TARA CARA PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG

(1)

TARA CARA PERANCANGAN

BANGUNAN GEDUNG



Prosedur

dan

ketentuan

umum

perancangan

bangunan

gedung

merujuk pada SNI 03-1726-2002. untuk

gempa



Peraturan

Pembebanan

Indonesia

(2)

GEMPA RENCANA DAN KATAGORI GEDUNG



Gempa rencana ditetapkan mempunyai

periode ulang 500 tahun sehingga

probabilitas terjadinya terbatas pada

10 persen selama umur gedung 50

tahun.



Pengaruh

gempa

rencana

harus

(3)

STRUKTUR GEDUNG BERATURAN

DAN TIDAK BERATURAN



Struktur gedung beraturan harus memenuhi

ketentuan (SNI 03-1726-2002. pasal 4.2.1),

dapat ditinjau sebagai pengaruh gempa

ekivalen, sehingga dapat menggunakan

analisis statik ekivalen.



Struktur gedung tdk beraturan, yang tidak

(4)

DAKTILITAS STRUKTUR BANGUNAN



Daktail : kemampuan deformasi inelastis tanpa

kehilangan kekuatan yang berarti.



Struktur daktail : kemampuam struktur mengalami

simpangan pasca elastis yang besar secara berulang

kali dan bolak-balik akibat gempa yang menyebabkan

terjadinya

pelelehan

pertama,

sambil

mempertahankan kekuatan yang cukup, sehingga

struktur tetap berdiri, walaupun sudah berada di

ambang keruntuhan.



Faktor daktilitas gedung adalah rasio antara

(5)

DAKTAIL PENUH

suatu tingkat daktilitas struktur gedung, di mana strukturnya mampu

mengalami simpangan pasca-elastik pada saat mencapai kondisi di ambang

keruntuhan yang paling besar, yaitu dengan mencapai nilai faktor daktilitas

sebesar 5,3.

DAKTAIL PARSIAL

(6)

PERANCANGAN KAPASITAS



Struktur gedung yang terjadi harus

memenuhi syarat “

Strong

collomn-week beem

”artinya ketika menerima

(7)

WILAYAH GEMPA DAN SPEKTRUM RESPONS

Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 Wilayah Gempa seperti

ditunjukkan dalam Gambar 1, di mana Wilayah Gempa 1 adalah

wilayah dengan kegempaan paling rendah dan Wilayah Gempa 6

dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian Wilayah Gempa ini,

didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh

Gempa Rencana dengan perioda ulang 500 tahun, yang nilai

rata-ratanya untuk setiap Wilayah Gempa ditetapkan dalam Gambar 1 dan

(8)

(9)

(10)

PEMBEBANAN STRUKTUR DAN WAKTU GETAR ALAMI

FUNDAMENTAL



Beban mati : beban sendiri struktur yang

bersifat tetap dan bagian lain yang tak

terpisahkan dari gedung.



Beban hidup : semua beban yang terjadi

akibat penghunian , termasuk beban yang

tidak permanen.



Beban gempa : mencakup semua beban

(11)

BEBAN GESER NOMINAL STATIS EKIVALEN YANG

TERJADI DI TEKANAN DASAR TANAH DAPAT DIHITUNG :

Dimana: V = Beban gempa horizontal

C = Koefisien gempa

I = Faktor keutamaan gedung

(12)

Beban geser dasar nominal V menurut Pasal 6.1.2 harus dibagikan sepanjang

tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi

yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan :

Dimana: F_i = Beban gempa horizontal pada lantai ke-i W_i = Berat lantai ke- i

h_i = Tinggi lantai ke-i

(13)

Apabila rasio antara tinggi struktur gedung dan ukuran denahnya dalam arah

pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0,1 V harus dianggap

sebagai beban horisontal terpusat yang menangkap pada pusat massa lantai

tingkat paling atas, sedangkan 0,9 V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi

struktur gedung menjadi beban- beban gempa nominal statik ekuivalen

(14)

Waktu

getar

alami

fundamental

Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah masing-

masing sumbu utama dapat ditentukan dengan rumus Rayleigh sebagai berikut :

(15)

Untuk mencegah penggunaan struktur bangunan yang terlalu fleksibel , nilai waktu getar alami fundamental dibatasi bergantung nilai ζ untuk wilayah gempa dan jenis struktur dengan rumus :

T1 < ζ

Apabila waktu getar alami fundamental T1 struktur gedung untuk

penentuan Faktor Respons Gempa C1 menurut Pasal 6.1.2 ditentukan

dengan rumus-rumus empirik atau didapat dari hasil analisis vibrasi bebas 3

dimensi, nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari nilai yang

(16)

(17)

KOMBINASI PEMBEBANAN



Dengan menyatan kekuatan ultimit

suatu

struktur

gedung

dan

pembebanan ultimit sutu struktur

gedung itu berturut-turut sebagai

berikut :

(18)

KUAT TERFAKTOR HARUS DIPENUHI PERSYARATAN KEADAAN BATAS ULTIMIT SEBAGAI BERIKUT :



Faktor-faktor beban yang bekerja

(19)

KOMBINASI PEMBEBANAN (SNI 03-2847-2002



U = 1,4 D



U = 1,2 D + 1,6 L



U = 0,9 D + 1,0 E

(20)

TINJAUAN JENIS STRUKTUR ( SNI 03 -1726-2002) JENIS

STRUKTUR DIBEDAKAN MENJADI 7 SITEM DAN

SUBSISTEM :

1. Sistem dinding penumpu ( Bearing wall system), sistem struktur yang

tidak memiliki rangka ruang pemikul beban graftasi secara lengkap, dinding penumpu atau sistem brecing memikul hampir semua beban graftasi, beban lateral dipikul oleh dinding geser atau rangka brecing

2. Sistem rangka gedung (building frame system), Sistem struktur yang

pada dasarnya memiliki ruang pemikul beban graftasi secara lengkap. Beban lateral dipikul oleh dinding geser atau brecing.

3. Sistem rangka pemikul momen(momen resisting frame system),

Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki ruang pemikul beban graftasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.

4. Sistem ganda ( Dual system ),

 Rangka ruang memikul seluruh beban graftasi

 Pemikul beban lateral berupa dinding geser atau bresing, dengan rangka

pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25 persen dari seluruh beban lateral.sedangkan sisanya akan dipikul oleh dinding geser.

 Kedua sistem harus direncanakan untuk memikul bersama- sama seluruh

(21)

5. Sistem struktur gedung kolom kantilever

sistem struktur yang memanfaatkan kolom

kantilever untuk memikul beban lateral

6.

Sistem interaksi dinding geser dengan rangka

7. Sub sistem tunggal

(22)

(23)

STRUKTUR GEDUNG YANG TIDAK BERATURAN

Perhitunganrespons dinamik

Struktur gedung tidak beraturan terhadap pembebanan gempa nominal

akibat pengaruh Gempa Rencana, dapat dilakukan dengan metoda analisis ragam

spektrum respons dengan memakai Spektrum Respons Gempa Rencana menurut

Gambar 2 yang nilai ordinatnya dikalikan faktor koreksi I/R, di mana I adalah

Faktor Keutamaan menurut Tabel 1, sedangkan R adalah faktor reduksi gempa

representatif dari struktur gedung yang bersangkutan. Dalam hal ini, jumlah ragam

vibrasi yang ditinjau dalam penjumlahan respons ragam menurut metoda ini harus

sedemikian rupa, sehingga partisipasi massa dalam menghasilkan respons total

(24)

Pusat rotasi lantai tingkat suatu struktur gedung :

adalah suatu

titik pada lantai tingkat itu yang bila suatu beban horisontal

bekerja padanya, lantai tingkat tersebut tidak berotasi, tetapi

hanya bertranslasi, sedangkan lantai-lantai tingkat lainnya yang

tidak mengalami beban horisontal semuanya berotasi dan

bertranslasi.

Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus

(25)

- untuk 0 < e < 0,3 b :

ed = 1,5 e + 0,05 b Atau

ed = e - 0,05 b

dan dipilih di antara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau;

- untuk e > 0,3 b :

ed = 1,33 e + 0,1 b Atau

ed = 1,17 e - 0,1 b

dan dipilih di antara keduanya yang pengaruhnya paling

(26)

Dalam perencanaan struktur gedung terhadap pengaruh Gempa

Rencana, eksentrisitas rencana ed antara pusat massa dan pusat rotasi lantai

tingkat menurut Pasal 5.4.3. harus ditinjau baik dalam analisis statik, maupun

(27)

Wilayah Gempa ζ Tabel koefisien waktu getar alami

Pengaruh P-Delta

Struktur gedung yang tingginya diukur dari taraf penjepitan lateral adalah lebih

dari 10 tingkat atau 40 m, harus diperhitungkan terhadap Pengaruh P-Delta, yaitu

suatu gejala yang terjadi pada struktur gedung yang fleksibel, di mana simpangan

ke samping yang besar akibat beban gempa lateral menimbulkan beban lateral

tambahan akibat momen guling yang terjadi oleh beban gravitasi yang titik

(28)

Untuk mensimulasikan arah pengaruh Gempa Rencana yang sembarang terhadap

struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama yang ditentukan

menurut Pasal 5.8.1 harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi

bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada

arah utama pembebanan tadi, tetapi dengan efektifitas hanya 30%.

Arah pembebanan gempa

5.8.1 Dalam perencanaan struktur gedung, arah utama pengaruh Gempa

Rencana harus ditentukan sedemikian rupa, sehingga memberi pengaruh terbesar

(29)

Untuk mensimulasikan arah pengaruh Gempa Rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama yang ditentukan menurut Pasal 5.8.1 harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama pembebanan tadi, tetapi dengan efektiftas hanya 30%.

Perencanaan struktur gedung beraturan

Beban gempa nominal statik ekuivalen

Struktur gedung beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan

gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana dalam arah

masing-masing sumbu utama denah struktur tersebut, berupa beban gempa nominal

(30)

Perencanaan struktur gedung tidak beraturan

Ketentuan untuk analisis respons dinamik

Nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa

nominal akibat pengaruh Gempa Rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh

diambil kurang dari 80% nilai respons ragam yang pertama. Bila respons dinamik

struktur gedung dinyatakan dalam gaya geser dasar nominal V, maka persyaratan

tersebut dapat dinyatakan menurut persamaan berikut :

V > 0,8 V1

di mana V1 adalah gaya geser dasar nominal sebagai respons ragam yang pertama

(31)

Perhitunganrespons dinamik

Struktur gedung tidak beraturan terhadap pembebanan gempa nominal

akibat pengaruh Gempa Rencana, dapat dilakukan dengan metoda analisis

ragam spektrum respons dengan memakai Spektrum Respons Gempa Rencana

menurut Gambar 2 yang nilai ordinatnya dikalikan faktor koreksi I/R, di mana I

adalah Faktor Keutamaan menurut Tabel 1, sedangkan R adalah faktor reduksi

gempa representatif dari struktur gedung yang bersangkutan. Dalam hal ini,

jumlah ragam vibrasi yang ditinjau dalam penjumlahan respons ragam menurut

metoda ini harus sedemikian rupa, sehingga partisipasi massa dalam

(32)

Penjumlahan respons ragam yang disebut dalam Pasal 7.2.1 untuk struktur

gedung tidak beraturan yang memiliki waktu-waktu getar alami yang

berdekatan, harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi

Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC). Waktu getar

alami harus dianggap berdekatan, apabila selisih nilainya kurang dari 15%.

Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang

berjauhan, penjumlahan respons ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda

yang dikenal dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares

(33)

Kinerja Struktur Gedung

Kinerja Batas Layan

1. Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

akibat pengaruh Gempa Rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan

baja dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah

kerusakan non-struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan

antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat

pengaruh Gempa Nominal yang telah dibagi Faktor Skala.

(34)

Kinerja batas ultimit

1. Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan

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 untuk mencegah benturan

berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah

dengan sela pemisah (sela delatasi). Sesuai Pasal 4.3.3 simpangan dan

simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung

akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali ξ

(35)

- Untuk Struktur gedung beraturan :

- Untuk Struktur tidak gedung beraturan :

(36)

2. Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur gedung, dalam

segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung menurut Pasal 8.2.1 tidak boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

RANGKUMAN

PERATURAN PEMBEBANAN INDONESIA UNTUK GEDUNG - 1983

• _{POMBINASI PEMBEBANAN:} • Pembebanan Tetap : M + H

• _{Pembebanan Sementara: M + H + A} • _{: M + H + G}

• _{Pembebanan Khusus : M + H + G} • : M + H + A + K

(44)

Dimana:



M = Beban Mati, DL (Dead Load)



H = Beban Hidup, LL (Live Load)



A = Beban Angin, WL (Wind Load)



G = Beban Hidup, E (Earthquake)



K = Beban Khusus

Beban Khusus, beban akibat selisih suhu, pengangkatan dan pemasangan, penurunan

(45)

PERENCANAAN KOMPONEN STRUKTURAL GEDUNG DIRENCANAKAN DENGAN KEKUATAN BATAS, MAKA BEBAN TERSEBUT PERLU DIKALIKAN DENGAN FAKTOR BEBAN

Pada peninjauan beban kerja pada tanah dan pondasi,

Faktor keamanan (SF ≥ 1,5)

(46)

BEBAN MATI, BERAT SENDIRI BAHAN BANGUNAN KOMPONEN GEDUNG

Baja 7.850 kg/m3

Batu Alam 2.600 kg/m3

Batu belah, batu bulat, batu gunung (berat tumpuk) 1.500 kg/m3

BAHAN BANGUNAN

Batu karang (berat tumpuk) 700 kg/m3

Batu pecah 1.450 kg/m3

Besi tuang 7.250 kg/m3

Beton (1) 2.200 kg/m3

(47)

KOMPONEN GEDUNG

ADUKAN, PER CM TEBAL :

- dari semen 21 kg/m2

- dari kapur, semen merah atau tras 17 kg/m2

Aspal, termasuk bahan-bahan mineral tambahan, per cm tebal 14 kg/m2

Dinding Pas. Bata merah :

- satu batu 450 kg/m2

- setengah batu

Dinding pasangan batako :

250 kg/m2

Berlubang :

- tebal dinding 20 cm (HB 20) 200 kg/m2

- tebal dinding 10 cm (HB 10) 120 kg/m2

Tanpa lubang

- tebal dinding 15 cm 300 kg/m2

- tebal dinding 10 cm 200 kg/m2

Langit-langit dan dinding (termasuk rusuk-rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku), terdiri dari :

-semen asbes (eternit dan bahan lain sejenis), dengan tebal maksimum 4 mm

200

11

kg/m2

(48)

- kaca, dengan tebal 3 – 4 mm 10 kg/m2 Lantai kayu sederhana dengan balok kayu, tanpa langit- 40 kg/m2 langit dengan bentang maksimum 5 m dan untuk beban

hidup maksimum 200 kg/m2

Penggantung langit-langit (dari kayu), dengan bentang maksimum

7 kg/m2

5 m dan jarak s.k.s minimum 0,8 m

Penutup atap genting dengan reng dan usuk/kaso per m2 50 kg/m2 bidang atap

Penutup atap sirap dengan reng dan usuk/kaso per m2 40 kg/m2 bidang atap

Penutup atap seng gelombang (BWG 24) tanpa gordeng 10 kg/m2 Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton,

tanpa adukan, per cm tebal

Semen asbes gelombang (tebal 5 mm)

24 11

kg/m2 kg/m2

Catatan :

(1) Nilai ini tidak berlaku untuk beton pengisi

(2) Untuk beton getar, beton kejut, beton mampat dan beton padat lain sejenis, berat sendirinya harus ditentukan sendiri. (3) Nilai ini adalah nilai rata-rata, untuk jenis kayu tertentu lihat Peraturan

(49)

BEBAN HIDUP PADA LANTAI GEDUNG, SUDAH TERMASUK PERLENGKAPAN RUANG SESUAI DENGAN KEGUNAAN DAN JUGA DINDING PEMISAH RINGAN (Q ≤ 100 KG/M'). BEBAN BERAT DARI LEMARI ARSIP, ALAT DAN MESIN HARUS DITENTUKAN TERSENDIRI

Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

a. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut dalam b. 200 kg/m2

b. Lantai dan tangga rumah sederhana dan gudang-gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik atau bengkel.

150 kg/m2

c. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran,hotel, asrama dan rumah sakit.

250 kg/m2

d. Lantai ruang olah raga 400 kg/m2

(50)

f. Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a s/d e, seperti masjid,gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton

400 kg/m2

g. Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri.

500 kg/m2

h. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c. 300 kg/m2 i. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d, e, f dan

g.

500 kg/m2

j. Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f dan g. 250 kg/m2 k. Lantai untuk: pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko buku,

toko besi, ruang alat-alat dan ruang mesin, harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri, dengan minimum

400 kg/m2

l. Lantai gedung parkir bertingkat:

- untuk lantai bawah 800 kg/m2 - untuk lantai tingkat lainnya 400 kg/m2 m Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban

hidup dari lantai ruang yang berbatasan, dengan minimum

300 kg/m2

(51)

BEBAN HIDUP PADA ATAP GEDUNG, YANG DAPAT DICAPAI DAN DIBEBANI OLEH ORANG, HARUS DIAMBIL MINIMUM SEBESAR 100 KG/M2 BIDANG DATAR.

ATAP DAN/ATAU BAGIAN ATAP YANG TIDAK DAPAT DICAPAI DAN DIBEBANI OLEH ORANG, HARUS DIAMBIL YANG MENENTUKAN (TERBESAR) DARI:

Beban terbagi rata air hujan

 Wah = 40 - 0,8 α dengan,

α = sudut kemiringan atap, derajat ( jika α > 50o dapat diabaikan). Wah = beban air hujan, kg/m2 (min. Wah atau 20 kg/m2)

 Beban terpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam kebakaran dengan peralatannya sebesar minimum 100 kg.

(52)

REDUKSI BEBAN HIDUP PADA PERENCANAAN BALOK INDUK DAN PORTAL (BEBAN HORISONTAL/GEMPA DAN ANGIN), DAPAT DIKALIKAN DENGAN FAKTOR REDUKSI.

KOEFISIEN REDUKSI BEBAN HIDUP

Penggunaan Gedung Koefisien Reduksi beban Hidup_Peninjauan Beban Gravitasi

Peninjauan Beban Gempa PERUMAHAN/HUNIAN

Rumah tinggal, asrama, hotel, rumah sakit 0,75 0,30 PENDIDIKAN

Sekolah, ruang kuliah 0,90 0,50 PERTEMUAN UMUM

Masjid, gereja, bioskop, restoran, ruang dansa, ruang pagelaran 0,90 0,50 PERKANTORAN

Kantor, bank 0,60 0,30

PERDAGANGAN

Toko, toserba, pasar 0,80 0,80 PENYIMPANAN

Gudang, perpustakaan, ruang arsip 0,80 0,80 INDUSTRI

Pabrik, bengkel 1,0 0,90

TEMPAT KENDARAAN

Garasi, gedung parkir 0,90 0,50 GANG DAN TANGGA

- perumahan/hunian 0,75 0,30

- pendidikan, kantor 0,75 0,50 - pertemuan umum, perdagangan, penyimpanan, industri, tempat

kendaraan

(53)

REDUKSI BEBAN HIDUP PADA PERENCANAAN ELEMEN VERTIKAL

STRUKTUR (KOLOM, DINDING DAN PONDASI), DAPAT DIKALIKAN DENGAN FAKTOR REDUKSI. KECUALI UNTUK KEGUNAAN LANTAI BANGUNAN:

LANTAI GUDANG, RUANG ARSIP, PERPUSTAKAAN DAN RUANG PENYIMPANAN SEJENIS;

LANTAI RUANG YANG MEMIKUL BEBAN BERAT TERTENTU YANG BERSIFAT TETAP, SEPERTI ALAT DAN MESIN.

PADA PERENCANAAN PONDASI, BEBAN HIDUP PADA LANTAI YANG MENUMPU DI ATAS TANAH HARUS TURUT DITINJAU, DIAMBIL PENUH TANPA DIKALIKAN KOEFISIEN REDUKSI._{KOEFISIEN REDUKSI BEBAN HIDUP KUMULATIF}

Jumlah lantai yang dipikul (n)

(54)

BEBAN ANGIN, MENGANGGAP ADANYA TEKANAN

POSITIF (PRESSURE) DAN TEKANAN

NEGATIF/ISAPAN(SUCTION) BEKERJA TEGAK LURUS

BIDANG YANG DITINJAU.

Tekanan Tiup:

● daerah jauh dari tepi laut, diambil minimum 25 kg/m2.

● di laut dan tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai, diambil minimum 40 kg/m2 atau diambil dari rumus pendekatan

dengan,