Makalah Perancangan Struktur Gedung Pada Wilayah Gempa Tinggi Menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (Srpmk) Ditinjau Dengan Analisa Pengaruh Beban Gempa Statik Ekuivalen (Arf)

(1)

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG PADA

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG PADA WILAYAH GEMPA TINGGIWILAYAH GEMPA TINGGI MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS (SRPMK) MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS (SRPMK) DITINJAU DENGAN ANALISA PENGARUH BEBAN GEMPA STATIK EKUIVALEN DITINJAU DENGAN ANALISA PENGARUH BEBAN GEMPA STATIK EKUIVALEN

DAN BEBAN GEMPA

DAN BEBAN GEMPA DINAMIK DINAMIK N

Naammaa:: :: AArrffiiaan n TTrriiaassttaannttoo N

NRRPP : : 3311003 3 11000 0 110033 Dos

Dosen en PePembimbimbimbingng : : IrIr.Im.Iman an WimWimbadbadi, i, MSMS Ir. Tavio, MS, Ph.D Ir. Tavio, MS, Ph.D J

Juurruussaann :: TTeekknniik k SSiippiil l FFTTSSPP--IITTSS

ABSTRAK ABSTRAK

Dalam perancangan struktur pada rumah – Dalam perancangan struktur pada rumah – rum

rumah ah ataatau u gedgedung ung – – gedgedungung, , penpengargaruh uh gemgempapa me

merurupapakakan n sasalalah h sasatu tu hahal l yayang ng pepentntining g ununtutuk k dia

dianalnalisaisa, , terterutautama ma banbangungunan an – – banbangungunan an yanyang g berada dalam wilayah yang sering dilanda gempa berada dalam wilayah yang sering dilanda gempa be

besasar. r. MeMengnginingagat t babahwhwa a wiwilalayayah h kekepupulalauauann In

Indondonesiesia a terterletletak ak padpada a perpertemtemuan uan tigtiga a lemlempenpeng g tekto

tektonik utama nik utama duniadunia, , yaitu : yaitu : LempLempeng Australieng Australia,a, Le

Lempempeng ng EurEurasiasia a dan dan LemLempenpeng g FilFilipinipina, a, makmakaa sebagian wilayah Indonesia termasuk dalam

sebagian wilayah Indonesia termasuk dalam WilayahWilayah Ge

Gempmpa a TiTingnggi gi (z(zonone e 5 5 dadan n 6)6). . OlOleh eh kakarerena na ititu,u, diper

diperlukan suatu lukan suatu peranperancangacangan n yang yang baik terhadapbaik terhadap bahaya gempa agar tidak terjadi tingkat kecelakaan bahaya gempa agar tidak terjadi tingkat kecelakaan dan kerugian yang besar.

dan kerugian yang besar.

Dalam tugas akhir ini akan direncanakan Dalam tugas akhir ini akan direncanakan st

strukruktur tur gedgedung ung betbeton on berbertultulang ang menmengguggunaknakanan Siste

Sistem m RangkRangka a PemiPemikul kul MomeMomen n KhusuKhusus s (SRPM(SRPMK)K) sesu

sesuai ai dengadengan n SNI 03-2847-200SNI 03-2847-2002 2 dan SNI dan SNI 03-1703-1726- 26-2002. Struktur ini akan direncanakan 10 lantai dan 2002. Struktur ini akan direncanakan 10 lantai dan ter

terletletak ak di di wilwilayaayah h gemgempa pa kuakuat t (zo(zone ne 6) 6) dimdimanaana dit

ditinjinjau au dendengan gan menmengguggunaknakan an anaanalislisa a penpengargaruhuh beban statik ekuivalen dan beban dinamik.

beban statik ekuivalen dan beban dinamik. Sis

Sistem tem RanRangka gka PePemikmikul ul MomMomen en KhuKhusussus (SRPMK) adalah sistem struktur yang pada dasarnya (SRPMK) adalah sistem struktur yang pada dasarnya mem

memilikiliki i ranrangka gka ruaruang ng pempemikuikul l mommomen en terterutautamama melalui mekanisme lentur. Dengan adanya sistem ini melalui mekanisme lentur. Dengan adanya sistem ini dih

dihararapapkakan n susuatatu u babangngununan an dadapapat t beberprpererililakakuu dak

daktaitail l yanyang g nannantintinya ya akaakan n memmemencencarkarkan an eneenergirgi gempa serta membatasi beban gempa yang masuk ke gempa serta membatasi beban gempa yang masuk ke

dalam struktur. dalam struktur.

Dalam Tugas Akhir ini akan digunakan 2 Dalam Tugas Akhir ini akan digunakan 2 cara

cara pendependekatan katan dalam dalam mengamenganalisa nalisa pembpembebanaebanann ge

gempa mpa terterhadhadap ap strstruktuktur ur gedgedungung, , yaiyaitu tu anaanalislisaa pengaruh beban gempa statik ekuivalen dan beban pengaruh beban gempa statik ekuivalen dan beban

di

dinanamimik. Hal k. Hal inini i memengnginingagat t babahwhwa a dedengnganan ketinggian gedung 10 lantai dan ± 40

ketinggian gedung 10 lantai dan ± 40 meter sehinggameter sehingga gedung tidak memenuhi salah satu syarat konfigurasi gedung tidak memenuhi salah satu syarat konfigurasi bangunan beraturan sesuai dengan ketentuan pada bangunan beraturan sesuai dengan ketentuan pada SNI 03-1726-2002. sehingga, untuk melihat perilaku SNI 03-1726-2002. sehingga, untuk melihat perilaku struktur tersebut perlu dilakukan analisa pengaruh struktur tersebut perlu dilakukan analisa pengaruh

beb

beban an gemgempa pa stastatik tik ekekuivuivalealen n dan dan bebbeban an gemgempapa dinamik.

dinamik.

Dihar

Diharapkan apkan dengadengan n menggmenggunakaunakan n metodmetodee Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) ini Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) ini dapat diaplikasikan dan bermanfaat bagi masyarakat dapat diaplikasikan dan bermanfaat bagi masyarakat khu

khusussusnya nya padpada a daedaerah rah rawrawan an gemgempa pa tingtinggi gi dandan se

sebagbagai ai carcara a sossosialialisaisasi si kepkepada ada masmasyaryarakaakat t lualuass meng

mengingat peraturan – ingat peraturan – peraperaturan yang turan yang digunadigunakankan adalah peraturan baru.

adalah peraturan baru.

Kata kunci :Beton, SRPMK, Beban

Kata kunci :Beton, SRPMK, Beban GempGempa a StatiStatik k ekuivalen, Beban Gempa Dinamik.

ekuivalen, Beban Gempa Dinamik.

BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1 1..11 LLaattaar r BBeellaakkaanngg

Dalam perancangan struktur pada rumah Dalam perancangan struktur pada rumah – rumah atau gedung – gedung, pengaruh gempa – rumah atau gedung – gedung, pengaruh gempa merupakan salah satu hal yang penting dianalisa, merupakan salah satu hal yang penting dianalisa, ter

terutautama ma banbangungunan an – – banbangungunan an yanyang g berberadaada dalam wilayah yang sering dilanda gempa besar. dalam wilayah yang sering dilanda gempa besar. Suatu struktur yang didirikan pada daerah rawan Suatu struktur yang didirikan pada daerah rawan ge

gempmpa a haharurus s mamampmpu u memenanahahan n gegempmpa a bebesasar r tanpa runtuh, walaupun boleh terjadi kerusakan tanpa runtuh, walaupun boleh terjadi kerusakan struktur (Kurdian, 2004). Sedangkan komponen struktur (Kurdian, 2004). Sedangkan komponen – komponennya harus mempunyai kemampuan – komponennya harus mempunyai kemampuan daktilitas, agar tidak gagal oleh beban gempa daktilitas, agar tidak gagal oleh beban gempa rencana yang lebih besar dari beban nominalnya rencana yang lebih besar dari beban nominalnya (Rachmat P, 2005).

(Rachmat P, 2005). Me

Mengnginingagat t babahwhwa a wiwilaylayah ah kekepupulalauauann Indonesia terletak pada pertemuan tiga lempeng Indonesia terletak pada pertemuan tiga lempeng ttekektotonnik ik ututaama ma dudunniaia, , yayaiitu tu : : LeLempmpenengg Au

Auststralralia, ia, LeLempmpeneng g EuEurarasisia, a, dadan n LeLempmpenengg Filipina (Qashas, 2001), maka sebagian wilayah Filipina (Qashas, 2001), maka sebagian wilayah In

Indodonenesisia a tetermrmasasuk uk dadalalam m WiWilalayayah h GeGempmpaa Tingg

Tinggi i (zone 5,6). (zone 5,6). SehubSehubungan dengan ungan dengan sudahsudah dik

dikelueluarkarkannannya ya perperatuaturan ran terterbarbaru u menmengengenaiai perancangan bangunan tahan gempa yaitu: ‘SNI perancangan bangunan tahan gempa yaitu: ‘SNI 03-2847-2002’ dan ‘SNI 03-1726-2002’ maka 03-2847-2002’ dan ‘SNI 03-1726-2002’ maka ddiippeerrlluukkaan n aaddaannyya a ppeennddaallaammaan n ddaann

(2)

penyosialisasian peraturan – peraturan tersebut kepada masyarakat luas khususnya pada daerah rawan gempa tinggi.

Dalam Tugas Akhir ini akan digunakan metode metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dengan 10 lantai ± 40 meter dengan analisa pengaruh beban gempa statik ekuivalen, namun mengingat struktur gedung dengan ketinggian ini sudah tidak memenuhi salah satu syarat konfigurasi bangunan beraturan sesuai dengan ketentuan pada SNI 03-1726-2002. Sehingga perlu dilakukan pula analisa pengaruh beban gempa dinamik.

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) adalah sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Sedangkan beban lateral dipikul oleh rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. Dengan adanya sistem ini diharapkan suatu bangunan dapat berperilaku daktail yang nantinya akan memncarkan energi gempa serta membatasi beban gempa yang masuk ke dalam struktur

(SNI 03-1726-2002).

Analisa struktur pada Tugas Akhir ini akan dilakukan dengan 2 analisa pembebanan gempa yaitu pembebanan gempa statik ekuivalen dan gempa dinamik dengan Analisa Respon Spektrum. Dari 2 analisa tersebut akan dihasilkan gaya – gaya dalam yang berbeda, yang nantinya didapatkan Momen Gabungan (Momen Envelope) yang terbesar dan digunakan sebagai disain dan detailing struktur. Dan juga studi ini untuk mengawali studi selanjutnya untuk gedung dengan denah dan tingkat bangunan yang lain.

1.2 _{Perumusan masalah}

1. Bagaimana merencanakan preliminary design untuk kolom dan balok induk? 2. Bagaimana menghitung pembebanan

yaitu beban hidup, beban mati dan beban gempa?

3. Bagaimana merencanakan struktur sekunder, yaitu : plat, tangga, balok anak dan lift.

4. Bagaimana merencanakan komponen – komponen struktur utama (balok induk dan kolom) yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial?

5. Bagaimana merencanakan struktur Hubungan Balok Kolom?

6. Bagaimana merencanakan pondasi yang aman dan efisien?

7. Bagaimana mengaplikasikan perhitungan Tugas Akhir ini ke dalam bentuk gambar?

1.3 Maksud dan Tujuan

1. Merencanakan elemen kolom dan balok induk.

2. Menerapkan pembebanan terhadap struktur.

3. Merencanakan struktur sekunder, yaitu : plat, tangga, balok anak dan lift.

4. Merencanakan komponen – komponen struktur utama (balok induk dan kolom) 5. Merencanakan struktur Hubungan Balok Kolom.

6. Merencanakan pondasi yang aman dan efisien.

7. Mengaplikasikan perhitungan Tugas Akhir ini ke dalam bentuk gambar.

1.4 Batasan Masalah

1.

Gedung yang akan direncanakan adalah gedung dengan 10 lantai ± 40 meter dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

2. Analisa pembebanan gempa dinamik dibatasi untuk analisis ragam respons sperktrum.

3. Perancangan hanya ditinjau dari segi teknis saja tanpa menunjau segi arsitektural dan segi ekonomis gedung.

4. Asumsi gaya lateral yang bekerja dominan adalah Gaya Gempa.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Dalam perancangan struktur pada rumah – rumah atau gedung – gedung, pengaruh gempa merupakan salah satu hal yang penting dianalisa, terutama bangunan – bangunan yang berada dalam wilayah yang sering dilanda gempa besar

Perencanaan dari suatu struktur gedung pada daerah gempa haruslah menjamin struktur bangunan tersebut agar tidak rusak atau runtuh

oleh gempa kecil atau sedang, tetapi oleh gempa yang kuat struktur utama boleh rusak tetapi tidak sampai terjadi suatu keruntuhan gedung. Hal ini dapat dicapai jika struktur gedung tersebut mampu melakukan perubahan secara daktail, dengan cara memencarkan energi gempa serta membatasi gaya yang bekerja padanya. Untuk

(3)

daerah wilayah gempa tinggi, berdasarkan SNI 03-2847-2002 Dilengkapi Penjelasan, perencanaan pembangunan gedung bertingkat

untuk daerah dengan resiko gempa tinggi menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

Sistem rangka pemikul momen adalah sistem rangka ruang dalam dimana komponen– komponen struktur dan join–joinnya menahan gaya–gaya dalam yang bekerja melalui aksi lentur, geser dan aksial, dimana perhitungan struktur dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus dirancang dengan menggunakan konsep

Strong Column Weak Beam yang merancang

kolom sedemikian rupa agar bangunan dapat berespon terhadap beban gempa dengan

mengembangkan mekanisme sendi plastis pada balok–baloknya dan dasar kolom.

2.2 Peraturan Yang Digunakan

Di dalam mengerjakan Tugas Akhir ini akan menggunakan peraturan – peraturan yang berlaku yaitu :

o Tata Cara Perencanaan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung Dilengkapi Penjelasan, Standar Nasional Indonesia 2002.

o Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, Standar Nasional Indonesia 2002.

o Tata Cara Perhitungan

Pembebanan untuk Bangunan Rumah dan Gedung, Standar Nasional Indonesia.

o Perencanaan Struktur Beton

Bertulang Tahan Gempa, Rahmat Purwono, 2005.

2.3 Permodelan Struktur

Struktur gedung dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :

1.

Struktur Gedung Beraturan, harus memenuhi ketentuan struktur SNI 03 – 1726 – 2002 Pasal 4.2.1. pengaruh gempa rencana struktur gedung ini dapat ditinjau sebagai pengaruh beban static ekuivalen. Sehingga dapat menggunakan analisa static ekuivalen.

2.

Struktur Gedung Tidak Beraturan, adalah struktur gedung yang tidak memenuhi syarat konfigurasi struktur gedung beraturan (SNI 03 – 1726 – 2002 Pasal 4.2.1). Pengaruh

gempa struktur ini harus dianalisa dengan menggunakan pembebanan gempa dinamik. Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini digunakan Analisa Respons Spektrum.

Pada Tugas Akhir ini, gedung akan dilakukan 2 analisa beban gempa. Yaitu analisa beban gempa static ekuivalen dan dinamik. Hal ini dilakukan untuk melihat perilaku gaya – gaya yang terjadi pada struktur gedung. Dan nantinya dilakukan dengan program bantu SAP 2000. 2.4 Metode SRPM (Sistem Rangka

Pemikul Momen)

Adalah suatu metode perhitungan struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.

Dalam tugas akhir ini digunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) untuk wilayah gempa tinggi (5 dan 6)

2.5 Prosedur Perancangan

Prosedur dan ketentuan umum perancangan mengacu pada SNI 03 – 1726 –

2002, SNI 03 – 2847 – 2002, dan RSNI 03 – 1727 – 2002 dengan memperhitungkan beberapa ketentuan umum antara lain :

2.5.1 Gempa Rencana dan Kategori Gedung 2.5.2 Daktilitas Struktur Bangunan dan

Pembebanan Nominal 2.5.3 Faktor daktilitas gedung 2.5.4 Daktilitas

2.5.5 Perancangan Kapasitas

2.5.6 Jenis Tanah dan Perambatan Gelombang Gempa

2.5.7 Karakteristik Resiko Gempa Wilayah 2.6 Pembebanan dan Kombinasi

Pembebanan Struktur 2.6.1 Pembebanan.

• Beban Gempa Statik

Mencakup semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa. (SNI 03 – 1726 – 2002)

• Beban Gempa Dinamik

Dalam Tugas Akhir ini gedung akan diberi beban dinamik dengan analisa Respon Spektrum sesuai dengan SNI 03 – 1726 – 2002.

(4)

Sesuai dengan SNI 03 - 2847 – 2002 Pasal 11.2, meliputi • U = 1,4D • U = 1,2D + 1,6L • U = 1,2D + 1,0L ± 1E • U = 0,9D ± 1E 2.7 Analisa Gempa

Di dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, akan digunakan 2 analisa Beban Gempa yaitu, 2.7.1 Analisa Beban Gempa Statis

Ekuivalen

adalah suatu cara analisa 3 dimensi linier dengan meninjau beban – beban gempa static ekuivalen, sehubungan dengan sifat struktur gedung beraturan yang praktis berperilaku sebagai 2 dimensi, sehingga respon dinamiknya hanya ditentukan oleh respon ragam yang pertama dan dapat ditampilkan sebagai akibat dari beban static ekuivalen (SNI 03 – 1726 – 2002)

2.7.2 Analisa Beban Gempa Dinamik dalam hal pengerjaan Tugas Akhir ini menggunakan Analisa Gempa Ragam Respon Spektrum adalah analisa untuk menentukan respon dinamik struktur gedung 3 dimensi yang berprilaku elastic penuh terhadap pengaruh suatu gempa melalui suatu metode analisa yang dikenal dengan analisa Ragam Spektrum, dimana respon dinamik maksimum masing – masing ragamnya yang didapat melalui spectrum respons gempa rencana (SNI 03 – 1726 – 2002)

Dalam SNI 03 – 1726 – 2002 menentukan pengaruh gempa rencana yang harus ditinjau dalam perancangan struktur gedung serta berbagai bagian dari peralatannya secara umum. Gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun. Namun probabilitas terjadinya terbatas 10 % delama

umur gedung yaitu 50 tahun. Gedung disyaratkan pula adanya perbatasan simpangan yang terjadi yang dikenal sebagai kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, dimana untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan keretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah

kerusakan non struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat yang

dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui 0,03/R x tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm bergantung nilainya

yang lebih kecil (SNI 03 – 1726 – 2002)

Disamping kinerja batas layan juga disyaratkan bahwa gedung memenuhi persyaratan batas ultimit dimana ditentukan oleh simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan mencegah benturan berbahaya antar gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela dilatasi) sesuai dengan SNI 03 – 1726 – 2002 Pasal 8.2.1. untuk struktur gedung beraturan (ξ = 0,7R)

sedangkan untuk gedung tidak beraturan (ξ = 0,7R/faktor skala). Dalam segala hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung menurut pasal tersebut adalah tidak boleh melebihi 0,02 x tinggi tingkat gedung.

BAB III METODOLOGI

Metodologi yang saya gunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah,

3.1 Pengumpulan data dan pencarian data – data yang diperlukan untuk perencanaan. a. Gambar Arsitektur

(5)

b. Data – data tambahan seperti Data Tanah, Brosur Lift, dll.

3.2 Studi Kepustakaan

a. Desain Beton Bertulang, Wang CK dan Charles GS, 1990.

b. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Prof. Ir. Rachmat P, MSc.

c. Edward. G. Nawy d. SNI 03 – 2847 – 2002 e. SNI 03 – 1726 – 2002 f. RSNI 03 – 1727 – 2002

3.3 Persyaratan Tata Letak, diasumsikan : a. Tipe bangunan

: Perkantoran

b. Letak bangunan

: Jauh dari pantai

c. Zone gempa : Zone 6 (Gempa Tinggi)

d. Tingkat daktilitas

: daktilitas penuh

e.

Mutu beton ( f c’ )

: 40MPa

f.

Mutu baja ( f y)

: 400 MPa

3.4 Preliminary Design 1. Perencanaan Balok Induk

Menurut SNI 03 – 2847 – 2002 Tabel 8, bahwa balok pada 2 tumpuan sederhana

memiliki tebal minimum (bila lendutan tidak dihitung) : L h 16 1 min

=

a.

Untuk struktur ringan dengan berat jenis 1.500 kg/m3 _{– 2.000 kg/m}3_,

nilai di atas harus dikalikan dengan (1,65-(0,0003)wc) tetapi tidak

kurang dari 1,09.

b.

Untuk f y selain 400 MPa, nilainya

harus dikalikan dengan (0,4 + f y /

700) dimana,

L : Panjang balok wc : berat jenis beton

f y : Mutu baja

2. Perancangan dimensi Kolom

Adapun rumus yang digunakan untuk merencanakan dimensi kolom :

' c total f W A

×

=

φ dimana,

A : Luas kolom

W total : berat total bangunan

f c’ : Mutu beton 3. Perancangan ketebalan Plat Menggunakan SNI 03 – 2847 – 2002 Pasal 11.5.3.3, dimana :

a.

Untuk α _m ≤0,2 _menggunakan (2847) Pasal 11.5.3.2 b. Untuk 0,2 <α _m <2 _ketebalan minimum plat harus memenuhi .

[ 0.2] 5 36 1500 8 . 0 1 ₊ ₋       + × = m y n f L h α β > 120 mm

c. Untuk α m ≥2 ketebalan minimum plat harus memenuhi

β 9 36 1500 8 . 0 2 −       ₋ × = fy L h n >90 mm Ln = Panjang bentang bersih

S n = Lebar bentang bersih

f y = Tegangan Leleh Baja

= Rasio bentang bersih dalam arah memanjang terhadap

arah memendek dari pelat 2 arah

m

α _{= Nilai rata-rata} _α_{ untuk semua balok}

pada tepi – tepi suatu panel Harga α m didapat dari

plat plat balok balok I E I E =

α _E_balok ₌ _E_pelat

n n S L = β 4. Perancangan dimensi Balok Anak

Untuk dimensi balok anak, menggunakan rumus yang berlaku pada perancangan balok induk atau diambil

dari 2/3 dari dimensi balok induk.

3.5 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan

Berdasarkan RSNI 03 – 1727 – 2002 dan SNI 03 – 1726 – 2002

1. Beban Mati Berdasarkan Tabel P3 hal 116, dimana mencakup semua beban yang

(6)

disebabkan oleh beban sendiri dan bagian lain yang terpisahkan dari

gedung.

2. Beban Hidup Berdasarkan Tabel P4-1 hal 126, dimana mencakup semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan gedung

3. Beban Gempa a. Beban Gempa Statik

Gedung diasumsikan sebagai tipe struktur dengan sistem rangka.

• Waktu getarnya (T y)

T y =C t . H 3/4 • Koefisien Gempa Dasar (C )

SNI 03 – 1726 – 2002

• Gaya geser Horisontal Akibat Gempa

t W R I C V

.

=

• Distribusi Gaya Geser Horizontal Total akibat

Gempa sepanjang Tinggi Gedung

x i i n i i i i

V

Z

W

Z

W

F

1 =

∑

=

dengan:

F i = Beban gempa nominal static

ekuivalen yang menangkap pada pusat masa pada taraf

lantai tingkat ke-i struktur atas gedung.

W i = Berat lantai tingkat ke-i,

termasuk beban hidup yang sesuai.

Z i = Ketinggian lantai tingkat ke-i,

diukur dari taraf penjepitan lateral.

N = Nomor lantai tingkat paling atas

Kemudian dengan menginput gaya – gaya F i di tiap lantai pada pusat massa masing –

masing lantai dengan menggunakan program bantu SAP 2000.

b. Beban Gempa Dinamik

Dengan menginputkan grafik respon spektrum gempa sesuai dengan SNI 03 – 1726 – 2002 pada Gambar 2 hal 21 dari 85 pada program bantu SAP 2000 untuk memperoleh respon spektrum gempa rencana. Untuk base shearnya perlu dikontrol dimana harus lebih besar sama dengan 0,8 base shear respon ragam pertamanya. Partisipasi massa harus

lebih besar sama dengan 90%. Dan juga

baik pembebanan dengan pendekatan analisa statik ekuivalen dan dinamik harus dianggap 100% dan bekerja bersama – sama dengan arah tegak

lurusnya dengan efektifitas sebesar 30%. 4. Kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI 03

-2847 – 2002 Pasal 11.2, meliputi : a. U = 1,4D b. U = 1,2D + 1,6L c. U = 1,2D + 1,0L ± 1E d. U = 0,9D ± 1E 5. Analisa struktur dengan program bantu SAP 2000.

Untuk mendapatkan output gaya – gaya dalam pada struktur gedung yang nantinya digunakan untuk menentukan Momen Gabungan (Momen Envelope) untuk perencanaan struktur.

3.6 Perancangan Struktur Sekunder

Direncanakan terpisah dari struktur utama karena struktur sekunder hanya meneruskan beban yang ada pada struktur utama.

1. Perancangan tulangan Plat

Tulangan direncanakan setelah memperhitungkan beban yang akan diterima struktur. Dalam perhitungan tulangan digunakan,

Untuk penulangan pelat langkah-langkah adalah sebagai berikut :

a.

Diberikan data data d , f’ c, f y.

b.

Menetapkan batas

harga-harga perbandingan tulangan

yang dipilih yaitu

maks balance ρ ρ

ρ , _min ,

c.

Menghitung A s sesuai ρ _{yang dipakai dan memilih}

tulangan serta jarak tulangan. 2. Perancangan tulangan tangga

Pada perancangan tangga pada struktur menggunakan cor setempat dengan perletakan Sendi-Rol agar struktur

tangga tidak mempengaruhi struktur utama terhadap beban gempa. Pada perencanaan struktur tangga ini lebar

injakan dan lebar injakan harus memenuhi persyaratan.

Syarat perancangan tangga :

(7)

2.t +i= 64 – 67 t = tinggi injakan i= lebar injakan

3. Perancangan tulangan balok anak

Dengan program bantu SAP 2000 kemudian didapatkan gaya – gaya dalam dari balok anak yang kemudian digunakan untuk menghitung tulangannya.

4. Perancangan Lift

Dengan data – data lift yaitu brosur

dari

perusahaan

yang

memproduksinya,

didapatkan

dimensi lift yang sesuai dengan

denah perancangan lift, kemudian

dilakukan perhitungan tulangan

balok penumpu dan balok pemisah

sangkar lift tersebut.

3.7 Perhitungan Struktur Utama

Setelah didapatkan gaya – gaya dalam dengan menggunakan program bantu SAP 2000, kemudian dilakukan penulangan terhadap gaya – gaya maksimum yang bekerja (Momen Envelope)

1. Penulangan Balok Induk

Dihitung sesuai dengan syarat pada SNI 03 – 2847 -2002 dimana untuk pendetailan struktur utama untuk

SRPMK digunakan Pasal 23.3 s/d 23.9 2. Penulangan Kolom

SRPMK digunakan Pasal 23.3 s/d 23.9 3. Penulangan Hubungan Balok Kolom

SRPMK digunakan Pasal 23.3 s/d 23.9 3.8 Perancangan Pondasi

1. Pengumpulan data tanah

2. Perhitungan daya dukung tanah

3. Kontrol kekuatan tiang pondasi

4. Perencanaan poer

5. Perencanaan sloof

3.9 Gambar Struktur

Penggambaran rencana dan detailnya dilakukan dengan program bantu Autocad 2006.

BAB IV

DESAIN STRUKTUR

4.1 Umum

Struktur gedung terbagi menjadi dua yaitu struktur utama (dibahas pada bab berikutnya) dan struktur sekunder. Struktur

utama berperan penting dalam menahan beban – beban yang terjadi pada struktur. Pada bab ini

akan dilakukan preliminary design sebagai design awal dari struktur gedung.

4.2 Preliminary Design 4.2.1 Data Perancangan

Bahan yang dipakai untuk struktur gedung ini adalah beton bertulang dengan data-data sebagai berikut :

Type bangunan : Perkantoran (10lantai ) Letak bangunan : jauh dari pantai

Zone gempa : zone 6

Lebar bangunan : 35 m Panjang bangunan : 35 m Mutu beton ( f c’) : 40 MPa

Mutu baja ( f y) : 400 MPa

Dalam perancangan gedung ini digunakan peraturan SNI 03-1726-2002 dan untuk selanjutnya penyebutan satu pasal dari SNI 03-1726-2002 disingkat dengan (1726) kemudian Pasal yang ditinjau. Berlaku pula untuk SNI 03-2847-2002 yaitu (2847) dan juga untuk RSNI 03-1727-1989 yaitu (1727) kemudian diikuti dengan penyebutan pasal yang ditinjau.

(8)

U T B

S

Gambar 1.1

Denah dan Elevasi Gedung SRPMK

4.2.2 Item Pembebanan

Bangunan gedung diperhitungkan untuk memikul beban-beban sebagai berikut :

1. Beban Gravitasi a. Beban Mati

(1727) tabel P3-1 hal 116 b. Beban Hidup

(1727) tabel P4.1 hal 126

4.2.3 Perancangan Dimensi Balok Induk dan Balok Anak

Balok induk dimensi 40/60cm Balok anak dimensi 30/40cm2 4.2.4 Perancangan Dimensi Kolom

dimensi kolom digunakan 80/80 cm2

4.2.5 Perancangan Dimensi Pelat Tebal plat atap = 12 cm Tebal plat lantai = 12 cm

4.3 Analisa Pembebanan

Dalam perhitungan Pembebanan ini akan dilakukan perhitungan untuk mencari Berat Bangunan Gedung pada tiap lantai dan pada lantai atap sehingga nantinya didapat Berat Bangunan Gedung Total. Kemudian dilakukan

perhitungan Gaya Geser dan Gaya Gempa Statik yang terjadi pada bangunan, lalu dilakukan pendistribusian Gaya Gempa Statik pada tiap lantai yang nantinya diletakkan pada pusat massa dari bangunan ini. Langkah selanjutnya adalah menghitung Gaya Gempa Dinamik akibat Respon Spektrum. Untuk langkah terakhir akan dilakukan kontrol terhadap simpangan – simpangan yang terjadi pada tiap lantainya untuk Gaya Gempa Statik dan Dinamik.

4.3.1

Menghitung Berat Bangunan Total (W t )

Beban pada Lantai Atap

Berdasarkan(1727) tabel P3-1 hal 116 Berdasarkan(1727) tabel P4.1 hal 126 Berat Tingkat atap :

W atap = 1,2 DL+ 1,6 LL

= 1,2 (1.808.896) + 1,6 (98.000) = 2.327.476 kg

Moment Inersia Massa lantai atap = 12 ) (b2 d 2 M ⋅ + = 12 ) 35 35 ( 2.327.476

×

2

+

2 = 475.193.017 kgm4

Beban pada Lantai 1 s/d 9

Berdasarkan(1727) tabel P3-1 hal 116 Berdasarkan(1727) tabel P4.1 hal 126 Berat tiap Lantai (1 s/d 9) :

Wtiap lantai (1s/d 9)

= 1,2 DL + 1,6 LL

= 1,2 (1.850.546) +1,6(235.200) = 2.596.976 kg

Moment Inersia Massa lantai 1 s/d 9 = 12 ) (b2 d 2 M ⋅ + = 12 ) 35 35 ( 2.596.976

×

2

+

2 = 530.215.933 kgm4

Jadi Berat Total Bangunan (W t ) adalah

W 1s/d 9+W atap

= (9×2.596.976) kg + 2.327.476 kg = 25.700.260 kg

4.3.2 Mencari Gaya Geser Total akibat Gaya Gempa

Waktu Getar Bangunan (T )

T x = 0.0731 . (40)3/4 = 1.163 detik

Kontrol Pembatasan T menurut (1726) Pasal 5.6 Untuk Wilayah Gempa 6 ξ = 0,15

T =ξ . n= 0,15 × 10

= 1,5 detik > T empiris = 1.163 detik ...(OK)

(Struktur Bangunan tidak terlalu fleksibel )

Koefisien Gempa Dasar (C )

(9)

C diperoleh dari(1726) Gambar 2 Respon spectrum gempa rencana. Untuk T x=T y= 1.163

detik, zone 6 dan jenis tanah keras, diperoleh

C = 0,36

Faktor Keutamaan ( I ) dan Faktor Reduksi ( R) Dari(1726) tabel 1, I = 1,0 dan R= 8,5

Gaya Geser Horizontal Total Akibat Gempa

kg V V V W R I C V _t _x _y 482 . 088 . 1 25.700.260 5 , 8 1 36 , 0 . = ⋅ = × = = = =

Gambar 1.2 Denah Pembalokan

Tabel 1.1 Distribusi Gaya Geser Dasar Horisontal Total Akibat Gempa ke Sepanjang Tinggi Gedung

Arah X dan Y utk tiap Portal

Setelah dilakukan perhitungan terhadap Gaya Gempa seperti yang telah ditabelkan pada Tabel 3.1 kemudian langkah selanjutnya adalah menginputkan gaya – gaya tersebut ke dalam titik pusat massa bangunan namun dicari terlebih dahulu pusat rotasi dan pusat massanya.

4.3.3 Pusat Rotasi dan Pusat Massa 4.3.3.1 Pusat Rotasi

• Pusat Rotasi lantai 1

=

x = 90 , 18 075 . 33 1.750cm y

=

= 90 , 18 075 . 33 1.750cm

• Pusat Rotasi lantai 2 s/d lantai 8

=

x = 90 , 18 075 . 33 1.750cm y

=

= 90 , 18 075 . 33 1.750cm 4.3.3.2 Pusat Massa Pusat Massa lantai 1 s/d 10

=

X = × × 7 10 10 23 , 1 10 14 , 2 _{1750 cm}

=

y = × × 7 10 10 23 , 1 10 14 , 2 _{1750 cm}

4.3.3.3 Menentukan Eksentrisitas Rencana Bangunan Lantai 1 s/d 10 Arah X ed = (1,5 x 0) + (0.05 x 3.500) = 175 cm ArahY ed = (1,5 x 0) + (0.05 x 3.500) = 175 cm

4.3.3.4 Lantai Tingkat sebagai diafragma Menurut (1726) Pasal 5.3.1: bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem lantai dengan ikatan suatu struktur gedung dapat dianggap sangat kaku dan dapat dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap beban gempa horisontal. 4.3.4 Analisa Terhadap T Rayleigh

Perhitungan T Rayleigh Gempa Statik X Barat

-Timur

Besarnya T x = T y yang dihitung

sebelumnya memakai cara – cara empiris harus dibandingkan dengan T Rayleigh , dengan rumus :

∑

= = × × = n i i i n i i i d F g d W T 1 1 1 6,3

Besarnya T yang dihitung sebelumnya,

sesuai (1726) Pasal 6.2.2 dimana nilai T tidak

boleh menyimpang lebih dari 20% hasil T Rayleigh ,

dilakukan analisa terhadap nilai T. …(OK)

tingkat Zi Wi Wi.Zi Fi x,y

30%F

i V x,y

(m

) (ton) (ton meter) (ton) (ton) (ton)

10 40 2.327,50 93.099,01 180,78 54,23 180,78 9 36 2.597,00 93.491,11 181,5 4 54,46 362,32 8 32 2.597,00 83.103,21 161,3 7 48,41 523,69 7 28 2.597,00 72.715,31 141,2 0 42,36 664,89 6 24 2.597,00 62.327,40 121,03 36,31 785,91 5 20 2.597,00 51.939,50 100,86 30,26 886,77 4 16 2.597,00 41.551,60 80,68 24,21 967,45 3 12 2.597,00 31.163,70 60,51 18,15 1.027,97 2 8 2.597,00 20.775,80 40,34 12,10 1.068,31 1 4 2.597,00 10.387,90 20,17 6,05 1.088,48 TOTAL 25.700,30 560.554,54

(10)

4.3.5 Pembebanan Gempa Dinamik Respons Spektrum

4.3.5.1 Respons Spektrum Rencana

Dalam Tugas Akhir ini digunakan Respon Spektrum gempa Rencana Wilayah Gempa 6 pada Tanah keras.

RESPONS SPEKTRUM GEMPA RENCANA (WILAYAH GEMPA 6 - TANAH KERAS)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 T (Periode) - (detik) C

Menurut (1726) Pasal 5.8.1 menyatakan bahwa dalam arah pembebanan utama sebesar 100 % harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak

lurus tadi sebesar efektivitas 30 %. Maka untuk :

• Respons Spektrum X : 100 % efektivitas

untuk arah X (U-S) dan 30 % efektivitas arah Y (B-T).

• Respons Spektrum Y : 100 % efektivitas

untuk arah Y (B-T) dan 30 % efektivitas arah X (U-S).

4.3.5.4 Nilai Akhir Respons Spektrum

Menurut (1726) Pasal 7.1.3 bahwa nilai akhir respons spektrum tidak boleh diambil kurang dari 80 % nilai respon ragam pertama atau Vdinamis

≥ 0.8 Vstatis. Maka dari Base Reactions, hasil

analisa struktur menggunakan program SAP 2000 didapat :

Tabel 1.2 nilai V yang Dihasilkan Akibat Gempa Statik dan Gempa Dinamik

Arah U-S (kN) B-T (kN) Respons Spektrum X 14.755,99 5.818,30 Respons Spektrum Y 5.818,30 14.755,98 Statik X -6.893,19 -2.067,93 Statik Y -2.067,93 -6.893,19

4.3.6

Kinerja Batas Layan ( s) dan Batas Ultimate ( m)

4.3.6.1 Menghitung Kinerja Batas Layan ( s) untuk Gempa Statik X dan Y

Menurut (1726) Pasal 8.1.2, untuk memenuhi syarat kinerja batas layan, jika drift ∆ s

antar tingkat tidak boleh lebih besar dari

• h mm R i 8,5 4,000 14,12 03 , 0 03 , 0 = × = × (...menentukan) • 30 mm

Tabel 1.3 Analisa s akibat Gempa Statik X Arah

Utara - Selatan 10 40 30.76 1.05 14.12 OK 9 36 29.71 1.72 14.12 OK 8 32 27.99 2.40 14.12 OK 7 28 25.59 3.01 14.12 OK 6 24 22.58 3.55 14.12 OK 5 20 19.03 3.96 14.12 OK 4 16 15.07 4.28 14.12 OK 3 12 10.79 4.41 14.12 OK 2 8 6.38 4.09 14.12 OK 1 4 2.29 2.29 14.12 OK lantai ke-hx (m) s (mm) drift antar tingkat syarat drift s (mm) ket

Tabel 1.4 Analisa sakibat Gempa Dinamik-X /

GRSp -X Arah Utara - Selatan

10 40 52.56 1.77 14.12 OK 9 36 50.79 2.82 14.12 OK 8 32 47.97 3.88 14.12 OK 7 28 44.09 4.86 14.12 OK 6 24 39.23 5.76 14.12 OK 5 20 33.47 6.54 14.12 OK 4 16 26.93 7.25 14.12 OK 3 12 19.68 7.79 14.12 OK 2 8 11.89 7.55 14.12 OK 1 4 4.34 4.34 14.12 OK lantai ke-hx (m) s (mm) drift s antar tingkat syarat drift s ket

4.3.6.2

Menghitung Kinerja Batas Ultimate ( m) untuk Gempa Statik X dan Y

∆ mdihitung sesuai (1726) Pasal 8.2 yaitu

∆ m= a faktorSkal R × 7 . 0 .∆ s Selanjutnya (1726) Pasal 8.2.1 membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur yang akan membawa korban jiwa manusia dengan membatasi nilai drift ∆ m antar tingkat

tidak boleh melampaui 0.02 x tinggi tingkat yang bersangkutan.

Tabel 1.5 Analisa makibat Gempa Statik X Arah

Utara - Selatan

10

(11)

10 40 1.05 6.25 80.00 OK 9 36 1.72 10.23 80.00 OK 8 32 2.40 14.28 80.00 OK 7 28 3.01 17.91 80.00 OK 6 24 3.55 21.12 80.00 OK 5 20 3.96 23.56 80.00 OK 4 16 4.28 25.47 80.00 OK 3 12 4.41 26.24 80.00 OK 2 8 4.09 24.34 80.00 OK 1 4 2.29 13.63 80.00 OK lantai ke-hx (m) drift s antar tingkat (mm) drift m antar tingkat (mm)

syarat drift ket

Pada Tabel 1.5 dapat disimpulkan bahwa Kinerja Batas Ultimite (∆ m) yang terjadi pada

bangunan ini masih di bawah batas – batas yang disyaratkan.

Perlu diketahui bahwa UBC 1997 tidak mengadakan pembatasan ini, tapi mensyaratkan dilakukan perhitungan efek P-∆ (untuk zone 3

dan 4 yang setara WG 5 dan 6) bila drift antar tingkat melebihi 0.02 hi / R. Namun setelah

diadakan perhitungan pada tabel di atas ternyata semua drift ∆ s antar tingkat < 0.02 hi / R = 0.02 x

4000 / 8.5 = 9.41 mm, jadi tidak perlu perhitungan efek P-∆ .

BAB V

PERANCANGAN STRUKTUR SEKUNDER

5.1 Umum

Struktur sekunder merupakan bagian dari struktur bangunan namun terlepas dari struktur utama pada bangunan. Struktur

sekunder ini dirancang untuk hanya menahan beban lentur saja, namun struktur sekunder ini nantinya akan memberikan beban terhadap struktur utama. Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan perhitungan untuk struktur sekunder yaitu :

1. Pelat. 2. Tangga.

3.

Balok Anak.

4. Balok Sangkar Lift. 5.2 Perancangan Plat

5.2. 1 Data Perancangan

Untuk perancangan plat dipakai data sebagai berikut :

Mutu baja : f y = 400 MPa

Mutu Beton : f c’ = 40 Mpa

Kemudian sebagai contoh diambil cara perhitungan Plat Atap tipe A arah Barat - Timur

Penulangan Plat Atap A Arah Barat - Timur Tum. Luar Tump . DalamLap angan Tum. LuarTum p. Dala Lapangan Nmm) 9 86 70 0 1 40 61 20 0 11 45 00 00 1 68 00 2 39 00 0 1 94 60 0 /mm2) 0.23 2.43 1.98 0.003 0.04 0.03 y/(0.85f'c) 11.76 11.76 11.76 11.76 11.76 11.76 (mm2) 0 .0 00 6 0 .0 06 3 0 .0 05 1 0 .0 00 0 0 .00 01 0 .0 001 g dipakai(mm2) 0 .0 01 8 0 .0 06 3 0 .0 05 1 0 .0 01 8 0 .00 18 0 .0 018 erlu (mm2) 119 417 337 119 119 119

ngan yang dipakaiD 8- 30 0 D 8- 10 0 D 8- 12 5 D 8 -3 00 D 8-3 00 D 8-3 00 akai (mm2) 1 67 .4 7 5 02 .4 0 4 01.9 2 1 67 .4 7 1 67.4 7 1 67 .47 at Atap 250 x 250

Lokasi p enulangan

Jalur K olom Jalur T engah

Penulangan Plat Atap A Arah Utara - Selatan

(12)

T u m . L u ar T u m p . D a la m L ap a n ga n T u m . L u ar T u m p . D a la m L ap a n ga n Mu(Nmm) 986700 14061200 11450000 16800 239000 194600 R n(N/mm2) 0.23 2.43 1.98 0.00 0.04 0.03 m = f y/(0.85f'c) 11.76 11.76 11.76 11.76 11.76 11.76 ρ perlu(mm2) 0.0006 0.0063 0.0051 0.0000 0.0001 0.0001 ρyang dipakai(mm2) 0.0018 0.0063 0.0051 0.0018 0.0018 0.0018 Asperlu (mm2) 119 417 337 119 119 119

Tulangan yang d ipakai D8-300 D 8-100 D 8-125 D8-300 D8-300 D 8-300

As pakai (mm2) 167.47 502.40 401.92 167.47 167.47 167.47 Pelat Atap 250 x 250

Lokasi penulangan

Jalur Kolom Jalur T engah

5.3 Perancangan Struktur Tangga 5.3.1 Data Perancangan

Data perhitungan perancangan tangga : Panjang anak Tangga = 375 cm Tinggi Lantai ke Bordes = 200 cm

Tinggi Injakan = 12.5 cm

Lebar Injakan = 20 cm

Tebal Plat dasar Tangga = 15 cm Tebal Plat Bordes = 20 cm Jumlah Injakan (n)

= 200 × ( 1 ) = 16 anak tangga 12.5

Jumlah tanjakan = 16 – 1 = 15 buah Panjang Plat Tangga = 20 × 15 = 300 cm Kemiringan Tangga

= arc Tanα = 200  α = 33,7°

300

Penulangan Lentur Pelat Tangga

A s perlu = ρ perlu ×b×d x

= 0,0019 × 1.000 × 296 = 5,62 cm2 ₌

562 mm2

Jadi dipakai tulangan D8 – 75

As pakai = 628 mm2

Penulangan Geser Pelat Tangga

Komponen Struktur dibebani beban geser dan lentur

V u : 3.595,77 kg = 35.957,7 N

N u : 2.398,75 kg = 23.987,5 N

 Pakai sengkang φ 6 – 125 mm

Penulangan Susut Pelat Tangga

ρmin= 0,0018

A s perlu = ρmin×b ×d x

= 0,0018 × 1.000 × 296 = 532,8 mm2

Jadi dipakai tulangan D8 – 75 As pakai = 669,87 mm2

Penulangan Lentur Pelat Bordes

A s perlu= ρ perlu×b ×d x

= 0,0063 × 1000 × 156 = 989 mm2

Jadi dipakai tulangan D8 – 50

A s pakai = 1.004,8 mm2

Penulangan Geser Pelat Bordes

 Pakai sengkang φ 6 – 75 mm

5.4 Perancangan Balok Anak Menghitung Tulangan Tumpuan

MuTumpuan = 57.368.000 kNm Mn perlu = φ Tumpuan Mu = 57.368.000 / 0,8 = 71.710.000 Nmm Dipakai : d tulangan = 16 mm d sengkang = 8 mm Selimut beton = 40 mm d x = 400 – 40 – 8 – ½.16 = 344 mm

Pakai tulangan : 3 D 16 ⇒ As = 602,88 mm2

A s’ = ½ A s = ½ (536,64) = 268,32 mm2

Pakai tulangan : 3 D 16 ⇒ As’ = 602,88 mm2

Menghitung Tulangan Lapangan Balok Anak Pakai tulangan : 3 D 16 ⇒ As = 602,88 mm2

A s’ = ½ A s = ½ (402,48) = 201,24 mm2

Pakai tulangan : 3 D 16 ⇒ As’ = 602,88 mm2

Perhitungan Tulangan Geser Balok Anak Pasang 2Ǿ 10-150 (daerah tumpuan)

Pasang 2Ǿ 10-150 (daerah lapangan) 5.5 Perancangan Lift

Data Perancangan

Pada perancangan lift ini meliputi balok – balok yang berkaitan dengan ruang mesin lift,

yaitu terdiri dari balok pemisah sangkar dan balok penumpu depan. Untuk lift pada bangunan

ini menggunakan lift penumpang yang diproduksi oleh Young Jin dengan data – data sebagai berikut :

Tipe Lift : Passenger

Merk : Young Jin

Kapasitas : 15 orang ( 1.000 kg )

Kecepatan : 45 m/menit

Lebar pintu ( opening width ) : 900 mm

 Dimensi sangkar ( car size )

- Outside : 1.660 × 1.655 mm2

- Inside : 1.600 × 1.500 mm2

 Dimensi ruang luncur ( Hoistway )

- Duplex : 4.200 × 2.150 mm2

 Dimensi ruang mesin ( Duplex )

4.400 × 3.850 mm2

 Beban reaksi ruang mesin

R1 = 5.450 kg R2 = 4.300 kg

Penulangan Balok Pemisah Sangkar (50/70) Penulangan Daerah Lapangan

A sperlu = ρmin.b.d x

= 0,0039 × 500 × 637 = 1.242,15 mm2

Tulangan pasang 4 D22 ( A s = 1.519,76 mm2)

A s’ = 0,5 × A s

= 0,5 × 1.519,76 = 759,88 mm2

(13)

Tulangan pasang 2 D22 ( A s’ = 759,88 mm2)

Penulangan Geser Balok Pemisah Sangkar Lift 50/70 Tumpuan : pasang Ø12 – 300 mm Lapangan : Pasang Ø12 – 300 mm BAB VI

PERANCANGAN STRUKTUR PRIMER

6.1 Umum

Struktur primer memegang peranan penting dalam kekuatan suatu gedung. Untuk perancangan struktur primer pada Tugas Akhir ini ini menggunakan analisa Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), yaitu sistem rangka ruang dimana komponen – komponen struktur dan join – joinnya menahan gaya – gaya yang bekerja melalui aksi lentur, geser dan aksial. Dan pendetailannya memenuhi ketentuan – ketentuan pada (2847) Pasal 23.2 s_/

d 23.5.

Struktur primer yang direncanakan yaitu, 1. Balok Induk

2. Kolom

3. Hubungan Balok Kolom

Gambar Momen Envelope Hasil Analisa SAP2000

6.2 Perancangan Balok Induk Eksterior A(1-2) Lantai 2 b = 400 mm h = 600 mm f c’= 40 MPa f y= 400 MPa d tul = 22 mm d sengkang = 12 mm d’ = 40+12 + ½.22 = 63mm d x=h-d’ =600–63 =537mm

Rencana Penulangan Balok Induk Baris A(1-2), A(2-3), B(1-2) dan B(2-3) Lantai 2, 5 dan 10

6.2.3 Menghitung Tulangan Tumpuan Kiri Balok Induk

Eksterior A (1-2) lantai 2

Pada saat terjadi Gempa Timur (dari Kanan) Saat terjadi Gempa Timur (kanan) pada tumpuan kiri balok induk akan mengalami keadaan tarik pada tulangan sisi atas dan mengalami keadaan tekan pada tulangan sisi bawah.

Digunakan ρ tulangan tarik rangkap

=a% ρ pakai

Luas tulangan tarik = A s1= A s – A s’ = ρ × bw ×

(14)

= 2.577,60 mm2 Dimisalkan tulangan tekan leleh

M n1 = A s1× f y













×

−

w c y s b f f A d ' 85 . 0 2 1 = 514.585.999 Nmm M n2 =M n – M n1 = 76.724.001 Nmm

Kontrol apakah tulangan tekan sudah leleh :

ρ - ρ ’≥ y x y c f d f d f

−

×

600 600 ' ' 85 , 0 β ₁

0,0120 < 0,0233 (tulangan tekan belum leleh) Mencari nilai f s’ f s’ = ( ) y x y c _f d f d f < × × − × × × − ' ' ' 85 . 0 1 600 1 ρ ρ β = 211,09 MPa < 400 MPa Mencari nilai A s

M n2= A s’× f s’ × ( d x

−

d ') 76.724.001 Nmm = A s’ × 211,09 × ( 537 −63) A s’ = ( 537 63) 09 , 211 76.724.001 − × = 766,81 mm2

Jadi A s= A s1 + A s’ = 2.577,60 mm2+ 766,81 mm2

= 3.344,41 mm2

Pemilihan tulangan :

Sisi tarik pakai tulangan 9D22 ( A s= 3.419,46mm2> 3.344,41mm2)

Sisi tekan pakai tulangan 3D22 ( A s’= 1.139,82mm2> 766,81 mm2)

Dengan cara yang sama beban gempa dilakukan dari arah barat sehingga,

Pemilihan t ulangan :

Pada sisi tekan (atas) pakai tulangan 3D22 ( A s’ = 1.139,82 mm2 > 591,97 mm2)

Pada sisi tarik (bawah) pakai tulangan 8D22 ( A s= 3.039,52 mm2 > 2.954,77 mm2)

Rekapitulasi tulangan lentur pada tumpuan Barat Akibat gempa Timur

Tulangan Atas : 9D22 (As = 3.419,46 mm2)

Tulangan Bawah : 3D22 (As’ = 1.139,82 mm2)

Akibat gempa Barat

Tulangan Atas : 3D22 (As’ = 1.139,82 mm2)

Tulangan Bawah : 8D22 (As = 3.039,52 mm2)

Jadi tulangan yang dipakai adalah yang terbesar dari kedua arah pembebanan gempa, yaitu :

• Luas tulangan atas

= 9 D 22 (As= 3.419,46 mm2)

• Luas tulangan bawah

= 8 D 22 (As= 3.039,52 mm2)

Cek Momen Nominal tulangan terpasang dalam menahan gempa timur :

Luas tulangan tarik

= 9 D 22 (As= 3.419,46 mm2)

Luas tulangan tekan = 8 D 22 (As’ = 3.039,52

mm2₎

6.2.4 Menghitung Tulangan Lapangan Balok Induk Eksterior A (1-2) lantai 2

Mulapangan = 47.812.000 Nmm Mn perlu = Mu Perlu / Ø = 47.812.000 / 0,8 = 59.765.000 Nmm Kontrol balok T M n = C (d -1/2a) Didapatkan a1 = 1.069,66 mm a2 = 4,34 mm < t = 120 mm ( penampang balok persegi) Rn = 0,52 N/mm2 m= 11,765 40 85 , 0 400 ' 85 , 0 × fc = × = f _y ρ perlu = fy Rn m m × × − − 1 2 1 1 =0,0013 < ρmin (= 0,0039)

Maka, untuk perencanaan tulangan dipakai ρmin

A s = ρ perlu

×

b

×

d x

= 0,0039

×

400

×

537= 837,72 mm2

Pakai tulangan : 3 D 22 ⇒ A s= 1.139,82 mm2

Untuk nilai A s’ perludiambil

= ½ A s= ½

×

1.139,82 mm2 = 569,91 mm2

Pakai tulangan : 3 D 22 ⇒ A s’ = 1.139,82 mm2 Penulangan Balok Induk Eksterior A(1-2) Lantai2

Lokasi Mu Tul rangkap terpasang

Mu analisa tul rangkap (kNm) terpasang As (mm²) (kNm) Tumpuan Barat -473.05 A s1= 9D22 3419.46 523.27 419.20 A s1’ = 8D22 3039.52 463.72 Lapangan 47.81 3 D 22 1139.82 189.75 Tumpuan Timur -450.26 A s1= 9D22 3419.46 523.27 412.24 A s1’ = 8D22 3039.52 463.72

6.2.5 Kontrol penulangan balok sesuai (2847)

Kontrol Kekuatan lentur positif dimuka kolom ≥ 0,5 kuat momen negatif di muka

kolom Sesuai (2847) Pasal 23.3.2.2 ...(OK)

Kontrol tulangan minimal sesuai (2847) Pasal 23.3.2.1 :

...(OK)

(15)

Kontrol rasio tulangan ( ρ ) tidak boleh melebihi 0.025 sesuai (2847) Pasal 23.3.2.1... (OK)

Kontrol ρ akibat tulangan rangkap ...(OK)

Sesuai (2847) Pasal 23.3.2.2 : di tiap potongan sepanjang balok tidak boleh ada kuat momen positif maupun negatif yang kurang dari ¼ kuat momen max = ¼

×

523,27 = 131 kNm. Dari hasil perhitungan didapat tiap bagian balok terpasang tulangan denganM u> 131 kNm.

...(OK)

Sesuai (2847) Pasal 23.5.2.1 Tiap potongan baik di sisi bawah maupun atas harus ada 2 batang tulangan. Ini dipenuhi oleh tulangan

terpasang melebihi 2 batang

...(OK)

Sesuai (2847) Pasal 23.5.1.4 : bila tulangan longitudinal menembus HBK, harus d x =

521,33mm >20d b =20(22) =440mm. ...(OK)

6.2.9 Penulangan Geser Balok Induk Eksterior A (1-2) Lt.2

Perhitungan M pr Tulangan Tumpuan Balok

Eksterior (Ujung) A (1-2) Lt.2 Nam a Luas a Mpr Mpr (mm²) (mm) (kNm) (kNm) A s1 3.419,4 6 70,93 M pr 1 817.603.44 7 817,60 A s1' 3.039,5 2 69,09 M pr 2 724.569.78 5 724,57 A s2 3.419,4 6 72,28 M pr 3 817.675.95 6 817,60 A s2' 3.039,5 2 67,42 M pr 4 724.273.55 9 724,57

Sesuai dengan (2847) Pasal 23.3(4) (Kedua momen ujung harus diperhitungkan untuk kedua arah, yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam).

Pemasangan sengkang di dalam sendi plastis Berdasarkan (2847) Pasal 23.3.4.2 yang berbunyi tulangan transversal untuk memikul

geser dengan menganggap V c= 0, bila

a. Gaya Geser akibat gempa saja > 0.5 × total Gaya Geser ...(OK)

b. Gaya aksial tekan < A g × f c’ / 20 ...

(OK)

pakai sengkang 2 12 -75

Pemasangan sengkang di luar sendi Plastis (Lapangan)

pakai sengkang 2 12 – 200

6.3 Perancangan Kolom

Pada bab ini akan dilakukan perancangan penulangan memanjang dan geser pada Kolom Tepi untuk Lantai 2, kemudian dengan cara yang sama dilakukan penabelan untuk Kolom Ujung dan Tengah Lantai 2 dan Kolom Tepi, Ujung dan Tengah pada Lantai 5 dan 10. Dimensi kolom diasumsikan sama untuk Lantai 1s_/

d10 yaitu 800mm × 800mm.

Rencana Penulangan Kolom Baris A Lt 2, 5,10

Data Perancangan

f c’ = 40 Mpa

f y = 400 Mpa

Diameter tulang memanjang = 25 mm Diameter tulang sengkang = 14 mm Penampang kolom = 800 × 800 mm2

(16)

Diagram Interaksi Kuat Rencana Kolom Tengah antara Lantai 1 dan 2

Persyaratan “Strong Column Weak Beams” Kuat lentur kolom sesuai (2847) Pasal 23.4.2.2 harus memenuhi : g e M M ≥ ∑ ∑ 5 6

(“Strong Column Weak Beam”)

8 , 0 ) 33 , 579 24 , 672 ( kNm kNm M _g = × + × ∑ =1.564,46 KNm

Persyaratan “Strong Column Weak Beam” :

g e M M ≥ ∑ ∑ 5 6 M kNm M _e _g 1.877,3 5 6 92 , 776 . 3

×

≥

∑

=

∑

3.776,92 kNm ≥ 1.877,36 kNm .. (OK)

Memenuhi Persyaratan “Strong Column Weak Beams”

Penulangan Geser Kolom

Pengekangan kolom di daerah sendi plastis Panjang _o _≥ _h _{= 800 mm}

≥ 1/6 _n _{= 1/6 (4000 – 600) = 566,67 mm}

≥ 500 mm

daerah sendi plastis ( _o_{) sepanjang 800 mm}

Digunakan sengkang 4 16 – 100 mm ( Av =

803,84 mm2₎

Pengekangan kolom di luar daerah sendi plastis sengkang di luar sendi plastis 4 16 – 150 ( Av=769,3mm2)

Diagram Interaksi Kuat Rencana Kolom Tengah

dengan f s= 1,25 f ydan =1

6.4 Perancangan Hubungan Balok Kolom (HBK)

Data Perancangan

f c' = 40 Mpa

f y = 400 Mpa

Dimensi Balok Induk =400mm× 600mm

Dimensi Kolom = 800mm ×

800mm

Disain Hubungan Balok Kolom (HBK) Tepi A2 Lantai 2

Untuk perhitungan Hubungan Balok Kolom (HBK) Tepi A2 Lantai 2 ini digunakan Momen M pr3 dan M pr4 pada balok sisi kiri HBK

yaitu Balok Eksterior A (1-2) Lantai 2 dimana perhitungannya dapat dilihat pada BAB VII

Perancangan Balok Induk Tabel 6.4 Perhitungan

M pr Tulangan Tumpuan pada Balok Eksterior A

(1-2) Lt.2 hal 131.

M pr3= 817,60 kNm

M pr4= 724,57 kNm

Sedangkan untuk balok sisi kanan HBK digunakan Momen M pr1 dan M pr2 pada Balok

Interior A (2-3) Lantai 2 dimana perhitungannya dapat dilihat pada LampiranTabel Perhitungan

M pr Tulangan Tumpuan pada Balok Interior A

(2-3) Lt.2.

M pr1= 731,56 kNm

M pr2= 731,56 kNm

M u yang dihasilkan Akibat Pengaruh Gempa

Kanan M u= 2 56 , 731 60 , 817 2 2 3

+

=

+

pr pr M M =774,58 kNm

Analisa Geser dari HBK Tepi A2 Lantai 2

16

(17)

=













=

2 n u h h M V 455,64 kN T 1= A s2× 1.25 f y =1.519,76 kN T 2= A s3× 1.25 f y= 1.709,73 kN V x-x= T 1+T 2-V h = 2.773,85 kN

Berdasarkan (2847) Pasal 23.5.3.1 untuk balok – kolom yang terjepit pada ketiga sisinya

menggunakan rumus : ' 25 , 1 A_j f _c Vc = × × φ 40 800 800 25 , 1 75 , 0 × × × × = = 3.794,73 kN > V x-x= 2.773,85 kN …(OK) BAB VII PERANCANGAN PONDASI

Analisa Beban pada Pondasi

Dari Spesifikasi Wika Pile

Classification (“Daya Dukung Pondasi Dalam”

oleh Dr. Ir. Herman Wahjudi) direncanakan tiang pancang beton dengan :

• Diameter: 60 cm • Tebal : 10 cm • Kelas : C • f c’ : 600 kg/cm2 • Allowable axial : 229,50 ton

• Bending moment crack :

29,00 t-m

• Bending moment

ultimate: 58,00 t-m

Kombinasi IV (D + L + GRsp x) :

P max = 123,69 ton (menentukan)

P min = 66,66 ton

Dari perhitungan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa yang menentukan adalah kombinasi IV dengan P max = 123,69 ton maka

untuk 1 tiang pancang berlaku beban P max =

123,69 ton.

daya Dukung Pondasi Bor :

3 19 , 414 = = SF Q Q_ad L = 138,06 t/m2 (kedalaman 8m) Q L = P ijin ×η = 138,06 × 1 = 138,06 ton

JadiQ L= 138,06 ton > P max= 123,69 ton ..(OK)

P1 x y P2 P4 P3 0 .9 0 1 .5 0 0 .9 0 0 .90 1 .50 0 .90 My Mx Hy Hx 0 .8 0 0.8 0

Perletakan Tiang Pancang pada Poer

Perencanaan Poer Data-data perencanaan :

 Dimensi poer (BxL)=3.300 x 3.300 mm2

 Tebal poer ( t ) = 1000 mm

 Diameter tulangan utama = 25 mm  Tebal selimut beton = 100 mm Kontrol Geser Pons Poer

(2847) Pasal 13.12.2.1a (2847) Pasal 13.12.2.1b (2847) Pasal 13.12.2.1c

(18)

φ .V c > V u = P

0,75

×

18.829,16 kN > P = 350.664 kg

1.371.687 kg > P = 350.664 kg

Karena φ V c > V u maka hanya digunakan rasio

tulangan minimum = 0,0018 (2847) Pasal 9.12.2.1 maka Luas tulangan terpasang,

x s b d A = ρ _min × × 5 , 887 000 . 1 0018 , 0

×

=

s A = 1.597,5 mm2

Dipasang Tulangan D25-250 mm ( A s = 1.635,42

mm2₎

Penulangan Poer

Dengan menganggap jepit pada muka kolom, kemudian dilakukan perhitungan

Berat poer (qu) = 1 × 3,3 ×2.400 = 7.920kg/m’ = 7,29ton/m’ ton 276,12 ,06 138 2 2 4 2 3 1 2 1 = × = × = + = + = = t v t P P P P P P P

P k = 350,66 ton ( P hasil Kombinasi IV )

Pakai tulangan D25 – 125

Untuk arah y dengan cara yang sama dengan perhitungan penulangan arah x, didapatkan

Pakai tulangan D25 – 125

Pembebanan Poer (arah x)

Perencanaan Sloof

Struktur sloof dalam hal ini digunakan dengan tujuan agar terjadi penurunan secara bersamaan pada pondasi atau dalam kata lain sloof mempunyai fungsi sebagai pengaku yang menghubungkan antar pondasi yang satu dengan yang lainnya. Adapun beban –beban yang ditimpakan ke sloof meliputi berat sendiri sloof., berat dinding pada lantai paling bawah, beban aksial tekan atau tarik yang berasal dari 10%beban aksial kolom.

Data perancangan

Pada perancangan sloof ini, penulis

mengambil ukuran sloof berdasarkan sloof yang

berhubungan dengan kolom yang mempunyai gaya aksial terbesar yaitu P u = 350,66 ton.

 Dimensi sloof b = 400 mm h = 600 mm A g = 240.000 mm2  Mutu bahan : f c’ = 40 MPa f y = 400 MPa  Selimut Beton = 40 mm  Tulangan utama = 22 mm  Tulangan sengkang = ∅12 mm  Tinggi efektif (d ) = 600 – (40 + 12 + ½ . 19) = 538,5 mm

 P u kolom = 350,66 ton ( P hasil Kombinasi

IV Tabel 10.2)

P u = 10% P u kolom = 10% × 350.660 kg

= 35.066 kg = 350.660 N

Diagram Interaksi Sloof

Dari diagram interaksi dengan bantuan PCACOL didapat ρ = 1,183 %

Dipasang Tulangan 10 D 19 ( As = 2840 mm2₎

BAB VIII

(19)

PENUTUP

8.1 Kesimpulan

Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1.Dengan berdasarkan Gaya – gaya dalam yang terjadi setelah dilakukan analisa struktur dengan bantuan program SAP 2000 maka dapat disimpulkan bahwa struktur gedung ini dominan terhadap gaya – gaya gempa yang dihasilkan oleh beban dinamik.

2.

Di dalam suatu perencanaaan perlu berpedoman pada peraturan yang ada sesuai dengan tempat berlakunya peraturan tersebut. Dalam hal ini peraturan yang digunakan adalah SNI 03 – 2847 – 2002 mengenai peraturan umum pada perencanaan struktur

dan SNI 03 – 1726 – 2002 mengenai tata cara ketahanan gempa untuk bangunan gedung. Kedua peraturan tersebut merupakan peraturan baru di Indonesia.

3.

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus dirancang dengan menggunakan konsep

Strong Column Weak Beam yang merancang

kolom sedemikian rupa agar bangunan dapat berespon terhadap beban gempa dengan

mengembangkan mekanisme sendi plastis pada balok–baloknya dan dasar kolom.

4.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan struktur gedung dengan sistem SRPMK adalah : Detailing pada balok, kolom dan Hubungan balok – kolom.

5.Dari hasil analisa struktur dan perhitungan penulangan elemen struktur didapatkan data –

data perencanaan sebagai berikut :

A. Struktur atas dengan menggunakan beton bertulang dengan

dimensi sebagai berikut:

• Mutu Beton : 40 MPa

• Mutu Baja : 400 Mpa

• Tebal Pelat Atap : 12 cm

• Tebal Pelat Lantai : 12 cm • Jumlah Lantai : 10 Lantai

• Ketinggian Tiap Lantai : 4 meter

• Tinggi Gedung + Atap : 40 meter

• Dimensi Kolom : 80 × 80 cm2

• Dimensi Balok Induk : 40 × 60 cm2

• Dimensi Balok Anak : 30 × 40 cm2

• Wilayah Gempa : Zona 6

B. Struktur bawah direncanakan dengan tiang pancang dengan diameter 60 cm, dan

Sloof dengan dimensi 40 ×60 cm.

8.2 Saran

Perlu dilakukan studi lebih lanjut dan mendalam untuk mendapatkan hasil

perbandingan yang lebih baik dengan mempertimbangkan aspek teknis, nilai ekonomis dan estetika, sehingga hasil dari perbandingan yang telah dilakukan akan menjadi semakin lengkap.

Tanpa mengurangi aspek teknis (kekuatan), nilai ekonomis dapat ditekan dengan memperhatikan perbandingan prosentase antara luas penampang beton dengan luas penampang tulangan terpasang ( ρ maks > ρ > ρ min). Apabila

syarat prosentase belum dipenuhi maka perlu adanya perbaikan pada saat preliminary design.

Untuk pelat atap dan lantai dapat dilakukan pengurangan tebal pelat dengan tanpa mengurangi aspek kekuatan, karena dengan didukung oleh adanya balok anak hal ini dapat mengurangi ketebalan pelat atap dan lantai.