Studi Analisis Jembatan Sebagai Penghubung Gedung Beton Bertulang Enam Lantai.

(1)

STUDI ANALISIS JEMBATAN SEBAGAI

PENGHUBUNG GEDUNG BETON BERTULANG

ENAM LANTAI

Andre Feliks Setiawan NRP : 0821005

Pembimbing: Winarni Hadipratomo, Ir.

ABSTRAK

Saat ini banyak dirancang bangunan beton bertulang, sedangkan lahan kosong yang ada semakin berkurang. Salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah dengan membangun gedung bertingkat. Terkadang beberapa bangunan komersial yang berdekatan memerlukan sarana penghubung untuk transportasi manusia maupun barang. Indonesia merupakan daerah rawan gempa, karena itu jembatan penghubung dua gedung yang bersebelahan harus tetap kokoh dan aman saat terjadi gempa dan sesudahnya.

Tujuan dari studi ini adalah menganalisis dua struktur bangunan beton bertulang 6 lantai yang dihubungkan dengan jembatan penghubung beton bertulang yang ditempatkan pada lantai 3 bangunan dengan perletakan jepit-rol. Khususnya dilakukan analisis statik ekuivalen dan analisis dinamik respons spektrum untuk membandingkan kekuatan struktur jembatan dengan dinding bata (model 1) dan jembatan dengan dinding geser beton bertulang (model 2).

Kelebihan dari jembatan model 1 adalah gaya geser dan momen lentur balok lebih kecil dibandingkan dengan jembatan model 2. Sebaliknya, kelebihan dari jembatan model 2 adalah tulangan balok jembatan model 2 lebih sedikit daripada jembatan model 1, sehingga jembatan model 2 ini lebih ekonomis. Selain itu perioda getar arah X (Tx) serta peralihan lateral arah X dari jembatan model 2 lebih kecil daripada model 1, yang menandakan bahwa jembatan model 2 lebih kaku dan berperilaku lebih baik daripada model 1.

(2)

ANALYTICAL STUDY OF BRIDGE CONNECTING

SIX FLOORS REINFORCED CONCRETE BUILDING

Andre Feliks Setiawan NRP : 0821005

Supervisor: Winarni Hadipratomo, Ir.

ABSTRACT

Nowadays, many Reinforced Concrete Buildings are being built, however the available terrain are diminishing. One of the solutions to solve this problem is by building multistory buildings. Sometimes adjacent commercial buildings need connector facilities to transport men or commodities. Indonesia is located in an earthquake zone, so that such connector-bridge linking two adjacent buildings must be strong and safe during and after an earthquake.

The purpose of this study is to analyze two adjacent six-floor Reinforced Concrete Building Structures connected by an RC bridge placed on the third floor with a fixed-roller support. Specifically an equivalent static analysis and spectrum response dynamic analysis of the bridge will be executed, comparing the strength of a masonry-wall bridge (model 1) and a RC shear wall bridge (model 2).

The advantage of model 1 bridge is that the shear forced and bending moment is smaller than of the model 2 bridge. On the other hand, the advantage of model 2 bridge is its beam reinforcement which is less than the model 1 bridge, resulting a more economical model than model 1 bridge. Moreover the vibration period in the X-direction (Tx) and the lateral displacement in X-direction of model 2 bridge is smaller than the model 1 bridge, which indicates that model 2 is a more rigid and better behaving model than model 1 bridge.

(3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... v

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

ABSTRAK ... x

ABSTRACT ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xix

DAFTAR NOTASI ... xxi

DAFTAR LAMPIRAN ... xxvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 1

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 2

1.4 Sistematika Penulisan ... 2

1.5 Lisensi Perangkat Lunak ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Beton Bertulang [Nawy, 1998] ... 4

2.1.1 Beton [McCormac, 2004] ... 4

2.1.2 Baja Tulangan [McCormac, 2004] ... 4

2.1.3 Kelebihan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur ... 5

2.1.4 Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur . 6 2.2 Jembatan [Struyk, 1953] ... 7

2.2.1 Jembatan dari Beton Bertulang ... 7

2.3 Kriteria Struktur Gedung [SNI 03-1726-2002] ... 8

2.3.1 Struktur Gedung Beraturan ... 8

2.3.1 Struktur Gedung Tidak Beraturan ... 10

2.3.1 Perilaku Struktur Gedung ... 10

2.4 Sistem Struktur Gedung ... 10

2.4.1 Pelat ... 10

2.4.2 Balok ... 11

2.4.3 Kolom ... 11

2.4.4 Dinding Geser ... 11

2.4.5 Perlindungan Beton Bertulang ... 12

2.5 Pembebanan [Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, 1983] ... 12

2.5.1 Beban Mati ... 13

2.5.2 Beban Hidup ... 13

2.5.3 Koefisien Reduksi Beban Hidup ... 14

(4)

2.7 Analisis Statik Ekuivalen [SNI 03-1726-2002] ... 15

2.8 Analisis Dinamik Ragam Respons Spektrum [SNI 03-1726-2002] ... 16

2.9 Parameter-parameter yang Diperlukan dalam Analisis Struktur Gedung [SNI 03-1726-2002] ... 16

2.9.1 Faktor Keutamaan (I) ... 17

2.9.2 Daktilitas Struktur Gedung ... 17

2.9.3 Faktor Reduksi Gempa Maksimum ... 18

2.9.4 Percepatan Puncak Muka Tanah (Ao) ... 19

2.9.5 Percepatan Respons Maksimum (Am) ... 20

2.9.6 Spektrum Respons Gempa ... 21

2.9.7 Kekakuan Struktur ... 23

2.9.8 Damping ... 23

2.9.9 Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental ... 23

2.9.10 Waktu Getar Alami Fundamental ... 24

2.9.11 Kinerja Batas Layan ... 24

2.10 Perangkat Lunak ETABS ... 25

BAB III STUDI PEMODELAN ... 26

3.1 Data Gedung ... 26

3.1.1 Data Struktur ... 26

3.1.2 Model Gedung ... 27

3.1.3 Data Material ... 28

3.1.4 Data Komponen Gedung ... 29

3.2 Data Pembebanan ... 29

3.3 Pemodelan dan Input Parameter Analysis pada Program ETABS ... 31

3.4 Analisis Statik Ekuivalen ... 49

3.4.1 Cek Waktu Getar Gedung Model 1 ... 49

3.4.2 Menentukan Berat Struktur Gedung Model 1 ... 49

3.4.3 Menentukan Gaya Geser Nominal Gedung Model 1 ... 50

3.4.4 Menghitung Gaya-Gaya Gempa Tiap Lantai (F) Gedung Model 1 ... 51

3.4.5 Waktu Getar Alami Fundamental Gedung Model 1 ... 52

3.4.6 Input Beban Gempa Statik Gedung Model 1 pada ETABS .... 53

3.5 Analisis Dinamik Respons Spektrum ... 55

BAB IV ANALISIS DATA ... 60

4.1 Analisis Jembatan Model 1 (Material Tembok Bata Biasa) ... 60

4.1.1 Analisis Perioda Getar dan Ragam Getar Gedung Model 1 ... 60

4.1.2 Analisis Gaya Aksial, Gaya Geser dan Momen Lentur Kolom Jembatan Model 1 ... 64

4.1.3 Analisis Gaya Geser dan Momen Lentur Balok Jembatan Model 1 ... 70

4.1.4 Tulangan Pakai Jembatan Model 1 ... 74

4.1.5 Peralihan Lateral Gedung Model 1 ... 76

4.2 Analisis Jembatan Model 2 (Material Tembok Beton Bertulang) ... 77

(5)

4.2.2 Analisis Gaya Aksial, Gaya Geser dan Momen Lentur

Kolom Jembatan Model 2 ... 81

4.2.3 Analisis Gaya Geser dan Momen Lentur Balok Jembatan Model 2 ... 87

4.2.4 Tulangan Pakai Jembatan Model 2 ... 92

4.2.5 Peralihan Lateral Gedung Model 2 ... 94

4.3 Perbandingan Hasil Analisis Jembatan Model 1 dan Model 2 ... 95

4.3.1 Perbandingan Waktu Getar Alami ... 95

4.3.2 Perbandingan Gaya Aksial, Gaya Geser dan Momen Lentur Kolom Jembatan ... 96

4.3.3 Perbandingan Gaya Geser dan Momen Lentur Balok Jembatan ... 97

4.3.4 Perbandingan Luas Tulangan Pakai ... 98

4.3.5 Perbandingan Peralihan Lateral Maksimun Gedung ... 101

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 103

5.1 Kesimpulan ... 103

5.2 Saran ... 104

DAFTAR PUSTAKA ... 105

(6)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Respons Spektrum Gempa Rencana [SNI 03-1726-2002]... 22

Gambar 3.1 Denah Gedung dengan Material Jembatan Tembok Bata Biasa ... 27

Gambar 3.2 Potongan Vertikal Gedung dengan Material Jembatan Tembok Bata Biasa ... 27

Gambar 3.3 Denah Gedung dengan Material Jembatan Dinding Beton Bertulang ... 28

Gambar 3.4 Potongan Vertikal Gedung dengan Material Jembatan Dinding Beton Bertulang ... 28

Gambar 3.5 Kurva Respons Spektrum Wilayah Gempa 4 [SNI 03-1726-2002] ... 30

Gambar 3.6 Tampilan New Model Initialization ... 31

Gambar 3.7 Tampilan Pembuatan Grid ... 32

Gambar 3.8 Define Grid Data ... 32

Gambar 3.9 Mendefinisikan Material Properties ... 33

Gambar 3.10 Input Data Properti Material ... 33

Gambar 3.11 Input Dimensi Balok Induk ... 34

Gambar 3.12 Reinforcement Data Balok Induk... 35

Gambar 3.13 Set Modifier Balok Induk ... 35

Gambar 3.14 Input Dimensi Balok Jembatan ... 36

Gambar 3.15 Reinforcement Data Balok Jembatan ... 36

Gambar 3.16 Set Modifier Balok Jembatan ... 37

Gambar 3.17 Input Dimensi Kolom Utama ... 37

Gambar 3.18 Reinforcement Data Kolom Utama ... 38

Gambar 3.19 Set Modifier Kolom ... 38

Gambar 3.20 Input Dimensi Kolom Jembatan... 39

Gambar 3.21 Reinforcement Data Kolom Jembatan ... 39

Gambar 3.22 Set Modifer Kolom Jembatan ... 40

Gambar 3.23 Input Data Pelat ... 40

Gambar 3.24 Input Data Dinding Beton Bertulang (Dinding Geser) ... 41

Gambar 3.25 Model Struktur Gedung Tiga Dimensi dengan Sistem Struktur Jembatan Balok – Kolom ... 42

Gambar 3.26 Model Struktur Gedung Tiga Dimensi dengan Sistem Struktur Jembatan Dinding Geser ... 42

Gambar 3.27 Input Perletakan ... 43

Gambar 3.28 Perletakan Jembatan Jepit – Rol ... 43

Gambar 3.29 Membuat Rigid Diaphragm pada Pelat ... 44

Gambar 3.30 Rigid Diaphragm pada tiap Pelat ... 44

Gambar 3.31 Mendefinisikan Static Load Cases ... 45

Gambar 3.32 Memasukkan Beban SDL Lantai ... 46

Gambar 3.33 Memasukkan Beban SDL Balok Induk dan Balok Jembatan ... 46

Gambar 3.34 Memasukkan Beban LL Lantai ... 46

Gambar 3.35 Memasukkan Beban LL Atap ... 47

(7)

Gambar 3.37 Tampilan Input Kombinasi Pembebanan ... 48

Gambar 3.38 Gaya Gempa tiap Lantai Arah x Gedung Model 1 ... 53

Gambar 3.39 Gaya Gempa tiap Lantai Arah y Gedung Model 1 ... 54

Gambar 3.40 Input DataResponse Spectrum Function ... 56

Gambar 3.41 SPEC1 ... 57

Gambar 3.42 SPEC2 ... 57

Gambar 3.43 Response Spectrum Base Reaction Gedung Model 1 ... 58

Gambar 3.44 Load Combination ... 59

Gambar 4.1 Bentuk Ragam Getar 3 Dimensi, Tampak Samping dan Tampak Atas Gedung Model 1 ... 62

Gambar 4.2 Lokasi Kolom Jembatan yang Ditinjau pada Jembatan Model 1 ... 64

Gambar 4.3 Diagram Gaya Aksial Kolom Jembatan Model 1 (Elevation View - 3) ... 65

Gambar 4.6 Diagram Gaya Geser Kolom Jembatan Model 1 (Elevation View - 3) ... 66

Gambar 4.9 Diagram Momen Lentur Kolom Jembatan Model 1 (Elevation View - 3) ... 68

Gambar 4.12 Lokasi Balok Jembatan yang ditinjau pada Jembatan Model 1 ... 70

Gambar 4.13 Diagram Gaya Geser Balok Jembatan Model 1 (Elevation View - 3) ... 71

Gambar 4.16 Diagram Momen Lentur Balok Jembatan Model 1 (Elevation View - 3) ... 73

(8)

Gambar 4.20 Lokasi Kolom Jembatan yang Ditinjau pada Jembatan

Model 2 ... 81

Gambar 4.30 Lokasi Balok Jembatan yang ditinjau pada Jembatan Model 2 ... 87

Gambar L1.1 Gaya Gempa tiap Lantai Arah x Gedung Model 2 ... 110

Gambar L1.2 Gaya Gempa tiap Lantai Arah y Gedung Model 2 ... 111

Gambar L1.3 Response Spectrum Base Reaction Gedung Model 2 ... 112

Gambar L2.1 Lokasi Balok 81 yang ditinjau pada Jembatan Model 1 ... 113

Gambar L2.2 Diagram Momen Negatif Tumpuan Kiri Balok 81 ... 115

Gambar L2.3 Diagram Momen Positif Tumpuan Kiri Balok 81... 117

Gambar L2.4 Diagram Momen Positif Lapangan Balok 81... 119

Gambar L2.5 Diagram Momen Positif Tumpuan Kanan Balok 81... 121

Gambar L2.6 Diagram Momen Negatif Tumpuan Kanan Balok 81 ... 123

Gambar L2.7 Diagram Gaya Geser Balok 81 ... 125

Gambar L2.8 Lokasi Kolom 21 yang ditinjau pada Jembatan Model 1 ... 127

Gambar L2.9 Diagram Gaya Aksial dan Momen Lentur Kolom 21 ... 128

(9)

Gambar L2.11 Diagram Interaksi Kolom 21 (Hasil Perhitungan dengan

Menggunakan PCA COL) ... 132

Gambar L2.12 Konfigurasi Penulangan Lentur Balok ... 133

Gambar L2.13 Konfigurasi Penulangan Lentur Kolom ... 133

Gambar L2.14 Penulangan Geser Balok ... 134

Gambar L2.15 Penulangan Geser Kolom ... 135

Gambar L3.1 Detail Pada Perletakan Rol ... 136

Gambar L4.1 Penampang Dinding Geser ... 137

Gambar L4.2 Hasil Output Struktur Dinding Geser ... 137

Gambar L4.3 Detail Penulangan Dinding Geser ... 140

Gambar L4.4 Diagram Interaksi Shearwall (Hasil Perhitungan dengan Menggunakan PCA COL) ... 141

Gambar L5.1 Diagram Interaksi NZS Chart C5.4 380/0.8 ... 142

Gambar L5.2 Diagram Interaksi NZS Chart C6.4 380/0.8 ... 143

Gambar L6.1 Portal Perletakan Jepit-Jepit dan DOF Struktur ... 144

Gambar L6.2 Output Reaksi Perletakan Titik A Program ETABS ... 151

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tebal Minimum Balok Non-Prategang atau Pelat Satu Arah bila

Lendutan tidak Dihitung [SNI 03-2847-2002] ... 11

Tabel 2.2 Tebal Selimut Beton Minimum [SNI 03-2847-2002] ... 12

Tabel 2.3 Ketentuan Beban Hidup pada Lantai Gedung [Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, 1987] ... 13

Tabel 2.4 Koefisien Reduksi Beban Hidup [Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, 1987] ... 14

Tabel 2.5 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan [SNI 03-1726-2002] ... 17

Tabel 2.6 Faktor Daktilitas Maksimum dan Faktor Reduksi Gempa Maksimum Beberapa Jenis Sistem dan Subsistem Struktur Gedung [SNI 03-1726-2002] ... 18

Tabel 2.7 Percepatan Puncak Muka Tanah Ao [SNI 03-1726-2002] ... 20

Tabel 2.8 Spektrum Respons Gempa Rencana [SNI 03-1726-2002] ... 20

Tabel 2.9 Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung [SNI 03-1726-2002] ... 24

Tabel 3.1 Modal Participating Mass Ratios Gedung Model 1 ... 49

Tabel 3.2 Center Mass Rigidity Gedung Model 1 ... 50

Tabel 3.3 Berat Struktur Gedung Model 1 ... 50

Tabel 3.4 Gaya Gempa Arah x Gedung Model 1 ... 51

Tabel 3.5 Gaya Gempa Arah y Gedung Model 1 ... 52

Tabel 3.6 TRay Arah x Gedung Model 1 ... 52

Tabel 3.7 TRay Arah y Gedung Model 1 ... 52

Tabel 3.8 Gaya Gempa Arah x Gedung Model 1 dalam Satuan Newton (N) .... 53

Tabel 3.9 Gaya Gempa Arah y Gedung Model 1 dalam Satuan Newton (N) .... 54

Tabel 4.1 Jumlah Mode dan Perioda Getar Gedung Model 1 ... 60

Tabel 4.2 Karakteristik Dinamik Struktur Model 1 ... 61

Tabel 4.3 Gaya Aksial, Gaya Geser dan Momen Lentur Kolom Jembatan Model 1 ... 64

Tabel 4.4 Gaya Geser dan Momen Lentur Balok Jembatan Model 1 ... 71

Tabel 4.5 Jumlah Tulangan Pakai Kolom Jembatan Model 1 ... 74

Tabel 4.6 Jumlah Tulangan Pakai Balok Jembatan Model 1 ... 75

Tabel 4.7 Peralihan Lateral Maksimum Gedung Tiap Lantai Model 1... 76

Tabel 4.8 Peralihan Lateral Perletakan Rol Jembatan Model 1 ... 76

Tabel 4.9 Jumlah Mode Dan Perioda Getar Gedung Model 2 ... 77

Tabel 4.10 Karakteristik Dinamik Struktur Model 2 ... 78

Tabel 4.11 Gaya Aksial, Gaya Geser dan Gaya Momen Kolom Jembatan Model 2 ... 81

Tabel 4.12 Gaya Geser dan Momen Lentur Balok Jembatan Model 2 ... 86

Tabel 4.13 Jumlah Tulangan Pakai Kolom Jembatan Model 2 ... 92

Tabel 4.14 Jumlah Tulangan Pakai Balok Jembatan Model 2 ... 93

Tabel 4.15 Peralihan Lateral Maksimum Gedung Tiap Lantai Model 2... 94

Tabel 4.16 Peralihan Lateral Perletakan Rol Jembatan Model 2 ... 94

(11)

Tabel 4.18 Perbandingan Gaya Aksial, Gaya Geser dan Momen Lentur

Kolom Jembatan Model 1 dan Model 2 ... 96

Tabel 4.19 Perbandingan Gaya Geser dan Momen Lentur Balok Jembatan Model 1 dan Model 2 ... 97

Tabel 4.20 Perbandingan Luas Tulangan Pakai Kolom Jembatan ... 98

Tabel 4.21 Perbandingan Luas Tulangan Pakai Balok Jembatan ... 99

Tabel 4.22 Perbandingan Peralihan Lateral Gedung Model 1 dan Model 2 ... 101

Tabel 4.23 Peralihan Lateral Perletakan Rol Jembatan Model 1 dan Model 2 .... 102

Tabel L1.1 Modal Participating Mass Ratios Gedung Model 2 ... 106

Tabel L1.2 Center Mass Rigidity Gedung Model 2 ... 107

Tabel L1.3 Berat Struktur Gedung Model 2 ... 107

Tabel L1.4 Gaya Gempa Arah x Gedung Model 2 ... 108

Tabel L1.5 Gaya Gempa Arah y Gedung Model 2 ... 109

Tabel L1.6 TRay Arah x Gedung Model 2 ... 109

Tabel L1.7 TRay Arah y Gedung Model 2 ... 109

Tabel L1.8 Gaya Gempa Arah x Gedung Model 2 dalam Satuan Newton (N) .... 110

Tabel L1.9 Gaya Gempa Arah y Gedung Model 2 dalam Satuan Newton (N) .... 111

(12)

DAFTAR NOTASI

a Tinggi blok tegangan persegi ekuivalen, mm.

amax Tinggi maksimum blok tegangan persegi ekuivalen, mm. Ag Luas bruto penampang, mm2.

Am Percepatan respons maksimum atau faktor respons gempa maksimum pada spektrum respon gempa rencana.

Ao Percepatan puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana yang bergantung pada wilayah gempa dan jenis tanah tempat struktur gedung berada.

Ar Pembilang dalam persamaan hiperbola faktor respons gempa C pada spektrum respons gempa rencana.

As Luas tulangan tarik non-prategang, mm2. As,min Luas minimum tulangan lentur, mm2. As’ Luas tulangan tekan, mm2.

Av Luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, atau luas tulangan geser yang tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s pada komponen struktur lentur tinggi, mm2.

b Lebar muka tekan komponen struktur, mm. bw Lebar badan balok, mm.

c Jarak dari serat tekan terluar ke garis netral, mm.

cmax Jarak maksimum dari serat tekan terluar ke garis netral, mm.

C Faktor respons gempa dinyatakan dalam percepaan gravitasi yang nilainya bergantung pada waktu getar alami struktur gedung dan kurvanya ditampilkan dalam spektrum respons gempa rencana.

(13)

C1 Nilai faktor respons gempa yang didapat dari spektrum respons gempa Rencana untuk waktu getar alami fundamental dari struktur gedung.

d Tinggi efektif penampang diukur dari serat tekan terluar terhadap titik berat tulangan tarik, mm.

di Simpangan horizontal lantai tingkat i dari hasil analisis 3 dimensi struktur gedung akibat beban gempa, mm.

dt Jarak dari serat tekan terluar ke baja tarik terjauh, mm. DL Beban mati nominal, N.

E Beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-1989, N. Ec Modulus elastisitas beton, MPa.

Es Modulus elastisitas baja, MPa.

fc’ Kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa.

fy Kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan non-prategang, MPa. fys Kuat leleh tulangan geser yang disyaratkan, MPa.

fyv Kuat leleh tulangan sengkang, MPa.

Fi Beban gempa nominal statik ekuivalen yang menangkap pada pusat massa pada taraf lantai tingkat ke-i struktur atas gedung, N.

g Percepatan gravitasi, mm/s2.

h Tinggi total komponen struktur, mm. hi Tinggi lantai gedung ke-i, mm.

I Faktor Keutamaan gedung, faktor pengali dari pengaruh Gempa Rencana pada berbagai kategori gedung, untuk menyesuaikan perioda ulang gempa yang berkaitan dengan penyesuaian probabilitas dilampauinya pengaruh tersebut selama umur gedung itu dan penyesuaian umur gedung itu.

I1 Faktor keutamaan gedung untuk menyesuaikan perioda ulang gempa yang berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung.

(14)

lo Panjang minimum, diukur dari muka join sepanjang sumbu komponen struktur dimana harus disediakan tulangan transversal, mm.

L Panjang bentang teoritis, mm. LL Beban hidup, N.

LLroof Beban hidup yang bekerja pada atap, N. Mn Kuat lentur nominal, kNm.

Mu Momen terfaktor pada penampang, kNm.

n Nomor lantai tingkat paling atas (lantai puncak); jumlah lantai tingkat struktur gedung.

Pn Kuat beban aksial nominal pada eksentrisitas yang diberikan, N. Pu Beban aksial terfaktor pada eksentrisitas yang diberikan, N.

R Faktor reduksi gempa, rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh gempa rencana pada struktur gedung elastic penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana pada struktur gedung daktail, bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut, faktor reduksi gempa representative struktur gedung tidak beraturan.

s Spasi tulangan geser dalam arah pararel dengan tulangan longitudinal, mm.

so Spasi maksimum tulangan transversal, mm. SDL Beban mati tambahan, N.

SW Beban berat sendiri, N.

t Tebal komponen struktur, mm.

T Waktu getar alami struktur gedung dinyatakan dalam detik yang menentukan besarnya faktor respons gempa struktur gedung dan kurvanya ditampilkan dalam spektrum respons gempa rencana, s.

Tc Waktu getar alami sudut, yaitu waktu getar alami pada titik perubahan diagram C dari garis datar menjadi kurva hiperbola pada spektrum respons gempa rencana, s.

(15)

Ty Perioda getar arah y, s.

T1 Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan maupun tidak beraturan dinyatakan dalam detik, s.

V Beban (gaya) geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh Gempa Rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung beraturan dengan tingkat daktilitas umum, dihitung berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan tersebut, N.

Vc Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton, N. Vd Gaya geser dinamik, N.

Vn Tegangan geser nominal, N. Vs Gaya geser statik, N.

Vu Beban geser terfaktor pada penampang, N. Vu,kritis Gaya geser terfaktor kritis, N.

Vx Gaya geser arah x, N. Vy Gaya geser arah y, N.

Wi Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai, N. Wt Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai, N.

zi Ketinggian lantai tingkat ke-i yang diukur dari taraf penjepitan lateral, mm.

β1 Konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat tekan beton. c Berat volume beton, kN/m3.

ζ Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung bergantung pada wilayah gempa.

(16)

m Nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh suatu system atau subsistem struktur gedung.

ρ Rasio tulangan tarik non-prategang.

b Rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang. ρmin Rasio tulangan minimum.

ρmax Rasio tulangan maksimum.

(17)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Analisis Statik Ekuivalen Gedung Model 2 (Jembatan

Dengan Matrial Dinding Geser) ... 106

Lampiran II Perencanaan Tulangan untuk Balok dan Kolom ... 113

Lampiran III Detail pada Perletakan Rol ... 136

Lampiran IV Perencanaan Tulangan Dinding Geser ... 137

Lampiran V Column Design Chart ... 142

(18)

LAMPIRAN I

ANALISIS STATIK EKUIVALEN GEDUNG MODEL 2

(JEMBATAN DENGAN MATERIAL DINDING

GESER)

L1.1 Cek Waktu Getar

Analisis ini dilakukan untuk mengecek mode yang terjadi. Setelah membuat model di ETABS didapatkan hasil analisis waktu getar berdasarkan hasil ETABS.

Tabel L1.1 Modal Participating Mass Ratios Gedung Model 2

Mode Period UX UY RZ

1 1,0136 0 81,3547 0,0351 2 0,9629 0 0,0343 82,0367 3 0,8751 87,5606 0 0

Berdasarkan persamaan (2.8) dapat dicek waktu getar sebagai berikut: TETABS mode 1 = 1,0136 < ζ . n = 0,17 x 6 = 1,02 → memenuhi

TETABS mode 3 = 0,8751 < ζ . n = 0,17 x 6 = 1,02 → memenuhi

Waktu getar alami mode 1 (arah y) adalah 1,0136 dan mode 3 (arah x) adalah 0,8751, hal ini menunjukkan bahwa struktur gedung tersebut cukup kaku dan diprediksi akan berperilaku baik terhadap beban lateral.

L1.2 Menentukan Berat Struktur Gedung Model 2

Berat struktur didapatkan dengan menampilkan tabel center mass rigidity pada

(19)

Tabel L1.2 Center Mass Rigidity Gedung Model 2

Lantai Diaphragm MassX MassY XCM YCM

STORY6 D1 152057,61 152057,61 36 15 STORY5 D1 259182,49 259182,49 36 15 STORY4 D1 288450,80 288450,80 36 15 STORY3 D1 292366,51 292366,51 36 15 STORY2 D1 274886,12 274886,12 36 15 STORY1 D1 274886,12 274886,12 36 15

Hasil dari MassX dan MassY dikalikan dengan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2 seperti terlihat di Table L1.3.

Tabel L1.3 Berat Struktur Gedung Model 2

Lantai Massa (kgf) Berat (kg)

STORY6 152057,61 1491685,14 STORY5 259182,49 2542580,23 STORY4 288450,80 2829702,36 STORY3 292366,51 2868115,47 STORY2 274886,12 2696632,82 STORY1 274886,12 2696632,82 TOTAL 1541829,65 15125348,84

L1.3 Menentukan Gaya Geser Nominal Gedung Model 2

Struktur berada di wilayah gempa 4 tanah sedang dengan waktu getar arah x adalah 0,8751 dan waktu getar arah y adalah 1,0136.

(20)

Dari SNI Gempa 03-1726-2002 didapatkan nilai C melalui grafik respons spektrum gempa rencana.

arah x : r x

x

A 0,42

C = = = 0,4799

T 0,8750

arah y : r y

y

A 0,42

C = = = 0,4143 T 1,0136

Berdasarkan persamaan (2.1) dapat dihitung gaya geser arah x dan arah y a) Gaya geser arah x

1

x t

C . I 0,4799 . 1

V = . W = . 15125348,84 = 1319935,41 kg

R 5,5

b) Gaya geser arah y

1

y t

C . I 0,4143 . 1

V = . W = . 15125348,84 = 1139488,57 kg

R 5,5

L1.4 Menghitung Gaya-Gaya Gempa Tiap Lantai (F) Gedung Model 2

Gaya geser dasar nominal V didistribusikan ke setiap lantai menjadi beban-beban gempa nominal sesuai persamaan yang ada di SNI Gempa. Maka berdasarkan persamaan (2.2) didapatkan gaya-gaya gempa tiap lantai yang ditampilkan dalam Tabel L1.4 untuk arah x dan Tabel L1.5 untuk arah y.

Tabel L1.4 Gaya Gempa Arah x Gedung Model 2

Lantai Wi (kg) zi (m) Wi.zi (kg.m) Fi (kg)

STORY6 1491685,14 24 35800443,32 237812,07 STORY5 2542580,23 20 50851604,64 337792,62 STORY4 2829702,36 16 45275237,69 300750,41 STORY3 2868115,47 12 34417385,67 228624,82 STORY2 2696632,82 8 21573062,56 143303,66 STORY1 2696632,82 4 10786531,28 71651,83

(21)

Tabel L1.5 Gaya Gempa Arah y Gedung Model 2

Lantai Wi (kg) zi (m) Wi.zi (kg.m) Fi (kg)

STORY6 1491685,14 24 35800443,32 205301,06 STORY5 2542580,23 20 50851604,64 291613,38 STORY4 2829702,36 16 45275237,69 259635,17 STORY3 2868115,47 12 34417385,67 197369,78 STORY2 2696632,82 8 21573062,56 123712,79 STORY1 2696632,82 4 10786531,28 61856,39

TOTAL 15125348,84 198704265,17

L1.5 Waktu Getar Alami Fundamental Gedung Model 2

Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah masing-masing sumbu utama tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari TETABS. Berdasarkan persamaan (2.9) didapatkan TRay sebagai berikut:

Tabel L1.6 TRay Arah x Gedung Model 2

Lantai Wi (kg) di (mm) Wi.di2 (kg.mm2) Fi.di (kg.mm) TRay

STORY6 1491685,14 25,65 981734640,26 6100878,43

0,8881 STORY5 2542580,23 23,72 1429962296,51 8010785,67

STORY4 2829702,36 21,12 1262057758,64 6351487,78 STORY3 2868115,47 19,45 1085472737,64 4447690,03 STORY2 2696632,82 13,16 466947000,32 1885732,91 STORY1 2696632,82 5,04 68373807,84 360795,63

TOTAL 15125348,84 5294548241,22 27157370,45

Tabel L1.7 TRay Arah y Gedung Model 2

Lantai Wi (kg) di (mm) Wi.di2 (kg.mm2) Fi.di (kg.mm) TRay

STORY6 1491685,14 31,32 1463574910,09 6430727,19

1,0160 STORY5 2542580,23 29,08 2150330851,77 8480525,35

STORY4 2829702,36 25,01 1769370529,51 6492359,21 STORY3 2868115,47 19,17 1053483834,90 3782651,10 STORY2 2696632,82 11,91 382377362,91 1473159,49 STORY1 2696632,82 4,44 53126821,52 274555,79

TOTAL 15125348,84 6872264310,70 26933978,12

(22)

L1.6 Input Beban Gempa StatikGedung Model 2 pada ETABS

Setelah didapatkan gaya-gaya gempa pada setiap lantai maka gaya-gaya gempa tersebut di input secara manual ke dalam static load case gempa dengan cara klik define, static load case, pilih beban gempa kemudian pilih modify lateral load seperti terlihat pada Gambar L1.1 dan Gambar L1.2.

Tabel L1.8 Gaya Gempa Arah x Gedung Model 2 dalam Satuan Newton (N)

Lantai Fi (kg) Fi (N)

STORY6 237812,07 2332936,42 STORY5 337792,62 3313745,56 STORY4 300750,41 2950361,53 STORY3 228624,82 2242809,44 STORY2 143303,66 1405808,94 STORY1 71651,83 702904,47

(23)

Tabel L1.9 Gaya Gempa Arah y Gedung Model 2 dalam Satuan Newton (N)

Lantai Fi (kg) Fi (N)

STORY6 205301,06 2014003,39 STORY5 291613,38 2860727,26 STORY4 259635,17 2547021,03 STORY3 197369,78 1936197,57 STORY2 123712,79 1213622,43 STORY1 61856,39 606811,22

Gambar L1.2 Gaya Gempa tiap Lantai Arah y Gedung Model 2

L1.7 Cek Gaya Geser Statik (Vs) dan Gaya Geser Dinamik (Vd)

Nilai gaya geser statik didapat dari hasil perhitungan analisis statik ekuivalen subbab L1.3 dengan nilai gaya geser Vx,statik = 1319935,41 kg dan Vy,statik = 1139488,57 kg. Sedangkan untuk nilai gaya geser dinamik didapat dari output ETABS yaitu Response Spectrum Base Reaction dan nilai gaya geser Vd dapat dilihat pada Gambar L1. 3.

(24)

diambil kurang dari 80% nilai respons ragam yang pertama. Bila respons dinamik struktur gedung dinyatakan dalam gaya geser dasar nominal Vd, maka persyaratan tersebut dapat dinyatakan sebagai Vd > 0,8 Vs [SNI 03-1726-2002].

Gambar L1.3 Response Spectrum Base Reaction Gedung Model 2

Vx,dinamik = 1179357,10 kg Vy,dinamik = 955705,28 kg

0,8 Vx,statik = 0,8 . 1319935,41 = 1055948,328 kg 0,8 Vy,statik = 0,8 . 1139488,57 = 911590,856 kg

Vd > 0,8 Vs

(25)

LAMPIRAN II

PERENCANAAN TULANGAN UNTUK BALOK DAN

KOLOM

L2.1 Desain Komponen Struktur Balok SRPMM

Pada perencanaan struktur balok ini, balok yang direncanakan adalah balok jembatan B81 lantai 3 gedung model 1. Lokasi balok yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar L2.1. Momen ultimate dan gaya geser yang bekerja pada balok didapatkan dari hasil analisis struktur dengan menggunakan ETABS.

Gambar L2.1 Lokasi Balok 81 yang ditinjau pada Jembatan Model 1

Data perencanaan:

Dimensi balok 350 x 600 mm fc’ = 30 MPa

fy = 400 MPa

β1 = 0,85; untuk fc’≤ 30 MPa Selimut beton = 40 mm

(26)

L.2.1.1 Balok Harus Memenuhi Definisi Komponen Struktur Lentur

Untuk perencanaan SPRMM diperlukan perhitungan sebagai berikut:

1. 0,1 Ag fc’ = 0,1 . 350 . 600 . 30 = 630000 N = 630 kN, dari hasil ETABS didapatkan gaya aksial = 0 < 630 kN  maka memenuhi persyaratan.

2. Anggap satu lapis tulangan yang dipasang, selimut beton 40 cm, sengkang menggunakan D10, dan baja tulangan lentur yang dipakai D19

e

d = 600 mm - ( 40 mm + 10 mm + ½ . 19 mm) = 540,5 mm

n

e

l 5000 - 350

= = 8,60

d 540,5 , maka bentang bersih komponen struktur tidak kurang dari 4 kali tinggi efektifnya.

3. b = 350 mm dan h = 600 mm , b = 0,583

h , maka perbandingan lebar terhadap

tinggi sudah mencukupi yaitu tidak kurang dari 0,3.

4. Lebar, b = 350 mm > 250 mm dan b < 650 mm , maka syarat terpenuhi.

(27)

L.2.1.2 Menghitung Keperluan Baja Tulangan Untuk Menahan Lentur

1. Kondisi 1, Momen Negatif Tumpuan Kiri

Gambar L2.2 Diagram Momen Negatif Tumpuan Kiri Balok 81

Mu = 174,91 kNm

a. Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur

Asumsi satu lapis tulangan. Sebagai trial awal gunakan tulangan D19. Tinggi efektif balok, d = 600 – (40 + 10 + ½ . 19) mm

= 540,5 mm Asumsi awal:

jd = 0,85 . d = 0,85 . 540,5 = 459,425 mm  = 0,8

6

2 u

s

y

M 174,91 x 10

A = = = 1189,73 mm

. f . jd 0,8 . 400 . 459, 425



Cek As minimum:

s,min

A c 2

w y

f ' 30

= b d = . 350 . 540,5 = 647,60 mm

4 f 4 . 400

2 w

y

1,4 1,4

= b d = . 350 . 540,5 = 662,11 mm

f 400

As = 1189,73 mm2 > As,min = 662,11 mm2  Syarat tulangan minimum terpenuhi

(28)

s y

c

A . f _{1420 . 400}

a = = = 63,64 mm

0,85 . f ' . b 0,85 . 30 . 350

Cek momen nominal aktual:

n

M

 = A f d - _s _y a = 0,8 . 1420 . 400 . 540,5 - 63,64

2 2

   

 _ _ _ _

   

u

= 321143861,1 Nmm = 321,1439 kNm > M = 174,91 kNm

b. Cek rasio tulangan

s

w

A 1420

ρ = = = 0,0075

b d 350 . 540,5

c

b 1

y y

0,85 f ' 600 0,85 . 30 600

ρ = β = 0,85 = 0,0325

f 600 + f 400 600 + 400

  _ _

  _ _

  _ _

 

ρmax = 0,75 ρb = 0,75 . 0,0325 = 0,0244

ρ = 0,0075 < ρmax = 0,0244  Syarat tulangan maksimum terpenuhi

c. Cek apakah penampang tension-controlled

dt = 600 – (40 + 10 + ½ . 19) mm = 540,5 mm

t

a 63,64

= = 0,1177 d 540,5

tcl

1 1

a

= 0,375 β = 0,375 x 0,85 = 0,31875 d

tcl

t 1

a a

= 0,1177 < = 0,31875

(29)

2. Kondisi 2, Momen Positif Tumpuan Kiri

Gambar L2.3 Diagram Momen Positif Tumpuan Kiri Balok 81

SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.4(1) mensyaratkan bahwa kuat lentur positif komponen struktur lentur SRPMM pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dari 1/3 (sepertiga) kuat lentur negatifnya pada muka kolom tersebut.

Mu = 88,35 kNm > 1/3 Mn,negatif = 1/3 . 174,91 = 58,30 kNm  syarat terpenuhi.

jd = 0,85 . d = 0,85 . 540,5 = 459,425 mm  = 0,8

6

2 u

s

y

M 88,35 x 10

A = = = 600,95 mm

. f . jd 0,8 . 400 . 459, 425



Cek As minimum:

s,min

A c 2

w y

f ' 30

= b d = . 350 . 540,5 = 647,60 mm

4 f 4 . 400

2 w

y

1,4 1,4

= b d = . 350 . 540,5 = 662,11 mm

(30)

As = 600,95 mm2 < As,min = 662,11 mm2  Syarat tulangan minimum tidak terpenuhi

Jumlah tulangan yang digunakan 3 D19, As = 852 mm2 > As,pakai = 662,11 mm2

s y

c

A . f _{852 . 400}

a = = = 38,18 mm

0,85 . f ' . b 0,85 . 30 . 350

n

M

 = A f d - _s _y a = 0,8 . 852 . 400 . 540,5 - 38,18

2 2

   

 _ _ _ _

   

u

= 142157222,4 Nmm = 142,1572 kNm > M = 88,35 kNm

s

w

A 852

ρ = = = 0,0045

b d 350 . 540,5

c

b 1

y y

0,85 f ' 600 0,85 . 30 600

ρ = β = 0,85 = 0,0325

f 600 + f 400 600 + 400

  _ _

  _ _

  _ _

 

ρmax = 0,75 ρb = 0,75 . 0,0325 = 0,0244

dt = 600 – (40 + 10 + ½ . 19) mm = 540,5 mm

t

a 38,18

= = 0,0706 d 540,5

tcl

1 1

a

= 0,375 β = 0,375 x 0,85 = 0,31875 d

tcl

t 1

a a

= 0,0706 < = 0,31875

(31)

[image:31.595.231.395.102.244.2]

3. Kondisi 3, Momen Positif Lapangan

Gambar L2.4 Diagram Momen Positif Lapangan Balok 81

SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.4(1) juga mensyaratkan untuk desain elemen lentur SRPMM baik kuat lentur negative maupun kuat lentur positif pada setiap penampang di sepanjang bentang tidak boleh kurang dari 1/5 (seperlima) kuat lentur terbesar yang disediakan pada kedua muka kolom tersebut.

Mu = 42,72 kNm > 1/5 Mn,terbesar = 1/5 . 181,45 = 36,29 kNm  syarat terpenuhi.

jd = 0,85 . d = 0,85 . 540,5 = 459,425 mm  = 0,8

6

2 u

s

y

M 42, 72 x 10

A = = = 290,58 mm

. f . jd 0,8 . 400 . 459, 425



Cek As minimum:

s,min

A c 2

w y

f ' 30

= b d = . 350 . 540,5 = 647,60 mm

4 f 4 . 400

2 w

y

1,4 1,4

= b d = . 350 . 540,5 = 662,11 mm

(32)

s y

c

A . f _{852 . 400}

a = = = 38,18 mm

0,85 . f ' . b 0,85 . 30 . 350

n

M

 = A f d - _s _y a = 0,8 . 852 . 400 . 540,5 - 38,18

2 2

   

 _ _ _ _

   

u

= 142157222,4 Nmm = 142,1572 kNm > M = 42,72 kNm

s

w

A 852

ρ = = = 0,0045

b d 350 . 540,5

c

b 1

y y

0,85 f ' 600 0,85 . 30 600

ρ = β = 0,85 = 0,0325

f 600 + f 400 600 + 400

  _ _

  _ _

  _ _

 

ρmax = 0,75 ρb = 0,75 . 0,0325 = 0,0244

dt = 600 – (40 + 10 + ½ . 19) mm = 540,5 mm

t

a 38,18

= = 0,0706 d 540,5

tcl

1 1

a

= 0,375 β = 0,375 x 0,85 = 0,31875 d

tcl

t 1

a a

= 0,0706 < = 0,31875

(33)

4. Kondisi 4, Momen Positif Tumpuan Kanan

Gambar L2.5 Diagram Momen Positif Tumpuan Kanan Balok 81

SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.4(1) mensyaratkan bahwa kuat lentur positif komponen struktur lentur SRPMM pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dari 1/3 (sepertiga) kuat lentur negatifnya pada muka kolom tersebut.

Mu = 82,48 kNm > 1/3 Mn,negatif = 1/3 . 181,45 = 60,48 kNm  syarat terpenuhi.

jd = 0,85 . d = 0,85 . 540,5 = 459,425 mm  = 0,8

6

2 u

s

y

M 82,48 x 10

A = = = 561,03 mm

. f . jd 0,8 . 400 . 459, 425



Cek As minimum:

s,min

A c 2

w y

f ' 30

= b d = . 350 . 540,5 = 647,60 mm

4 f 4 . 400

2 w

y

1,4 1,4

= b d = . 350 . 540,5 = 662,11 mm

(34)

s y

c

A . f _{852 . 400}

a = = = 38,18 mm

0,85 . f ' . b 0,85 . 30 . 350

n

M

 = A f d - _s _y a = 0,8 . 852 . 400 . 540,5 - 38,18

2 2

   

 _ _ _ _

   

u

= 142157222,4 Nmm = 142,1572 kNm > M = 60,48 kNm

s

w

A 852

ρ = = = 0,0045

b d 350 . 540,5

c

b 1

y y

0,85 f ' 600 0,85 . 30 600

ρ = β = 0,85 = 0,0325

f 600 + f 400 600 + 400

  _ _

  _ _

  _ _

 

ρmax = 0,75 ρb = 0,75 . 0,0325 = 0,0244

dt = 600 – (40 + 10 + ½ . 19) mm = 540,5 mm

t

a 38,18

= = 0,0706 d 540,5

tcl

1 1

a

= 0,375 β = 0,375 x 0,85 = 0,31875 d

tcl

t 1

a a

= 0,0706 < = 0,31875

(35)

[image:35.595.228.392.100.247.2]

5. Kondisi 5, Momen Negatif Tumpuan Kanan

Gambar L2.6 Diagram Momen Negatif Tumpuan Kanan Balok 81

Mu = 181,45 kNm

jd = 0,85 . d = 0,85 . 540,5 = 459,425 mm  = 0,8

6

2 u

s

y

M 181,45 x 10

A = = = 1234,22 mm

. f . jd 0,8 . 400 . 459, 425



Cek As minimum:

s,min

A c 2

w y

f ' 30

= b d = . 350 . 540,5 = 647,60 mm

4 f 4 . 400

2 w

y

1,4 1,4

= b d = . 350 . 540,5 = 662,11 mm

f 400

As = 1234,22 mm2 > As,min = 662,11 mm2  Syarat tulangan minimum terpenuhi

(36)

s y

c

A . f _{1420 . 400}

a = = = 63,64 mm

0,85 . f ' . b 0,85 . 30 . 350

n

M

 = A f d - _s _y a = 0,8 . 1420 . 400 . 540,5 - 63,64

2 2

   

 _ _ _ _

   

u

= 321143861,1 Nmm = 321,1439 kNm > M = 181,45 kNm

s

w

A 1420

ρ = = = 0,0075

b d 350 . 540,5

c

b 1

y y

0,85 f ' 600 0,85 . 30 600

ρ = β = 0,85 = 0,0325

f 600 + f 400 600 + 400

  _ _

  _ _

  _ _

 

ρmax = 0,75 ρb = 0,75 . 0,0325 = 0,0244

dt = 600 – (40 + 10 + ½ . 19) mm = 540,5 mm

t

a 63,64

= = 0,1177 d 540,5

tcl

1 1

a

= 0,375 β = 0,375 x 0,85 = 0,31875 d

tcl

t 1

a a

= 0,1177 < = 0,31875

(37)

L2.1.3 Analisis Geser Berdasarkan Pembesaran 2 Kali Beban Gempa

SNI Beton 2002 Pasal 23.10.3(2) mensyaratkan kuat geser rencana balok, kolom dan konstruksi pelat dua arah yang didesain untuk memikul gempa tidak kurang dari gaya lintang maksimum yang diperoleh dari kombinasi beban rencana termasuk pengaruh beban gempa, E, yang diambil 2 (dua) kali nilai yang ditentukan dalam SNI Gempa (BSN, 2002a).

[image:37.595.229.393.292.431.2]

a) 1,2 (DL + SDL) + 0,5 LL ± 2E b) 0,9 (DL + SDL) ± 2E

Gambar L2.7 Diagram Gaya Geser Balok 81

Vu = 198051,53 N = 198,0515 kN

c

c w

f ' 30

V = . b . d = . 350 . 540,5 = 172692,36 N = 172,6924 kN

6 6

u

s c

V 198,0515

V = - V = - 172,6924 = 91,3629 kN

0,75



c

s,max w

2 f ' 2 30

V = . b . d = . 350 . 540,5 = 690769,4321 N = 690,7694 kN

3 3

(38)

Spasi tulangan diatur melalui persamaan:

v s

y

A V

= s f d

Dicoba tulangan sengkang 2 kaki diameter 10 mm (Av = 157 mm2).

v y

s

A . f . d _{157 . 400 . 540,5}

s = = = 371,5 mm

V 91,3629 . 1000

SNI Pasal 23.10.4(3): Spasi maksimum tulangan geser di sepanjang balok yang didesain untuk SRPMM adalah d/2.

max

d 540,5

s = = = 270,25 mm

2 2

Maka digunakan spasi 270 mm.

v y

s

A . f . d 157 . 400 . 540,5

V = = = 125,7163 kN

s 270 x 1000 > 690,7694 kN

Jadi, gunanakan sengkang 2 kaki berdiameter D10 dengan spasi 270 mm.

Pada SNI Pasal 23.10.4(2), diperlukan hoops (sengkang tertutup) di sepanjang jarak 2hdari sisi muka kolom terdekat.

2h = 2 x 600 = 1200 mm

SNI Pasal 23.10.4(2): Hoop pertama dipasang pada jarak 50 mm dari muka kolom terdekat dan yang berikutnya dipasang dengan spasi terkecil diantara:

a. d/4, 535 = 133,75 mm 4

b. Delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil = 8 x 19 = 152 mm c. 24 kali diameter tulangan hoop = 24 x 10 = 240 mm

d. 300 mm

Maka digunanakan spasi 130 mm.

(39)

L2.2 Desain Komponen Struktur Kolom SRPMM

Pada perencanaan struktur kolom ini, kolom yang direncanakan adalah kolom jembatan K21 lantai 4 gedung model 1. Lokasi kolom yang direncanakan dapat dilihat pada Gambar L2.8. Gaya aksial, gaya geser, dan momen lentur yang bekerja pada kolom didapatkan dari hasil analisis struktur dengan menggunakan

[image:39.595.124.506.231.395.2]

ETABS.

Gambar L2.8 Lokasi Kolom 21 yang ditinjau pada Gedung Model 1

Data perencanaan:

Dimensi kolom 700 x 700 mm fc’ = 30 MPa

fy = 400 MPa

Selimut beton = 40 mm

(40)

[image:40.595.143.478.101.246.2]

L.2.2.1 Desain Tulangan Lentur Kolom

Gambar L2.9 Diagram Gaya Aksial dan Momen Lentur Kolom 21

Pu = 706397 N Mu = 157,41 kNm

Asumsi: Tulangan 4 muka dengan diameter tulangan 19 mm.

u

c

P 706397 0, 7

= = 0,0481

f ' b h 30 . 700 . 700 0,65

6 u

2 2

c

M 157,41 x 10 0, 7

= = 0,0153

f ' b h 30 . 700 . 700 0,65

y

c

f ₄₀₀

m = = 15, 6863

0,85 f ' 0,85 . 30

gh = h – 2 (cover + d_sengkang₎–_d_tulangan_{= 700}–_{2 (40 + 10)}–_{19 = 581 mm}

g = gh/h = 581/700 = 0,83  0,8

Untuk mendapatkan nilai tm diperlukan diagram desain kolom NZS tulangan 4 muka dengan nilai fy = 380 MPa dan g = 0,8 dari Chart C5.4.380/0,8 seperti yang terlampir pada Lampiran V.

Dari diagram tersebut didapat nilai tm = 0, jadi dipasang tulangan minimum = 1% Ag.

(41)

700 700 40 20 D19 tm t ρ 0,15

ρ = = = 0,0096 0,01

m 15,6863 

Ast, perlu = t . b . h = 0,01 . 700 . 700 = 4900 mm2 Digunakan Ast,pakai = 20 D19 = 5680 mm2

Kontrol:

Pn,max = . {0,8 . [0,85 . fc’ . (Ag– Ast) + Ast . fy]}

= 0,65 . {0,8 . [0,85 . 30 . (700 . 700 – 5680) + 5680 . 400]} = 7409878,613 N > Pu = 706397 N → OK

st t

g

A 5680

ρ = = = 0,0116

A 700 . 700

tm = t . m = 0,0114 . 15,6863 = 0,1818  0,18

u n

P 706397

P = = = 1086764,6154 N

0,65



n

c

P 1086764,6154

= = 0,0739 0,08 f ' b h 30 . 700 . 700 

Dari diagram desain kolom NZS tulangan 4 muka Chart C6.4.380/0,8 yang terdapat pada Lampiran V diperoleh nilai n

2 c

M

f ' b h = 0,1

Mn = 0,65 . (Mn/fc’.b.h2) . fc’. b . h2 = 0,65 . 0,1 . 30 . 700 . 7002

Mn = 668850000 Nmm = 668,85 kNm > Mu = 157,41 kNm → Kolom cukup kuat

Cek konfigurasi penulangan

Berdasarkan hasil perhitungan tulangan lentur diatas didapatkan luas tulangan pakai Ast,pakai = 20 D19 = 5680 mm2.

Rasio tulangan ρg dibatasi tidak kurang dari 0,01 dan tidak lebih dari 0,06.

g

5680

ρ = = 0,0116

700 . 700

(42)

L.2.2.2 Desain Tulangan Geser Kolom

[image:42.595.231.394.235.374.2]

Ve tidak perlu lebih besar dari gaya geser kolom yang timbul pada saat kolom mengimbangi kuat lentur rencana yang terjadi di ujung-ujung balok yang merangka di hubungan balok-kolom yang sama. Semua elemen SRPMM didesain untuk mampu memikul gaya geser akibat kombinasi pembebanan dengan menerapkan beban gempa dua kali dari ketentuan dalam SNI Gempa.

Gambar L2.10 Diagram Gaya Geser Kolom Jembatan 21

Dari hasil ETABS didapatkan Ve = 107368,92 N = 107,3690 kN Kontribusi beton dalam menahan geser, Vc:

c

c w

f ' 30

V = . b . d = . 700 . (700-65) = 405771,128 N = 405,7711 kN

6 6

Cek apakah dibutuhkan tulangan geser:

u

c

V 1

> V 2



u

V 107,369

= = 143,1587 N

0,75



c

1 1

V = . 405,7711 = 202,8856 N

2 2

u

c

V 1

= 143,1587 N < V = 202,8856 N 2



Jadi tidak diperlukan tulangan geser  Maka dipasang tulangan geser minimum.

w v,min

y

b s 1 A =

(43)

SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.5 mengharuskan kolom diikat dengan tulangan sengkang pada rentang lo dari muka kolom. Panjang lo tidak boleh kurang daripada nilai terbesar berikut ini:

a. Seperenam tinggi bersih kolom = 1 x (4000 - 600) = 566,7 mm 6

b. Dimensi terbesar penampang kolom = 700 mm c. 500 mm

Maka digunakan panjang lo= 700 mm dari join.

Sengkang di daerah lo dipasang dengan spasi maksimum so yang tidak boleh lebih dari:

a. 8 kali diamatertulangan longitudinal terkecil = 8 x 19 = 152 mm b. 24 kali diametersengkang ikat = 24 x 10 = 240 mm

c. Setengah dimensi penampang terkecil komponen struktur = 350 mm d. 300 mm

Maka digunakan sengkang diameter 10 mm disepanjang lodengan spasi so = 150 mm (D10 – 150).

Sengkang ikat pertama dipasang dengan spasi tidak lebih dari 0,5so = 75 mm.

Kebutuhan minimum tulangan geser pada kolom diatur melalui:

w v,min

y

b s 1 A =

3 f

Maka dengan spasi 150 mm, luas tulangan geser yang harus disediakan:

2 w

v,min

y

b s

1 1 700 . 150

A = = = 87,5 mm

3 f 3 400

Sengkang 2 kaki berdiameter D10 memberikan luas penampang 157 mm2. Jadi, tulangan sengkang tersebut memenuhi kebutuhan tulangan geser minimum.

Untuk bentang diluar lo:

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.3.1.2, memberikan harga Vc:

c u c w g f ' N

V = 1 + b d

14 A 6

 

 

(44)

Gaya aksial tekan yang diambil adalah gaya tekan terkecil akibat kombinasi pembebanan SNI 03-2847-2002.

c

798642 30

V = 1 + . . 700 . (700 - 65) = 453011,0501 N

14 . (700 . 700) 6

 

 

 

Karena Vc = 453011,0501 Nmelebihi u

V

= 143,1587 N

 untuk bentang kolom di luar lo, maka sengkang tidak dibutuhkan untuk menahan geser, tapi hanya untuk

confinement.

SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5(4) menyatakan bahwa sengkang ikat pada sembarang penampang kolom tidak boleh melebihi 2so = 2.150 = 300 mm.

Dari hasil perhitungan diatas, maka digunakan jarak sengkang 150 mm (D10 – 150) disepanjang lo = 700 mm lalu selanjutnya diluar bentang lo dipasang dengan jarak 300 mm (D10 – 300).

[image:44.595.114.513.426.717.2]

L.2.2.3 Pengecekan/Kontrol Kolom Menggunakan Program PCA COL

(45)

L.2.3 Gambar Tulangan Balok dan Kolom

600

350

2 D19

3 D19 5 D19

3 D19

TUMPUAN KIRI LAPANGAN TUMPUAN KANAN

40

D10 - 270 2 D13

600

350 40

D10 - 270 2 D13

600

350 40

D10 - 270 2 D13

[image:45.595.120.498.107.275.2]

3 D19 5 D19

Gambar L2.12 Konfigurasi Penulangan Lentur Balok

700

40

20 D19 D10 - 300

[image:45.595.160.469.342.588.2]

(46)

50

2h = 1200 mm daerah diluar 2h

1/4 L = 1250 mm 1/5 L = 1000 mm

D10 - 130 D10 - 270

[image:46.842.108.736.88.424.2]

40d = 760 mm

(47)

75

150

300

20 D19

D10 - 300

D10 - 150

[image:47.595.151.457.96.716.2]

700

(48)

LAMPIRAN III

DETAIL PADA PERLETAKAN ROL

Pelat baja t = 20 mm

Beton biasa t = 25 mm

Asumsi Desain Tulangan

[image:48.595.132.504.226.588.2]

Corbel Kuat

(49)

LAMPIRAN IV

PERENCANAAN TULANGAN DINDING GESER

[image:49.595.117.511.300.390.2]

Perencanaan dinding geser dalam Tugas Akhir dilakukan dengan bantuan program ETABS dengan mengeluarkan data output dinding geser dengan cara mengklik design, shear wall design, check of structure. Ilustrasi penampang dinding geser tembok jembatan dapat dilihat pada Gambar L4.1.

Gambar L4.1 Penampang Dinding Geser

[image:49.595.114.513.394.728.2]

(50)

Beban yang Bekerja: Pu = 121,577 kN Mu = 8504,977 kNm Vu = 6163,880 kN

Data Material: fc’ = 30 MPa fy = 400 MPa

Data Dinding Geser: h = 400 mm

hw = 4000 mm lw = 12000 m Cover = 40 mm

ACV = h . lw = 400 . 12000 = 4800000 mm2 = 4,8 m2

1. Menentukan Kebutuhan Baja Tulangan Vertikal dan Horizontal Minimum

a) Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan.

Baja tulangan vertikal dan horizontal masing-masing harus dipasang dua lapis apabila gaya geser bidang terfaktor yang bekerja pada dinding melebihi:

1 1

A f ' = . 4800000 . 30 = 4381780,46 N = 4381,78 kN cv c

6 6

Vu = 6163,880 kN > 4381,78 kN  Maka diperlukan dua lapis tulangan.

b) Perhitungan kebutuhan baja tulangan vertikal dan horizontal.

Untuk dinding struktural, rasio tulangan vertikal v dan horizontal n minimum adalah 0,0025 dan spasi maksimum masing-masing tulangan adalah 450 mm. Luas penampang horizontal dan vertikal dinding geser per meter panjang adalah = 0,4 m x 1 m = 0,4 m2

Luas minimal kebutuhan tulangan per meter panjang arah horizontal dan vertikal adalah = 0,4 m2 x 0,0025 = 0,001 m2 = 1000 mm2

(51)

Karena digunakan dua lapis tulangan, jumlah pasangan tulangan yang diperlukan per meter panjang adalah:

2

2 1000 mm

n = = 2,49 = 3 pasang

402 mm

1000

s = = 333,33 mm 330 mm

3 

 Memenuhi syarat batas spasi maksimum

Maka digunakan tulangan 2 D16 – 330 mm.

2. Menentukan Baja Tulangan yang Diperlukan untuk Menahan Geser

Gunakan konfigurasi tulangan dinding yang diperoleh sebelumnya, yaitu 2 D16 – 330 mm. berdasarkan SNI 03-2847-2002, kuat geser nominal dinding struktural dapat dihitung dengan persamaan berikut:





n cv c c n y

V = A α f ' + ρ f

dimana:

w

h tinggi total dinding 4000

ratio = = = = 0,33

l panjang dinding 12000

c

1

, jika ratio 1, 5 4

1 1

α = - . ratio , jika (1,5 ratio < 2) 2 6

1

, jika ratio 2 6  _         _    _ _     _     

Karena hw/lw < 1,5 maka c = ¼ = 0,25

Pada dinding terdapat tulangan horizontal dengan konfigurasi 2 D16 – 330. Rasio tulangan horizontal terpasang adalah:

n

2 . 201 402

ρ = = = 0,003

s . t 330 . 400

(52)

Kuat geser nominal:









n cv c c n y

V = A α f ' + ρ f = 4800000 0,25 . 30 + 0,003 . 400 = 12332,67 kN

Kuat geser perlu:

n

V = 0,75 . 12332,67 = 9249,50 kN 

 Ok, Vu = 6163,880 kN < Vn = 9249,50 kN (dinding kuat menahan geser)

Kuat geser nominal maksimum:

cv c

5 5

A f ' = 4800000 30 = 21908902,3 N = 21908,9 kN

6 6

 Ok, kuat geser nominal dibawah batas atas kuat geser nominal maksimum

Detail penulangan dinding geser dapat dilihat pada Gambar L4.2.

2 D16 - 330

[image:52.595.124.503.391.503.2]

400

(53)

[image:53.595.116.515.90.391.2]

L.2.2.3 Pengecekan/Kontrol Shearwall Menggunakan Program PCA COL

(54)

LAMPIRAN V

COLUMN DESIGN CHART

[image:54.595.131.496.243.747.2]

L5.1 Diagram Desain Kolom NZS Tulangan 4 Muka Chart C5.4.380/0,8

(55)

[image:55.595.126.492.152.690.2]

L5.2 Diagram Desain Kolom NZS Tulangan 4 Muka Chart C6.4.380/0,8

(56)

LAMPIRAN VI

VERIFIKASI SOFTWARE

Untuk memvalidasi hasil perangkat lunak (software) maka pada Lampiran VI ini disertakan hasil perhitungan secara manual dengan menggunakan dasar teori Analisis Struktur Metode Matrik berdasarkan teori Holzer dan hasil analisis program ETABS, dengan tinjauan studi kasus portal statis tak tentu. Secara umum dapat disimpulkan bahwa hasil analisis dengan software valid.

Diketahui struktur statis tak tentu dengan tinggi 5 meter dan lebar 5 meter. Adapun data material dan penampang seperti yang tercantum dibawah ini.

E = 2 . 109 kg/m2 b = 0,15 m h = 0,2 m I = 1 b h3

12 = 0,0001 m 4

A = 0,03 m2

Dengan beban seperti terlihat pada gambar dibawah ini:

Pv = 1500 kg Ph = 1000 kg

5 m

5 m B

1

5 m

2 3

1 C

A D ₄

2

1 2

q4 q5

q6 q1

q2 q3

1

2

[image:56.595.122.509.525.683.2]

3

(57)

1. Menentukan M code 0 1 4 0 2 5 0 3 6 M code =

1 4 0 2 5 0 3 6 0

                 

2. Menghitung Matriks Kekakuan Masing-masing Elemen

1 2 4 1 2 4

2 3 5 2 3 5

4 5 6 4 5 7

1 2 4 1 2 4

2 3 5 2 3 5

4 5 7 4 5 6

g g g -g -g g

K =

-g -g -g g g -g

g g g -g -g g

                   

dimana: α = EI₃ L 2 AL β = I 1

c = cos θ

2

c = sin θ



2 2



1 1 2

g = α β c + 12 c





2 1 2

g = α c c β - 12



2 2



3 2 1

g = α β c + 12 c

4 2

g = - α 6 L c

5 1

g = α 6 L c

2 6

g = α 4 L

2 7

(58)

a) Matriks Kekakuan Elemen 1 1 2 1600 7500 c 0 c 1       1 2 6 3 4 5 6 7 g 19200 g 0 g 12.10 g 48000 g 0 g 160000 g 80000         6 6 1 6 6

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 160000 48000 0 80000

K

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 80000 48000 0 160000

      _       _     _       6 (1)

19200 0 48000 0 0 0

0 12.10 0 0 0 0

48000 0 160000 0 0 0 K

0 0 0 0 0 0

(59)

b) Matriks Kekakuan Elemen 2 1 2 1600 7500 c 1 c 0       6 1 2 3 4 5 6 7 g 12.10 g 0 g 19200 g 0 g 48000 g 160000 g 80000        6 6 2 6 6

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000

0 48000 160000 0 48000 80000

K

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000

0 48000 80000 0 48000 160000

    _     _         _ _ _         6 6 (2) 6 6

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000

0 48000 160000 0 48000 80000

K

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000

0 48000 80000 0 48000 160000

(60)

c) Matriks Kekakuan Elemen 3 1 2 1600 7500 c 0 c 1        1 2 6 3 4 5 6 7 g 19200 g 0 g 12.10 g 48000 g 0 g 160000 g 80000        6 6 3 6 6

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 160000 48000 0 80000

K

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 80000 48000 0 160000

    _        _ _ _     _       (3) 6

0 0 0 0 0 0

K

0 0 0 19200 0 48000

0 0 0 0 12.10 0

0 0 0 48000 0 160000

                  

(1) (2) (3)

K K K K

12019200 0 48000 12000000 0 0

0 12019200 48000 0 19200 48000

48000 48000 320000 0 48000 80000

K

12000000 0 0 12019200 0 48000

0 19200 48000 0 12019200 48000

0 48000 80000 48000 48000 320000

(61)

3. Menghitung Matriks Beban a) Beban Pada Titik Nodal

1000 0 0 Q 0 0 0                   

b) Beban Pada Elemen

2

0 1

750 2 937, 5 3 ˆ

f

0 4

750 5 937, 5 6

                     2 0 750 937, 5 ˆ F 0 750 937, 5                     2 0 750 937, 5 ˆ ˆ Q F 0 750 -937, 5          _{ } _        

c) Matriks Beban Total 1000

750 937, 5 ˆ

Q Q Q

(62)

4. Menghitung Matriks Peralihan Titik Nodal

-1

K . q = Q

0,03726161359 0,00002680203336

-0,008388501893 q = K . Q =

0,03720434483 -0,00009819796664 -0,0005645481412                  

5. Menghitung Gaya Reaksi a) Gaya Reaksi Elemen 1

1 1 1

-312,775 -321,624 1117,477 F = K . D = kg

312,775 -312,624 446,397                  

b) Gaya Reaksi Elemen 2

2

2 2 2

687,225 384,723 -401,233 ˆ

F = K . D + f = kg -687,225 1155,991 -1695,481                  

c) Gaya Reaksi Elemen 3

3 3 3

687,225 -1178,376 1695,481 F = K . D = kg

(63)

Ha = -312,775 kg Va = 321,624 kg Ma = 1117,477 kg.m

Hd = -687,225 kg Vd = 1178,376 kg Md = 1740,645 kg.m

[image:63.595.138.500.262.601.2]

6. Hasil Gaya Reaksi pada ETABS

Gambar L6.2 Output Reaksi Perletakan Titik A Program ETABS

(64)

[image:64.595.144.491.94.417.2]

Gambar L6.3 Output Reaksi Perletakan Titik D Program ETABS

Hd = -686,866 kg Vd = 1178,141 kg Md = 1740,036 kg.m

7. Perbandingan Gaya Reaksi Analisis Manual dengan Program ETABS

Tabel L6.1 Perbandingan Reaksi Perletakan Hasil Perhitungan Manual dengan Program ETABS

Titik Reaksi Perletakan

Hasil Perhitungan Persentase Perbedaan (%) Manual ETABS

A

Ha (kg) -312,775 -313,134 0,11 Va (kg) 321,624 321,859 0,07 Ma (kg.m) 1117,477 1119,260 0,16 D

[image:64.595.128.491.576.722.2]

(65)

BAB I

PENDAHULUAN

BAB 1

1.1 Latar Belakang

Saat ini banyak bangunan yang dirancang dengan menggunakan struktur utama dari beton bertulang. Pembangunan terus berkembang, namun di satu sisi lahan untuk pembangunan semakin berkurang. Untuk mengatasi masalah keterbatasan lahan ini, salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah dengan dibangunnya bangunan bertingkat. Beberapa bangunan komersial yang berdekatan memerlukan sarana penghubung untuk transportasi manusia maupun barang, sehingga mempermudah orang untuk sampai ke gedung yang lain tanpa harus turun dan menyebrang ke gedung yang lain.

Karena Indonesia merupakan daerah yang rawan gempa, maka sarana transportasi orang di dalam gedung dan antar gedung harus ada di samping lift yang fungsional pada saat normal tetapi tidak dapat berfungsi pada saat gempa. Jembatan penghubung dua gedung yang bersebelahan harus tetap kokoh pada saat terjadi gempa, terutama bila terjadi gempa berskala tinggi dimana lift tidak boleh digunakan, oleh karena itu maka jembatan yang menjadi sarana penghubung tersebut perlu diperhatikan keamanan dan kekuatannya.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Menganalisis dua struktur bangunan 6 lantai yang dihubungkan