i
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUSUNAWA DENGAN
SISTEM GANDA
YAITU KOMBINASI ANTARA SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN
KHUSUS (SRPMK) DENGAN SISTEM DINDING SHEARWALL (SDS)
Muhammad Khoirun Hasibuan, Khadavi, Rini Mulyani Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,
Universitas Bung Hatta, Padang
E-mail : [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Kota Padang Pariaman Sumatera Barat terletak di daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko akibat bencana gempa tersebut perlu direncanakan struktur bangunan tahan gempa. Agar struktur bangunan dapat menahan gaya lateral dan vertikal akibat gempa bumi, sebuah bangunan tersebut harus didesain berdasarkan suatu sistem struktur yang sesuai dengan SNI-1726-2012 yaitu Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung dan SNI-2847-2013 yaitu Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung. Penulisan tugas akhir ini adalah merencanakan komponen struktur gedung beton bertulang tahan gempa dengan sistem ganda yaitu kombinasi antara sistem dinding geser dengan sistem rangka pemikul momen khusus kemudian menganalisa kedua model struktur gedung beton bertulang tersebut berdasarkan SNI-2847-2013 yaitu Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung dan SNI-1726-2012 yaitu Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Gedung ini direncanakan dengan pemodelan struktur 3D, sistem struktur sistem ganda yaitu kombinasi antara rangka pemikul momen khusus (SRPM-K) dengan sistem dinding geser, katagori resiko II, percepatan respons spektral perioda pendek Ss sebesar 1,348g dan spektral percepatan perioda panjang S1 sebesar 0,6g, dan sampai pada penentuan prosedur gaya lateral
statik ekivalen dengan gaya geser dasar seismik arah-x (Vx) sebesar 7556 ton dan arah-y (Vy) sebesar 7342 ton. Ketentuan-ketentuan bangunan aman gempa pada perencanaan ini sudah terpenuhi diantaranya, mutu beton besar dari fc’ 20 MPa, baja ulir fy 400 MPa. Konsep
strong column weak beam (ΣMnc > 1,2 ΣMnb) juga terpenuhi dengan besaran ΣMnc sebesar 2572,77 KN-m dan ΣMnb sebesar 1114,74 KN-m. Untuk struktur bawah direncanakan dengan pondasi tiang pancang kelompok sedalam 32 m.
Kata kunci: perencanaan, sistem ganda, SRPMK, shearwall, SNI-1726-2012, SNI-2847-2013
Pembimbing I Pembimbing II
ii
BUILDING STRUCTURE PLANNING SYSTEM WITH MULTIPLE
RUSUNAWA THE COMBINATION OF BEARER
ORDER SYSTEM SPECIAL MOMENT (SRPMK) SHEARWALL WALL
SYSTEM (SDS)
Muhammad Khoirun Hasibuan, Khadavi, Rini Mulyani
Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University, Padang
E-mail : [email protected], [email protected], [email protected]
Abstract
The Padang Pariaman City in West Sumatra is located in an earthquake-prone area; thus, to reduce the earthquake risk, earthquake resistant buildings are reguired. It is expected that the earthquake resistant building can withstand lateral and vertical forces due to the earthquakes. Therefore, the building must be designed in accordance with SNI-1726-2012, the Indonesian code for earthquake resistance structures for buildings and non-buildings. In addition, the structures are also have to be designed to follow SNI-2847-2013, the Indonesian building code for reinforced concrete structures. The aim of this study is to design an earthquake-resistant reinforced concrete buildings with a dual system; a combination of shear wall system with a special moment resisting frame. The building was planned with a 3D structural modelling. Based on SNI-1726-2012, the risk category of the building is II with the associated acceleration response spectra Ss of 1,348g (for short periode) and the long periode acceleration spectral S1 of 0,6g. from the lateral static eguivalent analysis, the seismic base shear force in the-x direction (Vx) is 7556 ton and in-y direction (Vy) is 7342 ton. The provisions of earthquake resistent building in this studi adopted the quality of the concrete of fc '20 Mpa and of fy 400 MPa. The concept of strong column weak beam is also checked to satisfy ΣMnc> 1.2 ΣMnb relation. Based on the result, the sum of moment capacity for column and beam are 257,277 ton.m and 111,474 ton.m, respectively . For lower structures, group pile foundation with the depth of 32 is choosen.
Keywords: planning, dual system, SRPMK, shearwall, SNI-1726-2012, SNI-2847-2013
Pembimbing I Pembimbing II
1 BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kota Padang Pariaman Sumatera Barat terletak di daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko akibat bencana gempa tersebut perlu direncanakan struktur bangunan tahan gempa. Jika bangunan tahan gempa tidak direncanakan dengan baik dapat mengakibatkan kerugian baik itu secara material maupun moril serta banyak menimbulkan korban jiwa seperti kejadian gempa 30 September 2009 yang berpusat di kota tersebut.
Berdasarkan SNI-1726-2012 yaitu Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, untuk merencanakan bangunan tahan gempa, struktur bangunan gedung harus memiliki sistem penahan gaya lateral dan vertikal yang lengkap, yang mampu memberikan kekuatan, kekakuan, dan kapasitas disipasi energi yang cukup untuk menahan gerak tanah desain dalam batasan-batasan kebutuhan deformasi dan kekuatan yang disyaratkan.
Perencanaan bangunan gedung rusunawa tersebut direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang sesuai dengan SNI-2847-2013 yaitu Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung, dan sistem struktur yang akan direncanakan adalah model
sistem struktur ganda yaitu kombinasi antara sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) dengan sistem dinding shearwall (SDS).
Dasar pemilihan sistem struktur ganda ini dikarenakan bangunan akan didesain tahan gempa yang terletak di daerah rawan gempa yaitu kota Padang Pariaman Sumatera Barat, selain itu sistem ganda memiliki 3 ciri dasar. Pertama, sistem rangka pemikul momen khusus berfungsi memikul beban gravitasi. Kedua, pemikul beban lateral dilakukan oleh dinding geser dengan sistem rangka pemikul momen khusus, dimana sistem rangka pemikul momen khusus harus sanggup memikul sedikitnya 25% dari beban dasar geser nominal. Ketiga, dinding geser dan sistem rangka pemikul momen khusus direncanakan memikul secara bersama-sama seluruh beban latetal dengan memperhatikan sistem ganda dinding geser dan sistem rangka pemikul momen khusus direncanakan memikul secara bersama-sama seluruh beban latetal dengan memperhatikan sistem ganda.
1.2 Batasan Masalah
Agar penulisan tugas akhir ini dapat terarah pada tujuan utama, maka perlu dibuat suatu batasan-batasan masalah. Adapun batasan-batasan masalah sebagai berikut :
2 Tidak Tidak
1. Analisa model struktur gedung beton bertulang dengan sistem ganda yaitu kombinasi antara sistem rangka pemikul momen khusus dan sistem dinding geser.
2. Perencanaan pemodelan struktur bangunan dianalisa dengan portal ruang (3D) dengan program komputer.
3. Peraturan-peraturan yang digunakan dalam mendesain struktur tersebut adalah peraturan-peraturan yang berlaku di Indonesia seperti SNI-2847-2013 yaitu Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung dan SNI-1726-2012 yaitu Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
4. Perencanaan komponen
struktur meliputi balok, kolom, joint
balok-kolom, pelat, dinding geser, dan tangga serta pile cap dan pondasi tiang pancang.
1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan Maksud dan Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah merencanakan komponen struktur gedung beton bertulang tahan gempa dengan sistem ganda yaitu kombinasi antara sistem dinding geser dengan sistem rangka pemikul momen khusus berdasarkan SNI-2847-2013 yaitu Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung dan SNI-1726-2012 yaitu Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
1.4 Metodologi Penulisan
Prosedur penulisan tugas akhir ini mengikuti diagram alir atau skema seperti dibawah ini: Kontrol Ok Syarat Ok
Skema penulisan tugas akhir
Studi Literatur
Pemilihan Kriteria Desain
Preleminary Design
Struktur
Pembebenan
Analisa Struktur
Perhitungan Struktur Utama Atas : 1. Balok 2. Kolom 3. HBK 4. Dinding geser Gambar Detail Perhitungan Struktur Utama Bawah :
1. Pondasi 2. Sloof
3 BAB II
DASAR TEORI
2.1 Umum
Filosofi perencanaan bangunan tahan gempa yang diadopsi hampir seluruh negara di dunia mengikuti ketentuan berikut ini :
a. Pada gempa kecil bangunan tidak boleh mengalami kerusakan
b. Pada gempa menengah komponen struktural tidak boleh rusak, namun komponen nonstruktural diijinkan mengalami kerusakan
c. Pada gempa kuat komponen struktural boleh mnegalami kerusakan , namun bangunan tidak boleh mengalami keruntuhan.
2.2 Sistem Ganda
Tipe sistem struktur ini memiliki 3 ciri dasar, yaitu : Pertama, rangka ruang lengkap berupa Sistem Rangka Pemikul Momen yang penting berfungsi memikul beban gravitasi. Kedua, pemikul beban lateral dilakukan oleh Dinding Struktural dan Sistem Rangka Pemikul Momen dimana yang tersebut terakhir ini harus secara tersendiri sanggup memikul sedikitnya 25 % dari beban dasar geser nominal. Ketiga, Dinding Struktural dan Sistem Rangka Pemikul Momen direncanakan untuk menahan beban dasar geser nominal (V) secara proposional
berdasarkan kekakuan relatifnya. Sistem Ganda dapat memberikan hasil yang baik untuk memperoleh daktilitas dan kekakuan sistem struktur.
2.3. Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM)
Rangka pemikul Momen terdiri dari komponen (subsistem) horisontal berupa balok dan komponen (subsistem) vertikal berupa kolom yang dihubungkan secara kaku. Kekakuan portal tergantung pada dimensi balok dan kolom, serta proposional terhadap jarak lantai ke lantai dan jarak kolom ke kolom. Berdasarkan SNI-1726-2012, tercantum 3 jenis Sistem rangka Pemikul Momen yaitu Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa; Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah; Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.
2.4 Dinding Geser (Shearwall)
Bangunan tinggi tahan gempa umumnya menggunakan elemen-elemen struktur kaku berupa dinding geser untuk menahan kombinasi gaya geser, momen, dan gaya aksial yang timbul akibat beban gempa. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2006 (Purwono 2007), perencanaan geser pada dinding struktural
4 untuk bangunan tahan gempa didasarkan
pada besarnya gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002), perencanaan geser pada dinding struktural untuk bangunan tahan gempa didasarkan pada besarnya gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa. Dinding geser biasanya dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu:
1. Flexural wall (dinding langsing), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≥ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku lentur.
2. Squat wall (dinding pendek), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≤ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku geser.
3. Coupled shear wall (dinding berangkai), dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok-balok perangkai, sebagai gaya-gaya tarik dan tekan yang bekerja pada masing-masing dasar pasangan dinding tersebut. (Imran dkk 2008 )
2.5 Analisa Gempa Statik Ekuivalen
Statik ekivalen adalah suatu
representasi dari beban gempa setelah disederhanakan dan dimodifikasi, yang mana gaya inersia yang bekerja pada suatu
massa akibat gempa disederhanakan
menjadi gaya horizontal (Widodo, 2001).
BAB III METODOLOGI
3.1 Data Dasar Perencanaan 3.1.1 Pemodelan Struktur Gedung
SNI-1726-2012, pemodelan struktur gedung menggunakan represantasi stuktur 3 dimensi (3D) seperti gambar dibawah ini :
Gambar Rencana pemodelanstruktur gedung rusunawa
3.1.2 Spesifikasi dan Data Struktur
Spesifikasi dan data struktur gedung yang direncanakan adalah sebagai berikut:
1. Gedung terdiri dari 7 lantai termasuk atap dan fungsi gedung sebagai bangunan rusunawa dengan beban hidup 200 kg/m2
5 2. Struktur gedung menggunakan
bahan beton bertulang dengan f’c=30 Mpa dan fy=400 Mpa untuk baja tulangan ulir yang berdiameter lebih besar dari 12 mm.
3. Sistem struktur gedung yang direncanakan adalah sistem struktur ganda yaitu kombinasi antara sistem rangka pemikul momen khusus dengan sistem dingding geser.
3.2 Konsep Perencanaan Bangunan Terhadap Gempa
3.2.1 Gaya Geser Dasar (V), Gaya Horizontal Tingkat (Fi), dan Gaya Geser Tingkat (Vi) .
Gaya geser dasar V merupakan pengganti/penyederhanaan dari getaran gempabumi yang bekerja pada dasar bangunan dan selanjutnya digunakan sebagai gaya gempa rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan dan evaluasi struktur bangunan gedung. (Widodo, 2011). Menurut SNI 1726-2012, gaya geser dasar V pada struktur gedung beraturan dapat ditentukan dengan metode ekivalen statik, sedangkan bagi struktur gedung tidak beraturan harus ditinjau dengan metode dinamik. Struktur gedung beraturan di antaranya ditunjukkan dengan beberapa hal berikut ini:
1. Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 m.
2. Memiliki ketidakberaturan struktur horizontal maupun struktur vertikal.
3. Memiliki periode getar struktur kurang dari 3.5 Ts atau T<3.5Ts, dimana Ts = SDS/SD1. (SDS adalah parameter respon spektral percepatan disain pada periode pendek, dan SD1 parameter respon spektral percepatan disain pada periode 1 detik)
Gaya geser dasar V akan
didistribusikan secara vertikal sepanjang tinggi struktur sebagai gaya horizontal tingkat Fi yang bekerja pada masing-masing tingkat bangunan. Dengan menjumlahkan gaya horizontal Fi pada tingkat-tingkat yang ditinjau dapat diketahui gaya geser tingkat Vi, yaitu gaya geser yang terjadi pada dasar tingkat yang ditinjau.
3.2.2 Desain Respon Spektra
Gambar Respon spectra design (SNI-1726-2012)
6 BAB IV
ANALISA STRUKTUR
4.1 Desain Struktur Atas
4.1.1 Data Dasar Perencanaan
Lokasi bangunan : Padang Pariaman Fungsi Bangunan : Rusunawa
Jumlah lantai : 6 + Dak Atap Tinggi tiap lantai : 4,5 m
Tinggi total gedung : 26,5 m Ukuran bangunan : (56x64) m Kuat tekan karakteristik beton
-Plat lantai, balok , sloof dan tangga: fc’ 30 Mpa
-Kolom,shearwall,corewall dan pile cap: fc’ 35 Mpa
Kuat tarik karakteristik baja tulangan -Tulangan > D12 mutu (BJTD–40) : fy 400 Mpa
4.1.2 Preliminary Design
4.1.2.1 Perencanaan Dimensi Balok Di dalam peraturan SNI 03-2847-2013 dalam tebal minimum balok di atas dua tumpuan sederhana disyaratkan l /16.
Dari perhitungan didapatkan dimensi balok :
Tipe B1 : (40/65) cm Tipe B2 : (30/40) cm
4.1.2.2 Perencanaan Dimensi Pelat Dari perhitungan didapatkan dimensi tebal pelat :
Pelat topping off : 100 mm
Pelat lantai atap : 120 mm Pelat lantai 1sampai 5 : 130 mm Pelat dasar : 150 mm
4.1.2.3 Perencanaan Dimensi Kolom Berdasarkan SNI-2847-2013, kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau.
Dari perhitungan didapatkan dimensi kolom :
Tipe K1 : (90/90) cm
4.1.2.4 Perencanaan Dimensi Dinding Geser (Shearwall)
BerdasarkanSNI-2847-2013,ketebalan dinding pendukung tidak boleh kurang daripada 1/25 tinggi atau panjang bagian dinding yang ditopang secara lateral, diambil yang terkecil, dan tidak kurang daripada 100 mm.
Dari perhitungan didapatkan tebal dinding geser :
SW 1-4 : 30 cm CW 1-4 : 30 cm
Pemodelan struktur gedung menggunakan represantasi stuktur 3 dimensi (3D) dengan bantuan program komputer seperti gambar dibawah ini :
7 Gambar Pemodelan struktur dalam 3
dimensi (3D)
4.1.3 Analisa Gempa (SNI-1726-2012)
4.1.3.1Katagori Resiko Bangunan Gedung
Dengan jenis pemanfaatan bangunan sebagai rusunawa maka bangunan tersebut ditetapkan katagori resiko II.
4.1.3.2 Faktor Keutamaan Bangunan Terhadap Gempa
Dengan katagori risiko II maka ditetapkan faktor keutamaan gempa Ie
sebesar 1,00.
4.1.3.3 Klasifikasi Situs
Untuk menentukan jenis tanah atau klasifikasi situs dilakukan melalui pengukuran standar penetration resistance
(uji penetrasi standar SPT), seperti ditunjukkan dibawah ini :
Tabel Perhitungan Nilai SPT Rata-rata Titik I dan Titik II
Data Bor 1 Data Bor 2
kedalaman (m) Tebal (m) N (SPT) Tebal/ N kedalaman (m) Tebal (m) N (SPT) Tebal/ N 2 2 14 0,143 2 2 11 0,182 4 2 12 0,167 4 2 15 0,133 6 2 11 0,182 6 2 31 0,065 8 2 7 0,286 8 2 14 0,143 10 2 8 0,250 10 2 7 0,286 12 2 6 0,333 12 2 10 0,200 14 2 4 0,500 14 2 7 0,286 16 2 12 0,167 16 2 13 0,154 18 2 8 0,250 18 2 11 0,182 20 2 6 0,333 20 2 8 0,250 22 2 4 0,500 22 2 9 0,222 24 2 5 0,400 24 2 7 0,286 26 2 6 0,333 26 2 6 0,333 28 2 7 0,286 28 2 6 0,333 30 2 38 0,053 30 2 15 0,133 32 2 55 0,036 32 2 15 0,133 34 2 44 0,046 34 2 31 0,065 36 2 60 0,033 36 2 51 0,039 Total 4.297 Total 3,424 Nilai N 6.981 Nilai N 8,760 N rata-rata = (6,98 +8,760) / 2= 7,87 Nilai SPT N = 7,87 < 15 , katagori SE (Tanah lunak).
4.1.3.5Percepatan Spektral Desain Parameter spectrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS) dan
perioda 1,0 detik (SM1) yang di sesuaikan
dengan pengaruh klasifikasi situs seperti di bawah ini :
SMS= Fa Ss = 0,9 x 1,387 = 1,248
SM1= Fv S1 = 2,4 x 0,600 = 1,440
8 SD1= 2/3 SM1 = 2/3 x 1,440 = 0,960
4.1.3.6Katagori Desain Seismik- KDS Dengan nilai SDS = 0,832 untuk
perioda pendek, SD1 = 0,960 untuk perioda
1,0 detik dan dengan katagori resiko II maka didapatkan Katagori Desain Seismik D (KDS-D).
4.1.3.7 Sistem dan Parameter Struktur Dengan didapatkan Katagori Desain Seismik- D dan tergolong kedalam tingkat resiko kegempaan tinggi maka ditetapkan sistem struktur Sistem Ganda yaitu kombinasi antara Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dengan Sistem Dinding Geser (SDS) dengan parameter struktur adalah :
R = 8
Ω0 = 3
Cd = 51/2
hn =Tidak dibatasi (TB)
4.1.3.8 Fleksibelitas Diafragma
Berdasarkan kondisi dua, kondisi diafragma kaku dimana diafragma pelat beton atau dek metal yang diberi penutup (topping) beton dengan perbandingan S/De sebesar 3 atau kurang pada struktur tanpa ketidak beraturan horizontal dapat diidealisasikan sebagai diafragma kaku. S/De = 64/56
= 1,14 < 3 ---Diafragma Kaku. Keterangan :
S = Panjang bangunan
De = Lebar bangunan
4.1.3.9 Evaluasi Sistem Struktur Terkait dengan Ketidakberaturan Konfigurasi
Berdasarkan ketidak beraturan horizontal pada struktur ditetapkan struktur adalah Struktur Beraturan.
4.1.3.10Faktor Redudansi (ρ)
Berdasarkan kondisi dua untuk struktur yang dirancang untuk katagori desain seismik D di tetapkan factor redudansi (ρ) sama dengan 1,3.
4.1.3.11Kombinasi Beban
Untuk perhitungan digunakan kombinasi pembebanan yang digunakan adalah sebagai berikut :
U = 1,4 D+1,4 SW U = 1,2 D+1,2 SW+1,6 L+0,5 Lr U = 1,2 D+1,2 SW+1,6 Lr+1 L U = 1,2 D+1,2 SW+1,4 L+0,5 (Lr atau R) U = 1,2 D+1,2 SW+1,6 (Lr)+( 1,0 L) U = 1,2 D+1,2 SW+1,0 L+1,0 W+0,5 (R) U = 1,36 D+1,36 SW+1,3 Ex 0,39 Ey+1,0 L U = 1,36 D+1,36 SW+1,3 Ey+0,39 Ex+1,0 L U = 1,2 D+1,2 SW+1,0 Ex+1,0 L U = 1,2 D+1,2 SW+1,0 Ey+1,0 L U = 0,9 D+0,9 SW+1,0 W U = 0,9 D+0,9 SW+1 Ex U = 0,9 D+0,9 SW+1 Ey Keterangan :
SW : Berat sendiri bangunan D : Beban mati tambaha L : Beban hidup Lr : Beban hidup atap
9 R : Beban hujan
W : Beban angin
Ex : Beban gempa arah-x Ey : Beban gempa arah-y 4.1.3.12 Perhitungan Berat Gedung (WT)
Berat total gedung (WT) akibat
berat sendiri secara otomatis dapat dihitung dengan bantuan berupa program komputer.
Perhitungan berat total gedung ditabelkan seperti dibawah ini sebagai berikut :
Tabel Perhitungan berat total bangunan (WT) Tingkat Berat Gedung Reduksi Berat Total B. Hidup [WT] B. Mati [sw] B. Mati+ [D] B. Hidup (L) [0,3xL] [sw+D+0,3]
Ton Ton Ton Ton Ton
Topping Off 1813,07 299 348 104.4 1,705 Lt. Atap 2198,05 447 302 90.6 3,017 Lantai-5 2888.27 2,160 493 147.9 5,196 Lantai-4 2888.27 2,160 493 147.9 5,196 Lantai-3 2888.27 2,160 493 147.9 5,196 Lantai-2 3063.8 2,181 512 153.6 5,399 Lantai-1 - - - - - Tie Beam - - - - - All 30,591
4.1.4 Analisa Struktur Akibat Beban Gempa Lateral Ekivalen
A. Penentuan Perioda Getar (T)
Untuk perencanaan waktu dan periode getar dari bangunan gedung dihitung secara otomatis dari hasil ragam getar dengan program bantu komputer dengan hasil :
Tabel Perhitungan waktu dan periode getar
TABLE: Modal Periods and Frequencies
Case Mod e Perio d Frequenc y Circular Frequenc y Eigenvalue
sec cyc/sec rad/sec rad²/sec² Modal 1 0.589 1.698 10.6703 113.8543 Modal 2 0.571 1.752 11.0091 121.201 Modal 3 0.492 2.031 12.7594 162.8029 Modal 4 0.177 5.657 35.5426 1263.2759 Modal 5 0.173 5.77 36.2523 1314.2317 Modal 6 0.155 6.465 40.6233 1650.2545 Modal 7 0.094 10.631 66.7943 4461.48 Modal 8 0.093 10.751 67.5535 4563.4702 Modal 9 0.086 11.689 73.4457 5394.2713 Modal 10 0.066 15.155 95.2243 9067.6647 Modal 11 0.066 15.263 95.9 9196.8052 Modal 12 0.061 16.304 102.44 10493.9487 Jadi, Arah-X, T1 = 0,589 detik Arah-Y, T2 = 0,571 detik Berdasarkan SNI-1726-2012, syarat penggunaan periode dalam menganalisi struktur adalah sebagai berikut:
Jika, Tc > Cu Ta, digunakan T= CuTa Ta < Tc < CuTa, digunakan T= Tc Tc <Ta, digunakan T= Ta
Dimana,
10 Berdasarkan SNI-1726-2012, nilai
Ct dan x pada jenis struktur lainnya adalah: Ct = 0,0488 x = 0,75 Jadi, Ta = 0,0488(26,5)0,75 = 0,57 detik
Berdasarkan hasil yang diperoleh Tc > Ta, maka T= Tc
Maka T1 = 0,589 detik T2 = 0,571 detik B. Geser Dasar Seismik (V)
V = Cs W Di mana :
Cs = koefisien respons seismik W = berat seismik efektif bangunan
a. Menghitung koefisien respons seismik (Cs) Cs = ; Ie = 1,0 (tabel 2.4) Cs = = 0,12
Nilai Cs yang di hitung sesuai dengan persamaan diatas tapi tidak boleh melebihi : Cs = Arah–X Cs = 0,274 > 0,12---(Ok) Arah–Y Cs = 0,240 > 0,12---(Ok) Cs harus tidak kurang dari :
Cs = 0,044 SDS Ie > 0,01
Cs = 0,037 > 0,01---(Ok) C. Distribusi Vertikal Gaya Gempa (Fx) Fx = Cvx.V Cvx = Dimana, Untuk, T < 0,5 detik k = 1,0 Untuk, T > 2,5 detik k = 2,0 Untuk, 0,5 < T <2,5 detik k = 1,0-2,0 Jadi,
Nilai k untuk T1 = 0,589 detik dan T2 = 0,571 detik detik dilakukan interpolasi sebagai berikut :
k1 = 1,0+
= 1,098
k2 = 1,0+
= 1,071
D. Distribusi Horizontal Gaya Gempa (Vx)
V =
Hasil perhitungan distribusi gaya gempa horizontal arah-x dan arah-y di tabelkan di bawah ini sebagai berikut :
Tabel Perhitungan distribusi gaya gempa arah-x
Tingkat h hk Wi Wixhk Cvx Fix Vx
m m Ton Ton.m Ton Ton
Topping Off 26. 5 36.5 4 1,70 5 62294. 3 0.14 1033.9 7 1033.9 7 Lantai Atap 22. 5 30.5 3 3,01 7 92102. 6 0.2 1528.7 3 2562.7 1
11 Lantai-5 18 23.8 9 5,19 6 124153 0.27 2060.7 2 4623.4 3 Lantai-4 13. 5 17.4 2 5,19 6 90526. 5 0.2 1502.5 7 6126 Lantai-3 9 11.1 6 5,19 6 57999. 9 0.13 962.69 7088.6 9 Lantai-2 4.5 5.21 5,39 9 28154 0.06 467.31 7556 Lantai-1 - - - - Tie Beam - - - -
Tabel Perhitungan distribusi gaya gempa arah-y
Tingkat h hk
Wi Wixhk
Cvx Fix Vx
m m Ton Ton.m Ton Ton
Topping Off 26. 5 36.5 4 1,70 5 62294. 3 0.14 1033.9 7 1033.9 7 Lantai Atap 22. 5 30.5 3 3,01 7 92102. 6 0.2 1528.7 3 2562.7 1 Lantai-5 18 23.8 9 5,19 6 124153 0.27 2060.7 2 4623.4 3 Lantai-4 13. 5 17.4 2 5,19 6 90526. 5 0.2 1502.5 7 6126 Lantai-3 9 11.1 6 5,19 6 57999. 9 0.13 962.69 7088.6 9 Lantai-2 4.5 5.21 5,39 9 28154 0.06 467.31 7556 Lantai-1 - - - - Tie Beam - - - -
E. Kontrol Kinerja Struktur Gedung
1. Kinerja Batas Layan
Pada SNI-1726-2012 disebutkan bahwa kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh :
Perubahan Simpangan, ∆s = Simpangan Lt.Atas–Simpangan Lt.Bawah
Simpangan yang diizinkan =
(0,03/R)xtinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm
2. Kinerja Batas Ultimit
Pada SNI-1726-2013 disebutkan bahwa kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh
Faktor Pengali, ζ = 0,7 R
Simpangan yang diizinkan =0,02 x h Perhitungan simpangan antar tingkat batas layan dan ultimit ditabelkan sebagai berikut:
Tabel Simpangan lateral struktur arah-x
Lantai Tinggi
Simpangan Simpangan
Ket.
Antar Tingkat Izin
Layan ∆s Ultimit ∆s x ζ Layan Ultimit
m mm mm mm mm mm mm Lt. Atap 27,5 39,92 6,39 6,39 31,311 17,15 80 OKE Lt. 5 22,5 33,53 6,88 6,88 33,712 30,74 90 OKE Lt. 4 18 26,65 7,5 7,5 36,75 19,29 90 OKE Lt. 3 13,5 19,15 7,52 7,52 36,848 19,29 90 OKE Lt. 2 9 11,63 6,67 6,67 32,683 19,29 90 OKE Lt. 1 4,5 4,96 4,66 4,66 22,834 19,29 90 OKE Tie Beam 1 0,3 0,3 0,3 1,47 4,29 20 OKE
Tabel Simpangan lateral struktur arah-y
Lantai Tinggi
Simpangan Simpangan
Ket.
Antar Tingkat Izin
Layan ∆s Ultimit ∆s x ζ Layan Ultimit
m mm mm mm mm mm mm Lt. Atap 27,5 39,92 6,39 6,39 31,311 17,15 80 OKE Lt. 5 22,5 33,53 6,88 6,88 33,712 30,74 90 OKE Lt. 4 18 26,65 7,5 7,5 36,75 19,29 90 OKE Lt. 3 13,5 19,15 7,52 7,52 36,848 19,29 90 OKE Lt. 2 9 11,63 6,67 6,67 32,683 19,29 90 OKE Lt. 1 4,5 4,96 4,66 4,66 22,834 19,29 90 OKE Tie Beam 1 0,3 0,3 0,3 1,47 4,29 20 OKE
F. Pemeriksaan Interaksi Dinding Geser dengan SRPMK
12 Tabel Base shear dinding geser
Base Shear Shearwall
Joint Label
Gaya Geser Dasar Shearwall
Vx Vy Satuan 18 8170.668 7871.618 KN 28 8170.668 7871.618 KN 32 8170.668 7871.618 KN 33 8170.668 7871.618 KN 34 8170.668 7871.618 KN 42 8170.668 7871.618 KN 43 8170.668 7871.618 KN 44 8170.668 7871.618 KN 58 8170.668 7871.618 KN 123 8170.668 7871.618 KN 133 8170.668 7871.618 KN 137 8170.668 7871.618 KN 138 8170.668 7871.618 KN 139 8170.668 7871.618 KN 147 8170.668 7871.618 KN 148 8170.668 7871.618 KN 149 8170.668 7871.618 KN 153 8170.668 7871.618 KN 163 8170.668 7871.618 KN All 155242.7 149560.7 KN
Tabel Base shear SRPMK Base Shear SRPMK Joint
Label
Gaya Geser Dasar
SRPMK Joint
Label
Gaya Geser Dasar SRPMK
Vx Vy Vx Vy Satuan 19 190.873 2226.784 66 195.759 2773.424 KN 20 180.856 2157.43 67 227.3764 3214.258 KN 21 178.908 2135.03 68 150.0299 3229.17 KN 22 283.829 2991.176 69 120.5503 2782.866 KN 23 146.08 3276.808 70 199.2179 2756.008 KN 24 43.713 2626.677 71 197.9384 2801.079 KN 25 182.017 2124.863 72 194.9816 2807.792 KN 26 180.784 2085.063 73 288.5628 3581.477 KN 27 174.037 2307.271 74 23.7263 2821.907 KN 35 206.526 3736.626 77 269.272 2362.971 KN 36 195.396 3393.866 78 82.3114 2772.357 KN 37 298.226 4313.858 79 196.3723 2383.169 KN 38 155.5843 4777.813 80 195.6025 2375.024 KN 39 53.2874 3958.627 81 176.0345 2214.657 KN 40 199.6438 3358.822 82 92.5665 2104.488 KN 41 200.1752 3105.536 84 172.0107 1690.859 KN 47 322.5633 2740.23 85 205.1297 2200.179 KN 48 146.2953 16235.15 86 195.911 2380.814 KN 49 216.1328 3613.558 87 193.796 2408.07 KN 50 200.1849 3405.823 88 267.0984 3138.675 KN 51 196.351 3382.883 89 74.8404 2560.511 KN 52 301.9327 4317.562 92 271.1213 2391.391 KN 53 158.295 4763.333 93 84.2053 2803.831 KN 54 55.3958 3947.848 94 198.2819 2415.533 KN 55 201.8676 3362.2 95 198.3306 2433.868 KN 56 199.2896 3330.912 96 178.392 2187.546 KN 57 187.9222 3504.118 97 93.7336 1850.207 KN 59 -85.366 3341.615 99 173.3184 1652.517 KN 62 314.9053 2566.03 100 207.2518 2130.651 KN 63 66.5891 3220.648 101 197.9784 2394.471 KN 64 200.1218 2779.291 102 195.8599 2415.553 KN 65 197.897 2784.836 103 268.9599 3148.285 KN Base Shear SRPMK Joint Label
Gaya Geser Dasar
SRPMK Joint
Label
Gaya Geser Dasar SRPMK
Vx Vy Vx Vy Satuan 104 76.6895 2568.795 144 70.8555 3952.843 KN 107 320.4572 2861.58 145 219.0761 3335.132 KN 108 72.8328 3311.365 146 219.8935 3137.614 KN 109 201.3082 3068.486 154 216.4508 2758.149 KN 110 303.8224 2906.208 155 205.4067 2461.586 KN 111 204.5665 3110.887 156 203.2946 2454.989 KN 112 232.4426 3335.571 157 306.172 3088.692 KN 113 154.9315 2901.975 158 166.2191 3443.949 KN
13 114 126.3372 3046.298 159 66.0573 2843.636 KN 115 205.6289 3074.189 160 206.4022 2460.225 KN 116 204.3322 3113.314 161 205.3351 2444.577 KN 117 201.3377 3038.899 162 199.6178 2698.253 KN 118 294.5189 3608.882 237 165.3311 505.8134 KN 119 29.2805 2982.741 238 109.3603 729.3545 KN 122 331.1622 2776.316 239 8.0382 502.8333 KN 124 227.8865 3066.839 254 129.0952 454.0406 KN 125 213.1299 3413.487 255 74.7046 503.2478 KN 126 209.4117 3390.315 256 147.2449 582.6971 KN 127 313.5445 4330.707 257 124.56 21.4177 KN 128 168.8505 4782.836 258 67.1934 699.9505 KN 129 67.1025 3975.84 259 148.5489 585.4282 KN 130 214.7517 3374.512 260 132,87 21.4177 KN 131 212.0196 3309.215 261 68.4977 693.1652 KN 132 199.8748 2986.913 262 132.8305 450.2883 KN 134 -76.7655 3241.869 263 78.4401 565.8631 KN 140 226.2422 3757.67 278 181.3502 581.8552 KN 141 214.8238 3387.208 279 129.096 866.9194 KN 142 315.7906 4319.497 280 24.0555 615.9657 KN 143 171.379 4761.642 All 58,435,876 61,264,986 KN
Berdasarkan SNI-1726-2012, gaya geser dasar yang ditahan oleh SRPMK harus melebihi 25 % .
Arah–x =(58435/155243)x100%= 37,6 % > 25 %---(Ok)
Arah–y =(61265/149561)x100%= 40,1 % > 25 %---(Ok)
4.2 Analisa Penulangan Struktur Gedung
Analisa dan desain struktur dilakukan menggunakan program komputer sehingga didapatkan berupa gaya-gaya dalam yang bekerja, hasil dari
gaya-gaya dalam digunakan untuk melakukan desain kebutuhan tulangan struktur.
-Detail Penulangan Pelat
Keterangan : -Arah X Lapangan : D12-200 mm Tumpuan : D12-200 mm -Arah Y Lapangan : D12-200 mm Tumpuan : D12-200 mm
-Detail Penulangan Balok Induk
400 x 650 B D13-100 8 D22 4 D22 D13-150 6 D19 2 D22 5 D22 D13-100 8 D22 4 D22 Keterangan :
Dimensi balok induk 40/65 cm direncanakan untuk semua lantai.
14 -Detail Penulangan balok Anak
300 x 500 B D13-100 8 D22 4 D22 D13-150 6 D19 2 D22 5 D22 D13-100 8 D22 4 D22 Keterangan :
Dimensi balok anak 30/50 cm direncanakan untuk semua lantai.
-Detail Penulangan Kolom
Keterangan :
Dimensi kolom 90/90 cm direncanakan untuk semua lantai.
-Detail Penulangan Shearwall
Dimensi shearwall tipikal yang direncanakan mempunyai ketebalan 30 cm untuk semua lantai.
TB 0.70 0.70 0.70 5.306.70 0.70 0.70 5.30 6.70 0.70 0.70 5.30 6.70 SW1
-Detail Penulangan Tie Beam
Jumlah Pondasi Tiang Pancang Kolom Jumlah tiang pancang untuk pondasi kolom dari hasil perencanaan diperoleh untuk semua kolom 4 buah tiang pancang, 800 400 800 400 200 200 800 400 800 400 200 200 800 400 800 400 200 200 800 400 800 400 200 200
15
Jumlah Pondasi Tiang Pancang shearwall 8.20 1.20 1.20 BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN
Dari hasil perencanaan struktur gedung Rusunawa ini dapat disimpulkan bahwa struktur yang direncanakan dengan sistem struktur ganda yaitu kombinasi antara rangka pemikul momen khusus (SRPM-K) dengan sistem dinding geser adalah sebagai berikut :
1. konsep strong column weak beam (ΣMnc > 1,2 ΣMnb) dengan besaran ΣMnc sebesar 2572,77 KN-m dan ΣMnb sebesar 1114,74 KN-m maka beberapa ketentuan-ketentuan dari perencanaan bangunan aman gempa ini sudah terpenuhi.
2. Persentase gaya geser dasar yang ditahan oleh Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) secara terpisah dari sistem struktur Sistem Ganda Dinding Geser Beton Bertulang Khusus dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus sebesar 36,45%.
5.2 Saran
Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perancangan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi dan estetika, sehingga diharapkan perancangan dapat dilaksanakan mendekati kondisi yang sesungguhnya dilapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perangcangan yaitu kuat, ekonomis, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, J.E. 1999, Analisa dan Desain Pondasi Jilid II, Erlangga, Jakarta.
Budiono, B dan Supriatna L. 2011, Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan
16
Gempa, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Nasution, A. 2009, Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Pamungkas, A dan Harianti, E. 2013, Desain Pondasi Tahan Gempa, Andi, Yogyakarta. Panitia Teknik Konstruksi dan Bangunan. 2013,
Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03:2847:2013), Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
Panitia Teknik Konstruksi dan Bangunan. 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03:1726:2012), Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
Vis, W.C dan Kusuma G. 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang, Erlangga, Jakarta.
Vis, W.C dan Kusuma G. 1993, Grafik dan Tbael Perhitungan Beton Bertulang, Erlangga, Jakarta.
