Analisis dan Desain Struktur Rangka Gedung 20 Tingkat Simetris Dengan Sistem Ganda.

(1)

vi Universitas Kristen Maranatha

ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR RANGKA GEDUNG 20

TINGKAT SIMETRIS DENGAN SISTEM GANDA

Yonatan Tua Pandapotan NRP 0521017

Pembimbing :Ir Daud Rachmat W.,M.Sc

ABSTRAK

Sistem struktur pada gedung bertingkat antara lain kolom, balok dan pelat. Selain itu untuk menambah kekakuan struktur dan menyerap gaya geser seiring dengan semakin tingginya gedung maka dibutuhkanlah struktur yang dapat membantu yaitu dinding geser. Dinding geser juga berpilaku sebagai balok lentur kantilever. Oleh karena itu, dinding geser selain menahan geser juga menahan lentur.

Pada penelitian Tugas Akhir ini dinding geser yang ditinjau dari bangunan tinggi yang berfungsi sebagai apartemen. Penelitian difokuskan untuk menganalisa tulangan dinding geser. Analisa tulangan dinding geser ini menggunakan 2 metode, yaitu dengan bantuan perangkat lunak (software) yaitu ETABS 9.1 dan perhitungan manual. Hasil analisis tulangan dari kedua metode itu akan dibandingkan. Selain itu pula karena sistem gedung ini menggunakan sistem ganda yaitu menggunakan gabungan antara Sistem rangka (balok dan kolom) dan dinding geser maka akan ditampilkan bahwa gedung tersebut memenuhi syarat dari system ganda tersebut yaitu Sistem rangka minimal memikul beban lateral 25% dari total beban lateral yang dipikul oleh gedung.

(2)

ix Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman Judul i

Surat Keterangan Tugas Akhir ii

Surat Keterangan Selesai Tugas Akhir iii

Lembar Pengasahan iv

Pernyataan Orsinalitas Laporan Tugas Akhir v

Abstrak vi

Kata Pengantar vii

Daftar Isi ix

Daftar Gambar x

Daftar Tabel xii

Daftar Notasi xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1Latar Belakang 1

1.2Tujuan Penulisan 1

1.3Ruang Lingkup Penelitian 2

1.4Sistematika Pembahasan 2

BAB II TINJAUAN LITERATUR 3

2.1 Sistem Struktur Penahan Beban Lateral 3

2.1.1 Sistem Tunggal (Single System) 3

2.1.2 Sistem Ganda (Dual System) 4

2.2 Analisis Dinamik Respons Spektrum 5

2.3 Dinding geser (shearwall) 8

2.3.1 Tinjauan Ekonomis Konstruksi Dinding 9

2.3.2 Elemen Struktur Dinding Geser 9

2.3.3 Perencanaan Dinding Geser 11

2.3.4 Langkah-langkah Penulangan Dinding Geser (Shearwall) 12

BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN 15

3.1 Komponen Gedung 15

3.1.1 Data Struktur 15

3.1.2 Data Material 15

3.2 Data Pembebanan 15

3.3 Pemodelan Struktur dan Perhitungan Shearwall dengan Program ETABS 17

3.4 Perhitungan Shearwall manual 44

3.5 Hasil dan Pembahasan Tulangan Shearwall 48

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 53

4.1 Kesimpulan 53

4.2 Saran 53

Daftar Pustaka 54

(3)

x Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Faktor reduksi gempa…………..…..………..……….…..5

Gambar 3.1 Denah struktur gedung ……….16

Gambar 3.2 Tampilan awal program………...17 Gambar 3.3 Sumbu dan grid………...………...17 Gambar 3.4 Data material concreate………...………..18

Gambar 3.5a Dimensi Balok………...………...18 Gambar 3.5b Reinforcement Dimensi Balok………...…..19 Gambar 3.5c Property Modificaton Factors………..19 Gambar 3.6a Dimensi kolom………...……..20

Gambar 3.6b Reinforcement Dimensi Kolom ………...………20

Gambar 3.6c Property Modification Factor………...………...21

Gambar 3.7a Dimensi wall ..………...………..21 Gambar 3.7b Stiffness Modification Factors………...………..22

Gambar 3.8 Dimensi pelat………...………..22

Gambar 3.9 Penggambaran balok………...………...23

Gambar 3.10 Penggambaran kolom…………..………...23

Gambar 3.11 Penggambaran wall………..23

Gambar 3.12 Penggambaran pelat………...23

Gambar 3.12 Denah Struktur……….23

Gambar 3.13a Input beban Live ………...…….24

Gambar 3.13b Input beban SDL………...….24

Gambar 3.14 Define load cases ………....24

Gambar 3.15 Dynamic analysis parameters ……….25

Gambar 3.16 P-Delta parameters………...……...25

Gambar 3.17 Response spectrum UBC 97 function definition ...….…...………...26

Gambar 3.18 Respons spectrum gempa rencana wilayah 4………...26

Gambar 3.19 Response spectrum case 1………27

Gambar 3.21 Diaphragms………..28

Gambar 3.22 Table Response Spectrum Base Reactions………...28

Gambar 3.23 Table Center Mass Ragidity……….29

Gambar 3.24 Tabel Modal Participating Mass Ratio ………....29

Gambar 3.25 Response spectrum case 1………....31

Gambar 3.27 Response Spectrum Base Reactions……….32

Gambar 3.28 Load Combination Data………...34

Gambar 3.32 Response Spectrum Case Data ………....36

Gambar 3.33 Concrete Frame Design Preferences ...………...………37

Gambar 3.34 Concrete Frame Design Overwrites (UBC 97) ………...……37

(4)

xi Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.36 Denah Penamaan Shearwall Arah X………39

Gambar 3.37 Denah Penamaan Shearwall Arah X………....40

Gambar 3.38 Denah Penamaan Shearwall Arah Y …...………41

Gambar 3.39 Shearwall yang diberi label pier………...………...42

Gambar 3.40 Hasil keluaran program ETABS……….………...…...42

Gambar 3.41 Gambar tulangan shearwall di ETABS………...…….43

Gambar 3.42 Gambar besar tulangan, spasi dan cover tulangan arah X………...43

Gambar 3.43 Gambar tulangan shearwall di ETABS………43

Gambar 3.44 Gambar besar tulangan, spasi dan cover tulangan arah Y……….……..44

Gambar 3.45 Tulangan dinding geser (L = 5000 mm)……….………….51

(5)

xii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

(6)

xiii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI

Acv : luas penampang total dinding struktural Ag : luas tulangan shearwall

C1 : nilai faktor respons gempa D : diameter tulangan

fc’ : mutu beton fy : tegangan leleh hc : dimensi inti (core) hw : tinggi gedung I : faktor keutamaan I : momen inersia lw : panjang shearwall Mu : momen batas

nleg : jumlah lapisan tulangan Pu : gaya aksial

R : nilai faktor reduksi gempa s : jarak tulangan

T : waktu getar ts : tebal shearwall

V : gaya geser dasar nominal Vn : gaya geser ijin

Vu : gaya geser batas Wt : berat total massa

y : jarak dari ujung shearwall sampai tengah bentang shearwall

αc ; rasio kekakuan lentur

δu peralihan atau displacement shearwall

ρn : rasio penulangan arah horisontal (transversal) nmin : rasio distribusi tulangan minimum

ρv : rasio penulangan vertikal

(ksi) : faktor pengali dari simpangan struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana pada taraf pembebanan nominal untuk mendapatkan simpangan maksimum struktur gedung pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan.

(7)

xiv Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran L.1 Preminary ………...……...……57

(8)

57 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR

LAMPIRAN

L.1 Preminary

(9)

LAMPIRAN

1

PREMINARY

Desain penampang balok

L (bentang terpanjang) = 6 m (Dua Tumpuan) h = 1/16L = 1/16 6000 = 375 mm~ 400 mm b = ½ h = ½ 400 = 200 mm~ 300 mm dipilih ukuran balok h = 400 mm, b = 300 mm

dimensi diatas dipakai untuk bentangan 5 m dan 2 m juga.

Desain pelat

Diketahui: fc’ = 40 MPa fy = 400 MPa

Perhitungan Tebal Pelat lantai diambil dari luasan yang terbesar

Cek perilaku pelat lantai 2 , 1 5000 6000 _ 

x y

L L

≤ 2 memakai pelat 2 arah

Bentang bersih (Ln)

Ln1 = 6000 300 5700mm 2

1

2 

  

(10)

59 Universitas Kristen Maranatha Ln2 = 5000 300 4700mm

2 1

2 

      

β = 1,212

4700 5700

2

1  

n n

L L

hmax=

36 1500 8 , 0 1     

 _ y n f L =





36 1500 400 8 , 0 5700 

= 168,889 ~ 170 mm

hmin =

 9 36 1500 8 , 0 2      

 _ y n f L =





) 212 , 1 ( 9 36 1500 400 8 , 0 4700  

= 106,875 ~ 110 mm Tebal pelat (h) = 140 mm

(11)

LAMPIRAN 2

HASIL PERHITUNGAN MANUAL

Data Struktur : tinggi gedung (hw) = 80 m Data Material : fc’ = 40 MPa

fy = 400 MPa

Data dinding geser: tebal (ts) = 500 mm Panjang (lw) = 5000 mm

Hasil keluaran dari ETABS pada shearwall (P1X) pada lantai 1-5: Pu = 22829,28 KN

Vu = 3921,50 KN Mu = 64771,92 KNm

Langkah perhitungan tulangan shearwall:

1. Menentukan baja tulangan horisontal dan transversal minimum yang diperlukan. a. Periksa apakah dibutuhkan dual layer tulangan

' 6

1

c cv u A f

V 

Acv= 5 m x 0,5 m = 2,5 m2 '

6 1

c cv f

A = 2,5 40 103

6 1

 = 2635,231 KN

Vu = 3921,50 KN > 2635,231 KN, sehingga diperlukan dual layer tulangan. Kuat geser maksimum :

3

10 6

40 3 5 ' 6

5

    c cv f

A = 13176,156 KN

Ok, gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser shearwall b. Baja tulangan horisontal dan transversal yang dibutuhkan.

(12)

61 Universitas Kristen Maranatha Luas Shearwall / meter panjang

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

Ash = ts x 1m x 0,0025 = 0,5 m x 1m x 0,0025 = 0,00125 m2 = 1250 mm2 Bila digunakan baja tulangan D25, maka

Jenis baja tulangan D25 dipasang dual layer, diperoleh data seperti Tabel L2.1

Tabel L2.1 Jumlah tulangan horisontal dan transversal shearwall

Jenis Dimensi As (mm2)

Jumlah Diameter (mm) Luas/ bar (mm2)

D25 2 25 490,873 981,7477

Maka jumlah pasangan tulangan yang diperlukan adalah =

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 27

, 1 7477

, 981

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000

 

Karena s = 500 Jumlah tulangan =

  

 _

500 500 500

5000

2 = 22 buah

2. Tentukan baja tulangan yang diperlukan untuk menahan geser

Asumsi kita gunakan konfigurasi tulangan di point 1.b, yaitu dual layer D25, tapi dengan spasi tulangan 300 mm

Kuat geser shearwall:

Vn= 

  



 _f _ _f

(13)

62 Universitas Kristen Maranatha Dimana: w w l h = 5 80

=16 > 2

Untuk h_w l_w> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw <1,5,

α

c = 1 ₄

     mm mm n A n_leg _s

n

5000 500

 0,01727

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = A_cv



_c f_c'_nf_y



= 5000500



0,167 400,01727400



103 = 19919,261 KN

OK, Vu = 3921,50 KN < Vn= 19919,261 KN, shearwall cukup kuat menahan geser

Rasio tulangan _v tidak boleh kurang dari _n apabila h_w l_w< 2, jadi karena h_w l_w = 16, maka yang digunakan adalah rasio tulangan minimum.

Gunakan dual layer D25 dengan spasi 300 mm untuk arah vertikal dan horisontal. Karena s = 300

Jumlah tulangan =

    _ 300 500 300 5000

2 = 36,666 diambil 38 buah 3. Tentukan apakah Special boundary Element diperlukan?

Special boundary Element diperlukan apabila kombinasi momen dan gaya aksial terfaktor yang bekerja pada shearwall melebihi 0,2 f_c'

a. Special boundary Element diperlukan jika :

I y M A p u g u 

> 0,2 fc'

Besar persamaan diatas adalah :

I y M A p _u g u  = 4 2 20833 , 5 5 , 2 92 , 64771 5 , 2 28 , 22829 m m kNm m

kN_ 

= 40222.23N/m2~40,22 Mpa Sedangkan

(14)

63 Universitas Kristen Maranatha 40,22 Mpa > 8 Mpa, maka Special boundary element diperlukan.

b. Spesial boundary element diperlukan jika jarak c dari serat terluar zone kompresi lebih besar lebih besar dari harga yang diperoleh dari:

007 , 0 , 600         w u w u w h h l c          w u w h l c  600 =       cm cm cm 8000 35 600 500

= 190,476 cm

w u

h c  =

8000 35 

c =0.004375cm

Diambil nilai c terbesar dari hasil perhitungan diatas.

Spesial boundary element setidaknya harus dibuat sepanjang c- 0,1lw dari serat tekan,

atau 2 c

c- 0,1lw = 1904,76 mm - (0,1x5000mm) =1404,76 mm~1405 mm

atau 952,38

2 76 , 1904

2  

c

mm

gunakan yang terbesar, panjang spesial boundary element yaitu 1405mm

Confinement 100 cm x 40 cm

Asumsi kita gunakan hoops berbentuk persegi dengan tulangan D19. Karakteristik inti penampang :

hc = dimensi inti (core), jarak yang diukur dari centroid ke centroid hoops. = 1000 mm – (2x50 + 2x19/2) = 881 mm

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara : - 1/4 panjang sisi terpendek

= 1/4 x 400 = 100 mm

- 6 x diameter tulangan longitudinal 6 x 25 mm = 150 mm

(15)

64 Universitas Kristen Maranatha 3

350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

c

h Sx

 

 =

3 667 , 604 350

100   = 20,888 mm

jadi, gunakan hoops dengan tulangan D19 dengan spasi 100 mm Dengan D19 dengan spasi 10 cm, confinement yang dibutuhkan:

yh c c

f f sh Ash 0,09 '

=

Mpa

Mpa mm

mm 400

40 881

100 09 ,

0   

= 792,9 mm2

Kolom menggunakan 24 D20, segingga dapat mengaitkan 3 hoops dan cross tie di masing-masing sisi.

Jenis baja tulangan, dipeoleh data seperti pada Tabel L2.2

Tabel L2.2Tulangan Confinement 100 cm x 40 cm

Jumlah Diameter (mm) Luas/bar (mm2)

19 3 19 283,528 850,584

Ok, 850,584 mm2 >792,9 mm2, 3 hoops D19 dengan spasi 100 cm dapat digunakan.

Confinement untuk shearwall

Sebagai trial awal gunakan tulangan D19. Spasi maksimum yang diizinkan untuk D19 adalah

- 1/4 panjang sisi terpendek = 1/4 x 400 = 100 mm

(16)

65 Universitas Kristen Maranatha 3

350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

hc Sx

 

 = 132 mm

jadi, gunakan hoops dengan tulangan D19 dengan spasi 100 mm Dengan D19 dengan spasi 10 cm, confinement yang dibutuhkan :

yh c

f shcf Ash0,09 '

=

400

40 381

100 09 ,

0  mm mm Mpa

= 342,9 mm2

Tabel L2.3 Tulangan Confinement untuk shearwall

Jenis Dimensi As

(mm2) Jumlah Diameter (mm) Luas/ bar (mm2)

D19 2 19 283,528 567,056

Ok, 567,056mm2 >342,9 mm2 2 hoops D19 dengan spasi 10 cm dapat digunakan.

Tulangan transversal di boundry element harus dilebihi panjangnya sepanjang lw = 5 m atau

u u

V M

4 = 4(3921,50) 92

,

(17)

66 Universitas Kristen Maranatha Hasil keluaran dari ETABS pada shearwall (P2X) pada lantai 6-10:

Pu = 21544,01 KN Vu = 3928,17 KN Mu = 58819,17 KNm

1. Menentukan baja tulangan horizontal dan transversal minimum yang diperlukan. a. Periksa apakah dibutuhkan dual layer tulangan

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 5 m x 0,5 m = 2,5 m2 '

6 1

c cv f

A = 2,5 40 103

6 1

 = 2635,231 KN

Vu = 3928,17 KN > 2635,231 KN, sehingga diperlukan dual layer tulangan. Kuat geser maksimum :

3

10 6

40 5 , 2 5 ' 6

5

    c

f

Acv = 13176,156 KN

Ok, gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser shearwall b. _{Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan}.

Rasio distribusi tulangan minimum 0,0025 dan spasi maksimum 45 cm Luas Shearwall / meter panjang

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(18)

Tabel L2.4 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D25 2 25 490,873 981,7477

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 27

, 1 7477

, 981

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

  

 _

500 500 500

5000

2 = 22 buah

Vn= Acv_c fc nf _

,

Dimana:

w w

l h

= 5 80

=16 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

ngan jumlahtula A

n_leg _s

n

5000 500

 0,01727

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = Acv



c fc'nfy



(19)

68 Universitas Kristen Maranatha = 19919,261 KN

Rasio tulangan v tidak boleh kurang dari n apabila hw lw< 2, jadi karena hw lw = 16,

maka yang digunakan adalah rasio tulangan minimum.

Gunakan dual layer D25 dengan spasi 300 mm untuk arah vertikal dan horizontal. Karena s = 300

Jumlah tulangan =

    _ 300 500 300 5000

a. Special boundary Element diperlukan jika:

I y M A p u g u 

> 0,2 fc'

I y M A p _u g u  = 4 2 20833 , 5 5 , 2 78 , 58819 5 , 2 01 , 21544 m m kNm m kN  

= 38051,09 KN/m2~38,051 Mpa Sedangkan

0,2 fc' = 0,240MPa = 8 Mpa

38,051 Mpa > 8 Mpa, maka Special boundary element diperlukan.

b. Spesial boundary element diperlukan jika jarak c dari serat terluar zone kompresi lebih besar lebih besar dari harga yang diperoleh dari:

(20)

w u

h c  =

8000 35 

c =0.004375cm

atau 2 c

c- 0,1lw = 1904,76 mm - (0,1x5000mm) =1404,76 mm~1405 mm

atau 952,38

2 76 , 1904

2  

c

mm

= 1/4 x 400 = 100 mm

atau

3 350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

c

h Sx

 

 =

3 667 , 604 350

100   = 20,888 mm

yh c c

(21)

70 Universitas Kristen Maranatha =

Mpa

Mpa mm

mm 400

40 881

100 09 ,

0   

= 792,9 mm2

Tabel L2.5 Tulangan Confinement 100 cm x 40 cm

19 3 19 283,528 850,584

atau

3 350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

hc Sx

 

 = 132 mm

(22)

yh c

f shcf Ash0,09 '

=

400

40 381

100 09 ,

= 342,9 mm2

Tabel L2.6 Tulangan Confinement untuk shearwall

Jenis Dimensi As

D19 2 19 283,528 567,056

u u

V M

(23)

Pu = 15053,35 KN Vu = 3461,49 KN Mu = 31359,50 KNm

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 5 m x 0,5 m = 2,5 m2 '

6 1

c cv f

A = 2,5 40 103

6 1

 = 2635,231 KN

Vu = 3928,17 KN > 2635,231 KN, sehingga diperlukan dual layer tulangan. Kuat geser maksimum :

3

10 6

40 5 , 2 5 ' 6

5 _   _

c

f

Acv = 13176,156 KN

Ok, gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser shearwall b. Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan.

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(24)

Tabel L2.7 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D25 2 25 490,873 981,7477

As m

t_s1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 27

, 1 7477

, 981

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

  

 _

500 500 500

5000

2 = 22 buah

Vn= 

  



 _c _f _ _f

Acv  _c, _n

Dimana:

w w

l h

= 5 80

=16 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

n_leg _s

n

5000 500

 0,01727

Ok, n>nmin = 0,0025

(25)

=





3

10 400 01727 , 0 40 167 , 0 500

5000    

= 19919,261 KN

Rasio tulangan _v tidak boleh kurang dari _n apabila h_w l_w< 2, jadi karena h_w l_w = 16, maka yang digunakan adalah rasio tulangan minimum.

Jumlah tulangan =

    _ 300 500 300 5000

Special boundary Element diperlukan apabila kombinasi momen dan gaya aksial terfaktor yang bekerja pada shearwall melebihi 0,2 fc'

I y M A p u g u 

> 0,2 fc'

I y M A p u g u 

= 2 5,20833 4

5 , 2 50 , 31359 5 , 2 35 , 15053 m m kNm m kN  

0,2 f_c' = 0,240MPa = 8 Mpa

b. Spesial boundary element diperlukan jika jarak c dari serat terluar zone kompresi lebih besar lebih besar dari harga yang diperoleh dari:

(26)

75 Universitas Kristen Maranatha        w u w h l c  600 =       cm cm cm 8000 35 600 500

= 190,476 cm

w u

h c  =

8000 35 

c =0.004375cm

Spesial boundary element setidaknya harus dibuat sepanjang c- 0,1lw dari serat tekan, atau

2 c

c- 0,1lw = 1904,76 mm - (0,1x5000mm) =1404,76 mm~1405 mm

atau 952,38

2 76 , 1904

2  

c

mm

hc = dimensi inti (core), jarak yang diukur dari centroid ke centroid hoops. = 1000 mm – (2x50 + 2x19/2) = 881 mm

= 1/4 x 400 = 100 mm

atau

3 350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100 c h Sx    = 3 667 , 604 350

100   = 20,888 mm

(27)

yh c c

f f sh Ash 0,09 '

=

Mpa

Mpa mm

mm 400

40 881

100 09 ,

0   

= 792,9 mm2

Tabel L2.8 Tulangan Confinement 100 cm x 40 cm

19 3 19 283,528 850,584

atau

3 350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

hc Sx

 

(28)

77 Universitas Kristen Maranatha jadi, gunakan hoops dengan tulangan D19 dengan spasi 100 mm

Dengan D19 dengan spasi 10 cm, confinement yang dibutuhkan :

yh c

f shcf Ash0,09 '

=

400

40 381

100 09 ,

= 342,9 mm2

Tabel L2.9 Tulangan Confinement untuk shearwall

Jenis Dimensi As

D19 2 19 283,528 567,056

u u

V M

(29)

Pu = 7988,17 KN Vu = 2394,01 KN Mu = 10276,70 KNm

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 5 m x 0,5 m = 2,5 m2 '

6 1

c cv f

A = 2,5 40 103

6 1

 = 2635,231 KN

Vu = 2394,01 KN < 2635,231 KN, sehingga diperlukan dual layer tulangan. Kuat geser maksimum :

3

10 6

40 5 , 2 5 ' 6

5 _   _

c

f

Acv = 13176,156 KN

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(30)

Tabel L2.10 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D25 2 25 490,873 981,7477

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 27

, 1 7477

, 981

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

Karena s = 500 Jumlah tulangan = 2

  

 _

500 500 500

5000

= 22 buah

Vn= Acv_c fc nf _

,

Dimana:

w w

l h

= 5 80

=16 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

n_leg _s

n

5000 500

 0,01727

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = Acv



c fc'nfy



(31)

80 Universitas Kristen Maranatha OK, Vu = 3928,17 KN < Vn= 19919,261 KN, shearwall cukup kuat menahan geser

Rasio tulangan v tidak boleh kurang dari n apabila hw lw< 2, jadi karena hw lw = 16,

maka yang digunakan adalah rasio tulangan minimum.

Jumlah tulangan =

    _ 300 500 300 5000

Special boundary Element diperlukan apabila kombinasi momen dan gaya aksial terfaktor yang bekerja pada shearwall melebihi 0,2 f_c'

I y M A p u g u 

> 0,2 fc'

I y M A p _u g u 

= 2 5,20833 4

5 , 2 50 , 31359 5 , 2 35 , 15053 m m kNm m kN  

0,2 f_c' = 0,240MPa = 8 Mpa

b. Spesial boundary element diperlukan jika jarak c dari serat terluar zone kompresi lebih besar lebih besar dari harga yang diperoleh dari:

(32)

w u

h c  =

8000 35 

c =0.004375cm

atau 2 c

c- 0,1lw = 1904,76 mm - (0,1x5000mm) =1404,76 mm~1405 mm

atau 952,38

2 76 , 1904

2  

c

mm

= 1/4 x 400 = 100 mm

atau

3 350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

c

h Sx

 

 =

3 667 , 604 350

100   = 20,888 mm

yh c c

(33)

82 Universitas Kristen Maranatha =

Mpa

Mpa mm

mm 400

40 881

100 09 ,

0   

= 792,9 mm2

[image:33.612.145.471.230.303.2]

Tabel L2.11 Tulangan Confinement 100 cm x 40 cm

19 3 19 283,528 850,584

atau

3 350

100 hx

Sx  

3 3 2 350 100

hc Sx

 

 = 132 mm

(34)

yh c

f shcf Ash0,09 '

=

400

40 381

100 09 ,

= 342,9 mm2

[image:34.612.139.480.231.322.2]

Tabel L2.12 Tulangan Confinement untuk shearwall

Jenis Dimensi As

D19 2 19 283,528 567,056

u u

V M

(35)

84 Universitas Kristen Maranatha Hasil keluaran dari ETABS pada shearwall (P1Y) pada lantai 1-5:

Pu = 4429,84 KN Vu = 542,74 KN Mu = 998,70 KNm

1. _{Menentukan baja tulangan horizontal dan transversal minimum yang diperl}ukan. a. Periksa apakah dibutuhkan dual layer tulangan

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 6 m x 0,5 m = 3 m2 '

6 1

c cv f

A = 3 40 103

6 1

 = 3162,277 KN

Vu = 542,74 KN < 3162,277 KN, sehingga tidak diperlukan dual layer tulangan. Kuat geser maksimum :

3

10 6

40 3 5 ' 6

5

    c

f

Acv = 65880,775 KN

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(36)

Tabel L2.13 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D22 2 22 380,132 760,265

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 64

, 1 265

, 760

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

  

 _

500 500 500

6000

2 = 26 buah

Vn= Acv_c fc nf _

,

Dimana:

w w

l h

= 6 80

=13,333 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

n_leg _s

n

6000 500

 0,013177

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = Acv



c fc'nfy



(37)

Rasio tulangan v tidak boleh kurang dari n apabila hw lw< 2, jadi karena hw lw=

13,33, maka yang digunakan adalah rasio tulangan minimum.

Jumlah tulangan =

  

 _

300 500 300

6000

Special boundary Element diperlukan jika :

I y M A

p _u

g u 

> 0,2 fc'

I y M A

p u

g u 

= ₂ ₄

9

3 70

, 998 3

84 , 4429

m

m kNm m

kN 



= 1809,513KN/m2~1,809 Mpa Sedangkan

0,2 fc' = 0,240MPa = 8 Mpa

(38)

Pu = 4018,31 KN Vu = 602,88 KN Mu = 1210,13 KNm

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 6 m x 0,5 m = 3 m2 '

6 1

c cv f

A = 3 40 103

6 1

 = 3162,277 KN

3

10 6

40 3 5 ' 6

5

    c

f

Acv = 65880,775 KN

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(39)

Tabel L2.14 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D22 2 22 380,132 760,265

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 64

, 1 265

, 760

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

  

 _

500 500 500

6000

2 = 26 buah

Vn= Acv_c fc nf _

,

Dimana:

w w

l h

= 6 80

=13,333 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

n_leg _s

n

6000 500

 0,013177

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = Acv



c fc'nfy



(40)

Jumlah tulangan =

  

 _

300 500 300

6000

I y M A

p _u

g u 

> 0,2 fc'

I y M A

p u

g u 

= ₂ ₄

9

3 13

, 1210 3

31 , 4018

m

m kNm m

kN 



0,2 fc' = 0,240MPa = 8 Mpa

(41)

Pu = 3472,10 KN Vu = 558,29 KN Mu = 1161,64 KNm

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 6 m x 0,5 m = 3 m2 '

6 1

c cv f

A = 3 40 103

6 1

 = 3162,277 KN

3

10 6

40 3 5 ' 6

5

    c

f

Acv = 65880,775 KN

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(42)

Tabel L2.15 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D22 2 22 380,132 760,265

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 64

, 1 265

, 760

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

  

 _

500 500 500

6000

2 = 26 buah

Vn= Acv_c fc nf _

,

Dimana:

w w

l h

= 6 80

=13,333 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

n_leg _s

n

6000 500

 0,013177

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = Acv



c fc'nfy



(43)

Jumlah tulangan =

  

 _

300 500 300

6000

I y M A

p u

g u 

> 0,2 fc'

I y M A

p _u

g u 

= ₂ ₄

9

3 64

, 1161 3

10 , 3472

m

m kNm m

kN 



0,2 f_c' = 0,240MPa = 8 Mpa

(44)

Pu = 2147,41 KN Vu = 387,16 KN Mu = 843,39 KNm

' 6

1

c u Acv f

V 

Acv= 6 m x 0,5 m = 3 m2 '

6 1

c cv f

A = 3 40 103

6 1

 = 3162,277 KN

3

10 6

40 3 5 ' 6

5

    c

f

Acv = 65880,775 KN

= ts x 1 m

= 0,5 m x 1m = 0,5 m2

(45)

Tabel L2.16 Jumlah tulangan horizontal dan transversal shearwall

D22 2 22 380,132 760,265

As m

ts1 0,0025

= pasang pasang

mm mm

2 64

, 1 265

, 760

1250

2 2

 

mm

s 500

2 1000 _ 

  

 _

500 500 500

6000

2 = 26 buah

Vn= Acv_c fc nf _

,

Dimana:

w w

l h

= 6 80

=13,333 > 2

Untuk hw lw> 2 ,

α

c = 0,167 untuk hw lw<1,5,

α

c = 1 ₄ 

   

mm mm

n_leg _s

n

6000 500

 0,013177

Ok, n>nmin = 0,0025

Vn = Acv



c fc'nfy



(46)

Jumlah tulangan =

  

 _

300 500 300

6000

I y M A

p _u

g u 

> 0,2 fc'

I y M A

p u

g u 

= ₂ ₄

9

3 39

, 843 3

41 , 2147

m

m kNm m

kN 



0,2 fc' = 0,240MPa = 8 Mpa

0,996 Mpa < 8 Mpa, maka Special boundary element tidak diperlukan.

(47)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Sistem struktur merupakan hal yang penting dalam pembangunan suatu gedung bertingkat. Pemilihan sistem struktur berdasarkan persyaratan desain arsitektur. Keinginan dari arsitek adalah mendapatkan ruangan-ruangan yang dapat dipakai leluasa sesuai dengan fungsinya. Keberadaan dari dimensi elemen struktur yaitu balok, kolom, dinding dan pelat sering kali harus disesuaikan dengan keinginan arsitektur dan owner.

Keinginan perencana struktur adalah membuat desain yang kuat untuk dapat memikul beban vertikal dan beban horisontal. Komunikasi yang baik antara perencana srtuktur dan perencana arsitek akan menghasilkan kombinasi desain yang memenuhi kriteria desain masing-masing bidang yaitu struktur, arsitek dan mechanical electrical. Elemen penahan beban horizontal untuk struktur beton bertulang adalah kolom dan dinding dan untuk bangunan bertingkat tinggi perlu memakai kombinasi elemen kolom dan dinding agar masing-masing dimensi tidak terlalu besar. Kombinasi elemen kolom dan dinding disebut sistem ganda. Sistem ganda merupakan bagian dari sistem penahan beban lateral.

Sistem ganda ini digunakan untuk bangunan tingkat tinggi, karena pada bangunan tinggi diperlukan kekakuan yang cukup untuk menahan gaya-gaya lateral yang disebakan oleh angin dan gempa. Pada tugas akhir ini membahas bangunan tingkat tinggi dengan sistem ganda, yaitu kombinasi antara sitem rangka dan dinding geser. Bentuk bangunan yang ditinjau termasuk gedung tidak beraturan karena ketinggiannya lebih dari 40 meter [SNI 2002 Pasal 4.2.1 hal 8]. Bangunan yang ditinjau adalah bentuk bangunan apartemen yang simetris.

1.2Tujuan Penulisan

(48)

2 Universitas Kristen Maranatha 3. Menghitung penulangan dinding geser dengan cara manual.

4. Menggambar detail penulangan dinding geser.

5. Menghitung perpindahan antar tingkat masing-masing tingkat

1.3Ruang Lingkup Penelitian

1. Struktur yang ditinjau adalah gedung 20 tingkat simetris.

2. Analisis struktur memakai analisis dinamik respons spectrum 3D dengan ETABS 9.1

3. Gedung berada pada wilayah gempa 4 tanah lunak.

4. Perhitungan desain yang dilakukan adalah untuk penulangan dinding geser. 5. Perhitungan desain penulangan balok dan kolom tidak dibahas.

1.4Sistematika Pembahasan

BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, tujuan penulisan, ruang lingkup penelitian, sistematika pembahasan.

BAB II TINJAUAN LITERATUR

Berisi teori-teori sistem struktur penahan beban lateral, teoritis dinding geser, langkah-langkah perhitungan.

BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

Berisi model struktur, hasil perhitungan analisis dengan software, perhitungan manual dan perbandingan hasil perhitungan.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

(49)

55 Universitas Kristen Maranatha

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Dari hasil analisis dan pembahasan keseluruhan yang dilakukan pada Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan:

1. Dalam perhitungan manual jumlah tulangan dinding geser untuk arah X (L = 5000 mm) adalah 37 buah dan untuk arah Y (L = 6000 mm) 44 buah sementara dari hasil ETABS jumlah tulangan dinding geser untuk arah X (L = 5000 mm) adalah 36 buah dan arah Y (L = 6000 mm) 44 buah.

2. Berdasarkan pengamatan bidang momen pada balok dan kolom yang berada pada dinding geser dan membandingkannya dengan balok dan kolom yang berada di luar dinding geser maka diketahui bahwa beban lateral yang dipikul oleh rangka pemikul momen untuk gaya dalam hanya VX yang tidak memenuhi sementara yang lainnya dapat mencapai 25 % .

4.2 Saran

1. Pada dinding geser lebih baik dilakukan mesh agar perhitungan lebih teliti.

2. Karena system rangka tidak memenuhi minimal 25 % dalam memikul beban lateral maka dimensi dinding geser dapat diperkecil dan dimensi balok dan kolom dapat diperbesar.

3. Perlu lebih banyak lagi pemodelan dalam hal dimensi dari dinding geser.

(50)

56 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Departemen Pekerjaan Umum (2002), Standar Nasional Indonesia : SNI 03-1726-2002, Standar Perencanaan Tahan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.

2. Edward G. Nawy, (2003), Reinforced Concrete, Fith Edition, Person Education, Inc. New Jersey

3. ETABS, (2004), Concrete Frame Desaign Manual, Computer and Structures. Inc 4. Ghosh S.K (2003), Seismic Design Using Structural Dynamics (2000IBC)

5. Linderburg PE. Michael, Bradar PE. Majid (2001), Seismic Design of Building Structures, eight edition. Belmont, CA