′ ... 2.47
dimana: Ldh = Panjang Penyaluran
fy = Tegangan leleh baja tulangan db = diameter tulangan
E. Pembebanan
Berdasarkan Kamus Besar Bahasa Indonesia, Pembebanan berarti proses, cara, perbuatan membebani atau membebankan. Dalam hal ini yaitu suatu proses atau cara membebankan suatu elemen struktur terhadap tinjauan tertentu. Tinjauan pembebanan dapat dibedakan menjadi:
1. Beban Mati
Berdasarkan SNI 1727:2013 Beban mati adalah seluruh beban
konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai,
atap, plafond, tangga, dinding partisi tetap, finishing, dan komponen
arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan. Dalam hal ini
dapat berupa:
a. Beban mati akibat berat sendiri
Beban mati didefinisikan sebagai beban yang ditimbulkan oleh elemen-elemen struktur bangunan; balok, kolom,,dan pelat lantai. Beban ini akan dihitung secara otomatis oleh program SAP 2000.
b. Beban mati tambahan
Beban mati tambahan didefinisikan sebagai beban mati yang
diakibatkan oleh berat dari elemen-elemen tambahan atau finishing
Tabel 2. Besarnya Beban Mati
Beban Mati Besar Beban
Beton Bertulang 2400 kg/m3 (23,544 KN/m3) Dinding dan Plesteran
Tebal 15 cm Tebal 10 cm
300 kg/m2 (2,943 KN/m2) 200 kg/m2 (1,962 KN/m2) Langit-Langit + Penggantung 18 kg/m2 (0,176 KN/m2) Lantai keramik 24 kg/m2 (0,235 KN/m2) Spesi Per cm tebal 21 kg/m2 (0,206 KN/m2) Mekanikal dan Elektrikal 25 kg/m2 (0,245KN/m2) Sumber : SNI 1727:1989 (disesuaikan)
2. Beban Hidup
Berdasarkan SNI 1727:2013 beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir atau beban mati.
Tabel 3. Besarnya Beban Hidup
Hunian atau Penggunaan Merata Psf (KN/m2)
Ruang Pertemuan
Ruang Makan dan Restoran 100 (4,79)
Garasi/Parkir Min 40 (1,92)
Adapun langkah-langkah perencanaan perhitungan beban angin sebagai berdasarkan SNI 1727:2013 dengan metode berikut:
1. Menentukan Kecepatan Angin Dasar, V
Kecepatan angin dasar harus ditentukan oleh instansi yang berwenang, namun dalam perencanaan kecepatan angin harus di rencanakan minimal sebesar 110 mph (49,1744 m/s)
2. Menentukan Parameter Beban Angin Kategori Eksopur
Eksposur B:Untuk bangunan gedung dengan tinggi atap rata-rata kurang dari atau sama dengan 30ft (9,1m), Eksposur B berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah, sebagaimana ditentukan oleh kekasaran permukaan B, berlaku diarah lawan angin untuk jarakyang lebih besar dari 1.500ft (457m).Untuk bangunan dengan tinggi atap rata-rata lebih besar dari 30ft (9,1m), Eksposur B berlaku bilamana kekasaran permukaan B berada dalam arah lawan angin untuk jarak lebih besar dari 2.600ft (792 m) atau 20kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar.
Eksposur C: Eksposur C berlaku untuk semua kasus di mana Eksposur B atau D tidak berlaku.
dan situs yang berada dalam jarak 600ft (183m)atau 20kali tinggi bangunan, mana yang terbesar, dari kondisi Eksposur D sebagaimana ditentukan dalam kalimat sebelumnya.
Untuk situs yang terletak di zona transisi antara katagori exposure, harus menggunakan hasil katagori di gaya angin terbesar.
Pengecualian: Eksposur menengah antara kategori sebelumnya diperbolehkan di zona transisi asalkan itu ditentukan oleh metode analisis rasional yang dijelaskan dalam literature.
3. Masuk ke tabel 4 unutuk menentukan tekanan neto dinding
a. Dari tabel untuk setiap Eksoposur (B,C,D) V, L/B dan h, tentukan Pn (angka atas) dan Po (angka bawah) tekanan dinding angin horizontal.
b. Distribusi tekanan dinding neto tertabulasi antara muka dinding di sisi angin datang dan di sisi angin pergi harus berdasarkan distribusi linier dari tekanan neto total dengan tinggi bangunan gedung dan tekanan dinding eksternal di sisi angin pergi dianggap terdistribusi merata sepanjang permukaan dinding di sisi angin pergi yang bekerja kearah luar pada 38% dari Ph untuk 1,0≤L/B≤β,0 dan 27% dari Ph untuk β,0≤L/B≤5,0. Tekanan dinding di sisi angin datang dan di sisi angin pergi tanpa memperhitungkan efek dari tekanan eksternal.
Tabel 4. Besarnya Beban Angin (Dinding) Eksopoure B
V(mph) 110 115 120 130 140 160 180 200
H(ft). L/B 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2
180 39,1 25,6 25,4 37,7 34,1 21,0 42,1 29,9 41,7 29,1 37,8 29,9 46,4 31,2 45,0 30,9 25,7 41,7 37,5 55,9 55,1 37,1 30,9 50,2 44,6 66,3 44,0 65,4 36,9 50,7 61,2 81,0 60,1 80,4 50,4 81,8 120,9 81,8 119,2 79,6 108,5 66,9 105,2 156,2 102,6 152,4 140,0 86,2 160 36,9 25,1 24,9 36,6 33,0 20,6 40,7 27,7 40,4 27,5 36,5 22,8 44,9 30,5 44,4 30,2 25,2 40,0 36,7 59,9 53,3 36,2 30,3 49,5 43,5 63,9 43,0 63,1 36,0 57,6 87,5 50,6 58,6 86,1 49,3 78,9 116,1 79,0 113,8 77,4 104,5 68,3 102,0 149,9 146,5 99,7 194,7 84,2 140 24,5 35,8 35,4 24,4 20,2 31,0 27,1 30,9 30,1 25,9 35,3 22,4 43,3 29,8 42,9 29,6 39,9 24,6 51,0 35,7 35,4 51,4 29,6 46,7 42,4 61,5 41,9 60,9 35,2 55,5 57,9 84,0 57,0 82,8 48,1 75,0 111,2 76,6 100,2 75,2 100,4 63,7 143,5 98,8 140,5 96,7 120,9 82,0 130 24,0 34,4 34,2 23,9 10,9 30,8 26,5 37,9 37,7 26,9 34,0 21,9 41,7 29,1 41,4 28,9 37,4 24,1 49,9 34,8 34,5 40,5 28,0 44,9 41,2 50,1 40,8 58,5 34,8 53,3 56,2 80,5 55,4 70,5 46,9 72,8 106,3 74,2 104,6 73,0 62,0 96,2 136,9 95,5 134,3 93,7 123,9 70,9 120 23,4 33,1 33,0 23,3 19,4 29,6 25,9 36,5 36,3 25,7 32,7 21,4 40,1 28,4 39,9 28,2 35,9 23,6 47,9 33,9 33,7 47,6 28,3 49,1 40,1 56,6 39,7 56,2 33,5 51,0 54,4 76,9 53,8 76,1 45,6 69,6 101,3 71,7 70,7 99,9 60,2 91,8 100,2 92,2 129,0 90,6 118,0 77,4 110 31,8 22,9 31,7 22,8 28,4 19,0 25,2 35,1 34,9 25,1 31,3 20,9 38,5 27,7 38,3 27,5 34,4 23,0 33,0 45,9 32,8 45,6 27,6 41,2 54,1 38,9 38,7 53,8 32,6 48,8 52,7 73,3 52,2 72,6 44,4 66,3 69,2 96,3 68,4 95,1 58,4 87,4 123,5 88,8 121,6 87,4 112,1 75,0 100 30,5 22,3 30,4 22,3 27,1 18,5 24,6 33,6 33,5 24,5 29,9 20,4 36,8 26,9 36,7 26,8 32,9 22,5 32,1 43,8 31,9 43,6 26,8 39,3 51,5 37,8 37,6 51,3 31,7 46,4 50,9 80,6 50,5 69,1 43,0 62,9 66,7 91,2 66,0 90,3 56,6 82,8 116,6 85,3 115,1 84,2 106,0 72,5 90 29,2 21,8 29,1 21,7 25,9 18,1 23,9 32,1 32,0 23,9 28,5 19,9 35,1 25,2 35,0 26,1 31,2 21,9 31,1 64,7 31,0 41,6 26,1 37,3 49,1 36,6 36,4 48,8 30,8 44,0 49,2 65,9 48,9 65,5 41,7 59,5 64,2 86,0 63,6 85,3 54,6 78,0 109,6 81,8 108,5 80,9 99,8 69,9 80 27,8 21,2 27,7 21,2 24,5 17,7 23,3 30,5 30,5 23,2 27,0 19,4 33,4 25,5 33,3 25,4 29,6 21,3 30,2 39,6 30,1 39,5 25,4 35,2 46,4 35,4 35,3 46,3 29,9 41,5 47,4 62,2 47,2 61,9 40,3 55,9 61,6 80,8 61,2 80,3 52,6 73,1 102,6 78,3 101,7 77,6 93,3 67,2 70 26,3 20,6 20,6 26,3 23,1 17,2 28,9 22,6 28,8 22,6 25,4 18,9 31,6 24,7 31,5 24,7 20,7 27,9 29,3 37,4 37,3 29,2 24,6 33,1 34,2 43,7 34,2 43,6 28,9 38,9 45,6 58,3 45,5 58,1 38,8 52,2 59,1 75,5 58,8 75,1 50,8 68,1 74,7 95,5 74,3 94,9 86,6 64,3 60 24,8 20,0 20,0 24,8 21,7 16,7 27,2 21,9 27,1 21,9 23,8 18,4 29,7 23,9 29,6 23,9 20,1 26,1 28,3 35,1 35,0 28,2 23,6 30,9 33,0 41,0 33,0 40,9 27,9 36,2 43,9 54,4 43,8 54,2 37,3 48,4 56,5 70,1 56,3 69,8 48,5 62,8 71,2 88,2 70,9 87,9 79,6 61,4 50 23,1 19,3 19,3 23,1 20,2 16,3 25,3 21,2 25,3 21,2 22,1 17,8 27,6 23,1 27,6 23,1 19,5 24,2 27,3 32,6 32,6 27,3 23,0 28,6 31,8 38,0 31,8 38,0 26,9 33,4 42,0 50,3 42,0 50,2 35,8 44,5 54,0 64,5 53,8 64,4 46,3 57,4 67,6 80,9 67,5 80,7 72,5 58,6 40 21,5 18,8 18,7 21,5 18,6 15,8 23,5 20,5 23,5 20,5 20,4 17,4 25,6 22,4 25,6 22,4 18,9 22,3 26,4 30,2 30,2 26,4 22,4 26,3 30,7 35,1 30,7 35,1 26,1 30,7 40,5 46,3 40,4 46,2 34,6 40,7 51,7 59,2 51,7 59,1 44,5 52,3 64,6 73,9 64,5 73,8 65,7 55,8 30 19,6 18,1 18,1 19,6 16,9 15,4 21,4 19,8 21,4 19,8 18,5 16,8 23,3 21,5 23,3 21,5 18,4 20,2 25,3 27,5 27,4 25,3 21,6 23,8 29,5 31,9 29,5 31,9 25,2 27,7 36,7 41,9 36,7 41,9 33,2 36,6 49,3 53,4 49,3 53,4 42,5 46,8 61,4 66,5 61,3 66,4 58,5 53,1 20 17,5 17,2 17,2 17,5 15,1 14,8 19,2 18,8 19,2 18,8 16,6 16,2 20,9 20,5 20,9 20,5 17,7 18,1 24,1 24,5 24,5 24,1 20,8 21,2 28,0 28,5 28,0 28,5 24,2 24,7 36,7 37,3 36,7 37,3 31,7 32,4 46,6 47,4 46,6 47,4 40,4 41,3 57,8 58,8 57,7 58,8 51,4 50,3 15 16,7 16,7 16,7 16,7 14,5 14,5 18,2 18,2 18,2 18,2 15,8 15,8 19,9 19,9 19,9 19,9 17,3 17,3 23,3 23,3 23,3 23,3 20,3 20,3 27,1 27,1 27,1 27,1 23,6 23,6 35,4 35,4 35,4 35,4 30,9 30,9 44,9 44,9 44,9 44,9 39,3 39,3 55,6 55,6 55,6 55,6 48,7 48,7
4. Beban Gempa
Beban gempa adalah semua beban yang bekerja pada bangunan atau bagian bangunan dari pergerakan tanah akibat gempa itu. Pengaruh gempa pada struktur ditentukan berdasarkan analisa dinamik, maka yang diartikan dalam beban gempa itu gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh tanah akibat gempa itu sendiri. Adapun peraturan saat merencanakan beban gempa dapat mengguanakan peraturan perencanaan berikut:
a. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur
Bangunan Gedung dan Non Gedung Berdasarkan SNI 1726:2012
Beban gempa rencana pada SNI 03-1726-2012 memiliki periode ulang sebesar 2500 tahun. Pada peraturan gempa sebelumnya, SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-1726-1989, secara berurutan digunakan beban gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun dan 200 tahun. Dengan menggunakan periode ulang gempa rencana 2500 tahun, SNI 1726-2012 menggunakan beban gempa yang kemungkinan terlampauinya sebesar 2% dalam jangka waktu 50 tahun, yang dengan kata lain menggunakan beban gempa yang lebih besar dibandingkan dua peraturan gempa sebelumnya.
Respons spektra untuk beban gempa SNI 1726 2012 dihasilkan melalui pengolahan nilai respons spektra di batuan dasar pada periode 0,2 detik (Ss) dan 1 detik (S1). Nilai ini diperoleh melalui pembacaan peta gempa
= � . ………....………..………..β.48
= � . ………....………..………...2.49
dimana: Sms : parameter response spectrum perioda pendek
Sm1 : parameter response spectrum perioda 1 detik
Fa : Faktor amplifikasi (Tabel 7) Fv : Faktor amplifikasi (Tabel 8)
Parameter percepatan spectral design berdasarkan persamaan berikut: = . ………....………....…..………..β.50
= . ………....……….…..………..β.51
dimana:
SDS : Parameter percepatan response spectrum perioda pendek
SD1 : Parameter percepatan response spectrum perioda 1 detik
Sms : Parameter response spectrum perioda pendek
Sm1 : Parameter response spectrum perioda 1 detik
Tabel 7. Faktor Amplifikasi Fa Percepatan Respons Spektrum Faktor
Tabel 8. Faktor Amplifikasi Fv Percepatan Respons Spektrum Faktor Site Class S1 < 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 > 0,5
Bila response spectrum desaign diperlukan dengan menggunakan peraturan SNI 1726 2012 maka kurva response spectrum desain harus dikembangkan dengan ketentuan berikut ini:
1. Untuk perioda yang lebih kecil dari To, response spectrum percepatan desain, Sa harus diambil dari persamaan
= . + . ………β.5γ
dimana:
Sa = Spectrum response
Sds = Parameter percepatan response spectrum perioda pendek
Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan To dan lebih kecil dari atau sama dengan Ts, spectrum respons percepatan desain Sa sama dengan Sds
2. Untuk perioda lebih besar dari Ts, Response spectrum percepatan desain sa diambil dari persamaan:
= ………..……β.54
dimana:
Sds : Parameter response spectrum percepatan desain pada perioda pendek
Sd1 : Parameter response spectrum percepatan desain pada perioda 1 detik
T : Periode getar fundamental struktur
∶ . ………...………β.55
∶ ………β.56
Maka response spectra akan terbentuk seperti Gambar grafik berikut:
Gambar 10. Grafik Response spectrum berdasarkan SNI 1726:2012 0.0000
0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000
Adapun metode perencanaan berdasarkan SNI 1726:2012 bisa menggunakan metode perencanaan:
1. Response Spectrum
Response Spektrum adalah suatu spectrum yang disajikan dalam bentuk grafik antara perioda getar struktur dengan respon-respon maksimum berdasarkan rasio redaman dan gempa tertentu. Respon-respon maksimum dapat berupa simpangan maksimum (Spectral displacement, SD), Kecepatan maksimum (Spectrak Velocity, SV) atau percepatan maksimum (Spectral acceleration, SA) dari masa struktur.
Berdasarkan SNI 1726:2012 Analisis harus dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur. Analisis harus menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa actual dalam masing masing arah
2. Statik Ekivalen
Analisa statik pada prinsipnya adalah menggantikan beban gempa dengan gaya-gaya statik ekivalen yang bertujuan menyederhanakan dan memudahkan perhitungan. Metode ini disebut juga Metode Gaya Lateral Ekivalen (Equivalent Lateral Force Method), yang mengasumsikan besarnya gaya gempa berdasarkan hasil perkalian suatu konstanta / massa dari elemen tersebut.
Gaya geser horisontal akibat gempa yang bekerja pada struktur bangunan dalam arah sumbu X ( Vx ) dan sumbu Y ( Vy ), ditentukan dari rumus :
= � . ……….…β.57
dimana : V = Gaya geser dasar W = berat lantai
Cs =Koefisien response seismic
� =
� �………..………...………β.58
dimana: Sds = Parameter percepatan response spectrum desain pendek
I = Faktor keutamaan
Nilai Cs yang dihitung tidak perlu melebihi
� =
� �………β.59
dimana:
Sd1 = Parameter percepatan response spectrum desain pada
perioda 1 detik
Cs = Koefisien response seismic I = Faktor keutamaan
R = Faktor modifikasi response T = Perioda fundamental
Dan Cs harus tidak kurang
� = , . � ≥ , ………..……β.60
Sedangkan daerah di mana s1 sama dengan atau lebih besar dari 0,6 g maka Cs harus tidak kurang
� =
, � �………β.61
dimana:
Sd1 = Parameter percepatan spectrum response desain perioda 1
detik
T = Prioda fundamental struktur
S1 = Parameter percepatan spectrum response maksimal yang
dipetakan
I = Faktor keutamaan
Untuk Faktor keutamaan diambil dari kategori resiko bangunan sebagai berikut:
Tabel 9. Kategori Resiko dan Faktor Keutamaan Gempa
Jenis Pemanfaatan Kategori
Resiko
Faktor Keutamaan
Gedung dan non gedung yang memiliki resiko terhadap jiwa manusia pada saat kegagalan, termasuk tapi tidak dibatasi untuk
Fasilitas pertanian perkebunan Fasilitas Sementara
Gedung penyimpanan
I 1,00
Semua gedung dan struktur lain kecuali yang
termasuk dalam kategori I,II,IV termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
Gedung dan non gedung yang memiliki i resiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk Bioskop, Gedung pertemuan
Stadion Penjara
Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori IV yang memili potensi untuk
menyebabkan dampak ekonomu yang besar dan atau gangguan masal terhadap kehidupan
Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas penting, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk
Bangunan monumental, Gedung sekolah, Rumah sakit dan fasilitas kesehatan,
IV 1,5
Sedangkan untuk faktor reduksi dapat dilihat dari tabel berikut: Tabel 10 Koefisien Modifikasi Response (R)
Sistem penahan Gaya Seismik
Koefisien Reduksi
response (R)
c.. Sistem Rangka Pemikul Momen
1.. Rangka baja pemikul momen khusus 8 2.. Rangka batang baja pemikul mimen khusus 7 3.. Rangka baja pemikul momen menengah 4,5 4.. Rangka baja pemikul momen biasa 3,5 5.. Rangka beton bertulang pemikul momen
khusus
8
6.. Rangka beton bertulang pemikul momen menengah
5
7. Rangka beton bertulang pemikul momen biasa 3
Sumber: SNI 1726:2012
Perioda fundamental pendekatan (Ta) harus ditentukan dari persamaan:
= � . ℎ ………β.6β
dimana: Ta = Perioda fundamental pendekatan Ct = Koefisien (Tabel 11)
Tabel 11. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x
Tipe Struktur Ct X
Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8 Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,9 Rangka baja dengan brecing eksentris 0,0731 0,75 Rangka baja dengan brecing terkekang
terhadap tekuk
0,0731 0,75
Semua system struktur lainnya 0,0488 0,75 Sumber SNI 1727:2013
Periode fundamental struktur dapat dihitung dengan pendekatan (Ta) dari persamaan berikut untuk struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri dari penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 m:
= , ………...………β.6γ
Di = Panjang dinding geser hi = tinggi dinding geser hn = Ketinggian struktur
x = jumlah dinding geser dalam bangunan yang efektif
Distribusi vertikal gaya gempa (F)
Gaya gempa lateral (Fx) (KN) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan
� = � ………...………β.66
Untuk mentukan Cvx menggunakan persamaan berikut:
�
=
∑� . ℎ . ℎ���= ……….………β.67
Dengan:
Cvx : faktor distribusi vertikal
V : Gaya lateral desai total atau geser di dasar struktur wi dan wx : bagian seismic efektif total struktur W yang
b. Minimum Design Loads For Buildings and Others Structure for Seismic Design Requirements for Building Structures ASCE 07.10 C11-12
Berdasarkan peraturan yang ditetapkan dari peraturan ASCE 07.10 menerangkan bahwa perencanaan gedung tahan gempa harus berbasis kineja atau performance base design yang menerangkan bahwa suatu bangunan gedung harus dapat menahan kombinasi dari aspek tahanan dan aspek layan. Secara umum untuk menentukan response spectrum dan cara menganalisis gempa menggunakan ASCE 07.10 sama seperti yang dijelaskan SNI 1726:2012.
F. Kombinasi Pembebanan
Berdasarkan Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan Struktur Lain SNI 1727:2013 menjelaskan konsep kombinasi pembebanan antara lain:
1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan
U = 1.4D ……….. 2.68
2. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan juga beban atap A atau beban hujan R, atau beban salju S paling tidak harus sama dengan
3. Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L,W,Satau R yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya , yaitu:
U = 1,2 D+ 1,0 W + L + 0,5 (Lr atau S atau R) ………. 2.70
4. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai:
U = 1.2D + 1.0L +1.0E +0,2s ……… 2.71
5. Beban gempa harus diperhitungkan sebagai satu kesatuan pembebanan
U = 0.9D + 1.0E ……… 2.72
6. Beban angin harus diperhitungkan sebagai satu kesatuan pembebanan
