24 BAB IV
METODE PENELITIAN DAN ANALISIS
A. Data Struktur Gedung
Penelitian dilakukan pada gedung perkuliahan dan laboratorium Pascasarjana Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Struktur beton bertulang dengan ketinggian 38,75 meter dan konstruksi atap setinggi 6 meter. Skybridge terdiri dari 2 tingkat membentang pada kedua bangunan struktur (Gedung A dan Gedung B) pada elevasi 9,65 meter.
Gambar 4.1 Tampak depan gedung A dan B Sumber : PT. Nusa Raya Cipta
Tabel 4.1 Desktripsi Gedung
Deskripsi Gedung Keterangan
Sistem Struktur Dinding Geser Beton Bertulang Khusus Fungsi Bangunan Gedung Lab dan Perkuliahan
Jumlah Lantai 8 lantai Tinggi Maksimum Gedung 44.75 meter Jumlah Semi Basement 1 lantai Tinggi skybridge lantai 3 9.65 meter Tinggi skybridge lantai 4 13.85 meter
B. Denah Bangunan
Gambar 4.2 Denah Struktur Gedung Sumber : PT. Nusa Raya Cipta
C. Pemodelan 3 Dimensi
Pemodelan menggunakan software ETABS V13.1.1, tampilan warna menginterpretasikan section yang berbeda.
Gambar 4.3 Tampak depan pemodelan 3 dimensi pada ETABS
D. Data Elevasi Gedung Tabel 4.2 Elevasi Tinggi Struktur
E. Spesifikasi Material 1. Struktur Portal
a. Mutu Beton
Tabel 4.3 Mutu Beton Rencana
Fungsi Mutu Beton
f'c (Mpa) Ec (Mpa) Balok Tie Beam 25 23500 Balok Induk 25 23500 Balok Anak 25 23500 Kolom Kolom Induk 25 23500 Circular Column 25 23500 Plat Plat basement 25 23500 Lantai Tinggi Bagunan (m) Elevasi Tiap Lantai (m) Semi-basement 0 +0 1 3,85 +3,85 2 9,35 +5,5 3 13,55 +4,2 4 17,75 +4,2 5 21,95 +4,2 6 26,15 +4,2 7 30,35 +4,2 8 34,55 +4,2 9 38,75 +4,2 Atap 44,75 +6,0
Fungsi Mutu Beton f'c (Mpa) Ec (Mpa)
Plat lantai 25 23500
Plat kanopi 25 23500
Plat lantai dak 25 23500
• Perhitungan Konversi : Ec = 4700
• Balok Induk dengan f’c = 25 Mpa Ec = 23500 Mpa
b. Mutu Baja Tulangan Mutu Baja Tulangan :
Ulir : fy = 400 Mpa Polos : fy = 240 Mpa
Tulangan Geser d > 10 mm fy = 400 Mpa d < 10 mm fy = 240 Mpa Modulus Elastisitas Baja (Es) = 200.000 Mpa 2. Struktur Atap
Gambar 4.5 Denah Sturktur Atap Sumber : PT. Nusa Raya Cipta
Tabel 4.4 Dimensi Profil Kuda-kuda
Notasi Dimensi Keterangan
KK1 IWF.350.175.6.9 Kuda-kuda Utama KT1 IWF.350.175.6.9 Kuda-kuda Trapesium 1/2KK1 IWF.350.175.6.9 1/2 Kuda-kuda Utama 1/4KK1 IWF.350.175.6.9 1/4 Kuda-kuda Utama
JR1 IWF.350.175.6.9 Kuda-kuda Jurai KPGD IWF.300.150.6,5.9 Kuda-kuda Perangkai
NOK 2C.125.50.20.2,3 Gording & Nok
Mutu Baja (fy) fy = 240 Mpa
3. Data Elemen Struktur a. Plat Lantai
Gambar 4.6 Tampak dan Potongan Plat Lantai Sumber : PT. Nusa Raya Cipta
Tebal plat lantai keseluruhan yang digunakan adalah 12 cm. b. Balok
Berikut adalah dimensi balok yang digunakan berdasarkan gambar rencana: Tabel 4.5 Notasi Elemen Balok dan Dimensi
No Kode Dimensi (mm) 1 B1 1200 x 600 2 B2 680 x 550 3 B3 700 x 400 4 B4 500 x 300 5 B5 650 x 400 6 B6 900 x 500 7 B7 1200 x 700
No Kode Dimensi (mm) 8 B8 900 x 600 9 B9 1200 x 700 10 B10 900 x 500 11 B11 900 x 600 12 BB1540 400 x 150 13 BB2040 400 x 200 14 BB2540 400 x 250 15 BB2550 500 x 250 16 BB3040 400 x 300 17 BB4060 600 x 400 18 GB2540 400 x 250 19 GB3050 500 x 300 20 GB3070 700 x 300 21 GB3570 700 x 350 22 GB4070 700 x 400 23 GB4590 900 x 450 c. Kolom
Berikut adalah dimesi kolom berdarkan gambar rencana:
Tabel 4.6 Notasi Elemen Kolom dan Dimensi
No Kode Dimensi (mm) 1 K1 450 x 350 2 K2 400 x 350 3 K3 800 x 800 4 K4 800 x 800 5 KB1 1000 x 1250 6 KB2 1100 x 900 7 KB3 800 x 800 8 KB4 600 x 600 9 KB5 500 x 500 10 KB6 400 x 400 11 KB7 300 x 300 12 KP1 1800 x 800 13 KP2 180000
F. Diagram Alir Penelitian
G. Metode Analisis
Metode penelitian menggunakan tiga metode analisis gempa, yaitu analisis dinamik menggunakan time history dan respon spektrum dan analisis statik menggunakan statik ekuivalen. Analisis menggunakan software ETABS V13.1.1. Untuk mendapatkan hasil yang diharapkan maka tahap analisis harus sesuai prosedur yang telah ditentukan. 1. Studi Literatur
Studi literatur diambil sebagai dasar pedoman analisis yang akan dilakukan dengan mempelajari semua hal yang berhubungan dengan analisis dinamik maupun statik. Untuk mendukung hal tersebut buku acuan yang dipakai antara lain SNI 03-1726-2002 tentang Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, SNI 1726:2012 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung Dan Non Gedung dan jurnal publikasi terkait yang mendukung analisis dan SNI-1727-2013 tentang Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung Dan Struktur Lain.
2. Pengumpulan Data
Pengumpulan data primer serta informasi terkait Gedung Pascasarjana Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah Mada, didapat melalui pihak KMK UGM secara langsung. Data yang didapat berupa gambar rencana Gedung Pascasarjana Fakultas Kedokteran dalam bentuk soft file dan hard file. Data ini akan digunakan sebagai dasar pemodelan struktur dalam bentuk 3 dimensi yang selanjutnya dianalisis dengan bantuan software ETABS V13.1.1
Gambar rencana yang digunakan untuk tahapan pemodelan telah sesuai dengan gambar aktual dilapangan sehingga analisis ini tidak menyimpang dari gambar yang ada. Model yang dibuat harus sesuai dengan keadaan nyata di lapangan agar keadaan riil bangunan nyata terevaluasi secara baik. Model tersebut kemudian akan dijadikan pembanding dengan hasil dari analisa penelitian yang akan dikerjakan. Proses input beban dan penggambaran model dilakukan secara teliti karena akan menentukan langkah kedepan yang akan dilakukan tentang evaluasi bangunan tersebut. Untuk elemen struktural dan arsitektural tidak dimodelkan karena tidak
memiliki pengaruh signifikan pada hasil pemodelan 3 dimensi.
Data tanah digunakan untuk menentukan jenis tanah yang ada dilokasi Gedung Pascasarjana Fakultas Kedokteran diasumsikan dengan jenis tanah sedang (SD) 3. Pemodelan Struktur 3 Dimensi
Struktur gedung dapat dimodelkan secara tiga dimensi pada software ETABS. Pada tahap awal dalam pemodelan adalah mendefinisikan material struktur yang digunakan dan dimensi penampang elemen struktur dari sistem rangka (balok-kolom), pelat lantai, dan dinding struktur. Dimensi tiap elemen struktur di definisikan sesuai gambar rencana, setelah semua elemen struktur yang ada telah didefinisikan kemudian diterapkan pada model struktur. Elemen Non struktur seperti penutup lantai, elektrikal dan mekanikal diperhitungkan menjadi beban pada struktur.
H. Tahap Analisis 1. Pembebanan
Beban yang terjadi dan atau yang direncanakan terjadi, yang harus dipikul/ditahan oleh suatu bangunan melalui sistem strukturnya. Struktur (dalam suatu bangunan) adalah susunan elemen-elemen pokok yang membentuk pola ruangan tertentu dan berfungsi sebagai alat untuk menyalurkan beban-beban berat sendiri bangunan ke tanah.
a. Pembebanan Struktur Portal 1) Super Imposed Dead Load (SIDL)
Beban mati adalah beban dengan besar yang konstan dan berada pada posisi yang sama setiap saat. Beban ini terdiri dari berat sendiri struktur dan beban lain yang melekat pada struktur secara permanen. Termasuk dalam beban mati adalah berat rangka, dinding, lantai, atap, plumbing, dll. Jenis beban mati terdapat pada (SNI 2847-2013) tentang Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung.
Tabel 4.7 Jenis Pembebanan pada Struktur Portal
No. Komponen Berat Satuan
1 Beton Bertulang 2400 kg/m3
2 Pasir (kering udara sampai lembab) 1600 kg/m2
3 Adukan Semen atau Spesi 21 kg/m2
4 Eternit / Plafon 11 kg/m2
5 Penggantung Langit-Langit 7 kg/m2
6 Keramik 1700 kg/m2
7 Ducting AC dan Penerangan 30,6 kg/m2
8 Waterproof per cm 14 kg/m2
9 Dinding Hebel 650 kg/m3
10 Finishing Lantai (Tegel) (Tegel)
2200 kg/m3 11 Installasi Plumbing (ME) 25 kg/m Sumber : SNI-2847-2013
Beban mati tambahan yang terjadi pada elemen plat lantai a) Lantai 1 s/d 8
Installasi Listrik = 7 kg/m² Pasir Urug (2 cm) = 32 kg/ m²
Keramik = 17 kg/m2
Adukan Semen atau Spesi (2 cm) = 42 kg/m² Eternit atau Plafon = 11 kg/m² Penggantung Langit-langit = 7 kg/m2 +
TOTAL = 133 kg/m2
b) Lantai Semi Basement dan Lt 9
Pasir Urug (2 cm) = 32 kg/ m² Adukan Semen atau Spesi (2 cm) = 42 kg/ m² +
TOTAL = 74 kg/m²
= 0,725 kN/m2
Tabel 4.8 Super Impossed Dead Load Tiap Lantai
Lantai
Luas Lantai
dan Tangga SIDL
(kN/m²) JUMLAH SIDL Story m² (kN) Base 1192,32 0,72594 865,5527808 876,2117382 Bordes Base 11,94 0,89271 10,6589574 1 1074,91 1,30473 1402,467324 1450,03984 Bordes Lt.1 53,29 0,89271 47,5725159 2 1050,88 1,30473 1371,114662 1416,366132 Bordes Lt.2 50,69 0,89271 45,2514699 3 1238,19 0,89271 1105,344595 1171,481359 Bordes Lt.3 50,69 1,30473 66,1367637 4 1247,55 0,89271 1113,700361 1179,837124 Bordes Lt.4 50,69 1,30473 66,1367637 5 1277,79 0,89271 1140,695911 1206,832675 Bordes Lt.5 50,69 1,30473 66,1367637 6 1074,11 0,89271 958,8687381 1025,005502 Bordes Lt.6 50,69 1,30473 66,1367637 7 1074,11 0,89271 958,8687381 1025,005502 Bordes Lt.7 50,69 1,30473 66,1367637 8 1074,11 0,89271 958,8687381 1025,005502 Bordes Lt.8 50,69 1,30473 66,1367637 9 dan Atap 688,68 0,72594 499,9403592 499,9403592 2) Beban Hidup
Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi.
Tabel 4.9 Jenis Beban Hidup
No. Jenis Beban Hidup Berat Satuan
1 Atap 1 kN/m2
2 Tangga 1,92 kN/m2
3 Lantai 1,92 kN/m2
Reduksi beban berdasarkan SNI 03-1726-2002 : Terhadap beban gempa 0,5
Beban hidup yang terjadi pada pada plat lantai antara lain: a) Lantai 1 s/d 8
Beban Hidup Gedung Perkuliahaan = 1,92 kN/m2 1,92 kN/m2 x 0,5 = 0,96 kN/m2 b) Lantai 9
Dak Atap = 0,96 kN/m2
0,96 kN/m2 x 0,5 = 0,48 kN/m2 c) Lantai Semi Basement
Lantai Parkir = 1,92 kN/m2
1,92 kN/m2 x 0,5 = 0,96 kN/m2 Tabel 4.10 Live Load Tiap Lantai
Lantai Luas Lantai dan Tangga LL (kN/m²) JUMLAH LL Story m² (kN) Base 1192,32 0,96 1144,6272 1194,4432 Bordes Base 20,8 2,395 49,816
Lantai Luas Lantai dan Tangga LL (kN/m²) JUMLAH LL Story m² (kN) 1 1080,58 0,96 1037,3568 1164,98635 Bordes Lt.1 53,29 2,395 127,62955 2 1050,88 0,96 1008,8448 1130,24735 Bordes Lt.2 50,69 2,395 121,40255 3 1238,19 0,96 1188,6624 1310,06495 Bordes Lt.3 50,69 2,395 121,40255 4 1247,55 0,96 1197,648 1319,05055 Bordes Lt.4 50,69 2,395 121,40255 5 1277,79 0,96 1226,6784 1348,08095 Bordes Lt.5 50,69 2,395 121,40255 6 1074,11 0,96 1031,1456 1152,54815 Bordes Lt.6 50,69 2,395 121,40255 7 1074,11 0,96 1031,1456 1152,54815 Bordes Lt.7 50,69 2,395 121,40255 8 1074,11 0,96 1031,1456 1152,54815 Bordes Lt.8 50,69 2,395 121,40255 9 dan Atap 688,68 0,48 330,5664 330,5664
3) Berat Sendiri Struktur Tiap Lantai
Berat sendiri struktur (Wt) didapat dari output ETABS V13.1.1
Tabel 4.11 Beban Struktur Terhadap Beban Sendiri Pada Tiap Lantai
Story Element Type Materia l Total Weight Floor Area Unit Weight TOTAL kN m² kN/m² KN
Roof Steel Baja
Profil 196,384 - - 196,384
Story9 Column Beton 2566,2 688,68 3,7263
7481,0373 Story9 Beam Beton 2910,975 688,68 4,2452
Story9 Beam
Baja
Profil 27,4371 688,68 0,0494 Story9 Wall Beton 756 688,68 1,0978 Story9 Wall
Dinding
Bata 1631,0004 688,68 3,073 Story9 Floor Beton 2066,025 688,68 3
Story Element Type Materia l Total Weight Floor Area Unit Weight TOTAL kN m² kN/m² KN
Story8 Column Beton 4086,6 1074,11 3,8047
12261,6721 5 Story8 Beam Beton 3160,0219 1074,11 2,942
Story8 Beam
Baja
Profil 13,883 1074,11 0,0191 Story8 Wall Beton 1060,1037 1074,11 0,987 Story8 Wall
Dinding
Bata 1631,0004 1074,11 1,9703 Story8 Floor Beton 3222,315 1074,11 3 Story7 Column Beton 4086,6 1074,11 3,8047
13173,924 Story7 Beam Beton 3160,0219 1074,11 2,942
Story7 Beam
Baja
Profil 13,883 1074,11 0,0191 Story7 Wall Beton 1060,1037 1074,11 0,987 Story7 Wall
Dinding
Bata 1631,0004 1074,11 1,9703 Story7 Floor Beton 3222,315 1074,11 3 Story6 Column Beton 4086,6 1074,11 3,8047
13173,924 Story6 Beam Beton 3160,0219 1074,11 2,942
Story6 Beam
Baja
Profil 13,883 1074,11 0,0191 Story6 Wall Beton 1060,1037 1074,11 0,987 Story6 Wall
Dinding
Bata 1631,0004 1074,11 1,9703 Story6 Floor Beton 3222,315 1074,11 3 Story5 Column Beton 4586,925 1277,79 3,5897
15254,4786 Story5 Beam Beton 4103,4219 1277,79 3,2114
Story5 Beam
Baja
Profil 13,883 1277,79 0,016 Story5 Wall Beton 1060,1037 1277,79 0,8296 Story5 Wall
Dinding
Bata 2182,9046 1277,79 2,2166 Story5 Floor Beton 3833,355 1277,79 3 Story4 Column Beton 4575,9 1247,55 3,6679
18116,3127 Story4 Beam Beton 6535,3739 1247,55 5,2386
Story4 Beam
Baja
Profil 13,883 1247,55 0,0164 Story4 Wall Beton 1060,1037 1247,55 0,8498
Story Element Type Materia l Total Weight Floor Area Unit Weight TOTAL kN m² kN/m² KN Story4 Wall Dinding Bata 2182,9046 1247,55 2,2704 Story4 Floor Beton 3742,635 1247,55 3 Story3 Column Beton 4355,4 1238,19 3,5176
16276,6055 Story3 Beam Beton 4593,3031 1238,19 3,7097
Story3 Beam
Baja
Profil 13,883 1238,19 0,0165 Story3 Brace Beton 855,3164 1238,19 0,6908 Story3 Wall Beton 1249,1037 1238,19 1,0088 Story3 Wall
Dinding
Bata 1631,0004 1238,19 1,7092 Story3 Floor Beton 3714,555 1238,19 3 Story2 Column Beton 5703,5 1050,88 5,4274
15908,9674 Story2 Beam Beton 3722,1219 1050,88 3,5
Story2 Brace Beton 828,4973 1050,88 0,7884 Story2 Wall Beton 1309,7743 1050,88 1,2464 Story2 Wall
Dinding
Bata 2135,8339 1050,88 2,6371 Story2 Floor Beton 3152,6325 1050,88 3 Story1 Column Beton 4849,075 1080,58 4,5112
15574,2531 Story1 Beam Beton 3865,6469 1080,58 3,4991
Story1 Wall Beton 817,761 1080,58 0,7114 Story1 Wall
Dinding
Bata 1289,321 1080,58 1,5564 Story1 Floor Beton 3241,725 1080,58 3 Base Beam Beton 3943,55 1192,32 3,3075
10998,5885 Base Floor Beton 3576.96 1192.32 3
4) Beban Total Struktur
Beban akumulasi yang terjadi pada struktur pengaruh Live Load, Super Imposed Dead Load dan beban sendiri struktur.
Tabel 4.12 Akumulasi Beban Tiap Lantai
Lantai Pembebanan (kN) TOTAL (kN)
Beban Struktur ADL LL
Base 10998,6 884,1 1194,4 13077,2
Lantai Pembebanan (kN) TOTAL (kN)
Beban Struktur ADL LL
L2 15909,0 1416,4 1130,2 18455,6 L3 16276,6 1171,5 1310,1 18758,2 L4 18116,3 1179,8 1319,1 20615,2 L5 15254,5 1206,8 1348,1 17809,4 L6 13173,9 1025,0 1152,5 15351,5 L7 13173,9 1025,0 1152,5 15351,5 L8 12261,7 1025,0 1152,5 14439,2 L9 7677,4 499,9 330,6 8507,9 BEBAN STRUKTUR 160562,3
b. Pembebanan Struktur Atap
Gambar 4.8 Potongan Melintang Atap Sumber : PT. Nusa Raya Cipta 1) Beban Mati
Penutup Atap
Berat genteng = 50 kg/m2
Gording 1 (G1) = berat genteng × (L) = 50 × (1.25 m) = 62,5 kg/m
2) Beban Hidup
Beban Hidup Pekerja beban titik terpusat setengah bentang = 100 kg/titik 3) Beban Hujan
G1 = (40-0,8 α) kg/m2 = 40 - (0,8×35°) = 12 kg/m2 G1 = 12 × (1.25 m) = 27 kg/m
2. Klasifikasi Situs a. Data Gempa
Beban gempa harus menyesuaikan dengan jenis tanah dimana bangunan tersebut didirikan. Pada lokasi penelitian diasumsikan klasifikasi tanah sedang (SD). Dengan data yang disediakan pada laman http://puskim.pu.go.id/sebagai berikut :
Lokasi : Jl. Farmako, Sekip, Sinduadi, Sleman, Sinduadi, Mlati, Kabupaten Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta. Koordinat = -7.769082, 110.374190
Nilai S1 = 0,481 Nilai Ss = 1,156
Nilai Fa = 1,038 Nilai Fv = 1,572
Gambar 4.9 Penentuan Situs, Ss Sumber : SNI 1726:2012, Gambar 9
Gambar 4.10 Penentuan Situs, S1 Sumber : SNI 1726:2012, Gambar 10 b. Spektrum Respon Desain
1) Perhitungan Nilai SDS dan SD1 SDS = 2 3 x Fa x Ss = 2 3 x 1,038 x 1,156 = 0,799 SD1 = 2 3 x Fv x S1 = 2 3 x 1,572 x 0,481 = 0,504
2) Penentuan Respon Spektra
T0 = 0,2 x SD1/SDS = 0,2 x 0,504 0,799 = 0,126 Ts = SD1 SDs = 0,504 0,799 = 0,630 S1 = 0,481
Tabel 4.13 Kondisi 1 (T < T0) T,detik Sa,g 0 0.3200 0.031 0.4380 0.062 0.5561 0.093 0.6742 0.124 0.7922 Tabel 4.14 Kondisi II (T0 ≤ T ≤ Ts) T, detik Sa,g 0.126 0.799952 0.223 0.799952 0.320 0.799952 0.417 0.799952 0.514 0.799952 0.611 0.799952 Tabel 4.15 Kondisi III (T0 ≥ Ts)
T, detik Sa,g 0.630 0.80014 1 0.504088 1.370 0.367947 1.74 0.289706 2.110 0.238904 2.48 0.203261 2.850 0.176873 3.22 0.156549 3.590 0.140414 3.960 0.127295 4.000 0.126022
Gambar 4.11 Grafik Desain Respon Spektrum (Yogyakarta, Tanah Sedang) c. Skala Respon Spektra Masukan
Untuk setiap gerak tanah yang dianalisis, parameter–parameter respons individual harus dikalikan dengan besaran skalar sebagai berikut:
1) Parameter respons gaya harus dikalikan dengan Ie/R, dimana Ie adalah faktor keutamaan gempa yang telah ditentukan berdasarkan jenis pemanfaatan struktur dan R adalah koefisien modifikasi respons yang telah disesuaikan dengan system penahan gaya seismik
2) Dengan sedangkan nilai C dinyatakan dengan percepatan gravitasi pada lokasi bangunan tersebut.
Tabel 4.16 Skala Masukan RS
Percepatan Gempa Arah Scale Factor RSx U1 (100%) 2.102 U2 (30%) 0.631 Rsy U1 (100%) 0.631 U2 (30%) 2.102 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0 1 2 3 4 5 Sa, g T, detik 𝐼𝑒 𝑅 ×𝑔
3. Periode Fundamental Pendekatan Struktur
Tabel 4.17 Periode Struktur Proyeksi Arah X dan Y Periode, T Arah X Arah Y
Tapprox 1.426 1.426
Tmax 1.9963 1.9963
afTgross 0.6 0.6
Tcrack 0.825 0.825
Berdasarkan SNI 1726-2012 perioda fundamental struktur T tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung (Cu) dan perioda fundamental pendekatan Ta yang harus ditentukan dari persamaan yang telah ditentukan. Berdasarkan hasil analisis dengan menggunakan program ETABS pada pemodelan 3 dimensi didapat perioda sebesar :
Tx = 0,6 SD1 = 0,504 Cu = 1,4 Ct = 0,0466 x = 0,9
Perhitungan periode getar minimum sebagai pendekatan arah X dan arah Y Tamin = Ct . hax
= 0,0466 . 44,750,9 = 1,4259
Perhitungan periode getar maximum sebagai pendekatan arah X dan arah Y Tamax = Cu . Ta min
= 1,4 . 1,4259. = 1,9963 Syarat Ta min < T < Ta max Karena maka Tamin > T digunakan; Tamin = 1,4259
4. Geser Dasar Seismik
Koefisien respons seismik, Cs, dihitung dengan persamaan 3.8. Nilai dari persamaan 3.8 tidak perlu melebihi nilai dari persamaan 3.9 dan tidak boleh kurang dari persamaan 3.9. Geser dasar seismik dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:
V= Cs . W
a. Perhitungan Koefisien Respon Seismik Lokasi : Yogyakarta Jenis Tanah : SD (Tanah Sedang)
Nilai S1 = 0,481 Nilai Ss = 1,156 Nilai Fa = 1,038 Nilai Fv = 1,572 SDS = 0,799 SD1 = 0,504
b. Distribusi Horizontal Arah X = 0,799 8/1,5 = 0.149 = 1,42590.504x 8/1,5 = 0,066274 Csmin = 0,044 x SDS x I = 0,044 x 0,799 x 1,5 = 0,0527 Csmax Cs
Digunakan: Cs = 0,066274
Vx = Cs x W
= 0,066274 x 16056,22 ton = 1063,67 Ton
c. Distribusi Horizontal Arah Y
= 0.799 8/1,5 = 0.149 = 1,42590.504x 8/1,5 = 0,066274 Csmin = 0,044 x SDS x I = 0,044 x 0,799 x 1,5 = 0,0527 Digunakan: Cs = 0,066274 Vx = Cs x W = 0,066274 x 16036,02 ton = 1062,77 Ton
d. Distribusi Vertikal Gaya Gempa
Distribusi gaya lateral (Fx) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan berikut:
Fx = Cvx . V Csmax
dan
Dilakukan analisis interpolasi linier untuk mendapatkan nilai K: T = 1,9963 k = 1,46295 Cvx = 257167,73 1335015,77 = 0,1926 Fx = Cvx . Vx = 0,1926 . 1062,77 Ton = 204,689 ton
Tabel 4.18 Distribusi Gaya Gempa Lateral Arah X dan Y
Lantai h (m) hxk W (ton) w.hxk Cvx Fx (kN) Vx (kN) 9 dan Atap 44.75 260.03 850.7928 221233.8 0.1657 1761.18 1761.18 8 34.55 178.10 1443.923 257167.7 0.1926 2047.24 3808.42 7 30.35 147.34 1535.148 226190.4 0.1694 1800.64 5609.07 6 26.15 118.49 1535.148 181903.2 0.1363 1448.08 7057.15 5 21.95 91.71 1780.939 163343.1 0.1224 1300.33 8357.48 4 17.75 67.22 2061.52 138580.6 0.1038 1103.20 9460.68 3 13.55 45.28 1875.815 84949.46 0.0636 676.25 10136.94 2 9.35 26.31 1845.558 48570.95 0.0364 386.66 10523.60 1 3.85 7.18 1819.668 13076.51 0.0098 104.09 10627.70 Base 0 0 1307.715 0 0.0000 0.00 10627.70 Total 16056.23 1335016 1 10627.7 77969.92
Gambar 4.12 Gaya Gempa Lateral arah X dan Y
Gambar 4.13 Gaya Geser Dasar arah X dan Y
1761.182614 2047.242914 1800.64102 1448.082449 1300.330136 1103.202377 676.2597344 386.6601869 104.0985681 0 0 1000 2000 3000 4000 LT 9 LT 8 LT 7 LT 6 LT 5 LT 4 LT 3 LT 2 LT 1 Base Fx,y (kN) St ory 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 La nt ai
5. Analisis Time History
a. Akselogram Gempa Masukan
Data rekaman percepatan tanah yang sesuai harus diambil dari rekaman peristiwa gempa yang memiliki magnitudo, jarak patahan, dan mekanisme sumber gempa yang konsisten dengan hal-hal yang mengontrol ketentuan gempa maksimum yang dipertimbangkan. Setiap data rekaman tersebut harus diskalakan sedemikian rupa sehingga pada rentang perioda dari 0,2T hingga 1,5T.
Respon spektrum dari gempa aktual (redaman 5%) yang dipilih sebagai gerak tanah masukan, rata-rata nilai percepatannya harus berdekatan dengan respon spectrum dari gempa rencana (redaman 5%) pada periode 0,2T – 1,5T.
Percepatan gempa yang dipilih dimodifikasi dengan program bantu SeismoMatch agar respon spektrumnya konvergen dengan respon spektrum elastik desain.
Gambar 4.14 User Interface software Seismomatch
Percepatan gempa untuk analisis time history dalam penelititan ini dipilih 3 data rekaman gempa diantaranya gempa El Centro pada 24 November 1987, gempa Imperial Valley pada 15 Oktober 1979 dan Kobe Jepang pada 16 Januari 1995.
Percepatan gempa untuk analisis time history dalam penelititan ini seperti ditunjukkan pada Gambar 4.15 – 4.17 berupa data akselerogram beserta respon spektrum elastiknya.
Tabel 4.19 Data gempa masukan awal
Data Akselogram Gempa Superstition Hills Imperial Valley Kobe Jepang
X Y X Y X Y
Max Aceleration (g) 0.35726 0.25947 0.16261 0.21952 0.27578 0.32686 Max Velocity (cm/sec) 48.0705 41.7945 36.6074 40.9385 33.5738 44.8346 Max Displacement (cm) 19.2751 21.8598 25.6779 16.2496 26.6091 27.8067 Vmax/Amax (sec) 0.13716 0.1642 0.22949 0.1901 0.1241 0.13983 Acceleration RMS (g) 0.03455 0.02822 0.02308 0.02773 0.04524 0.04846 Velocity RMS (cm/sec) 8.30903 9.42798 7.7736 5.79809 10.0491 11.1291 Displacement RMS (cm) 7.55906 8.04433 6.64433 4.95879 5.68539 7.14793 Sumber : Seismomatch
1) Lokasi Gempa : El Centro, 24 November 1987
Gambar 4.15 Akselogram gempa El Centro Sumber : peer.berkeley.edu -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 10 20 30 40 50 60
2) Lokasi Gempa : Imperial Valley, 15 Oktober 1979
Gambar 4.16 Akselogram gempa Imperial Valley Sumber : peer.berkeley.edu
3) Lokasi Gempa : Kobe Japan, 16 Januari 1995
Gambar 4.17 Akselogram Kobe Japan Sumber : peer.berkeley.edu
Perbandingan Respon spektrum gempa aktual dengan 6 rekaman gempa masukan dan respon spektrum gempa aktual rata-rata terdapat pada Gambar 4.16
-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0 10 20 30 40 50 60 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.18 Respon Spektrum gempa aktual rata-rata b. Akselogram Gempa Modifikasi
Berdasarkan SNI 1726:2012 pada pasal 11.1.3.2 untuk analisis tiga dimensi setiap data percepatan tanah harus diskalakan sedemikian rupa hingga masuk pada rentang 0,2T hingga 1,5T. Konvergensi dilakukan terhadap spektrum gempa aktual yang dibandingkan dengan respon spektrum desain pada periode 0,2T – 1,5T.
Pada Gambar 4.19 - 4.21 menunjukkan percepatan gempa masukan yang telah dilakukan modifikasi, data ini yang akan digunakan dalam analisis time history.
Tabel 4.20 Data gempa masukan setelah dilakukan konvergensi
Data Akselogram Gempa Superstition Hills Imperial Valley Kobe Jepang
X Y X Y X Y
Max Aceleration (g) 0.40731 0.42719 0.30506 0.29412 0.27568 0.29052 Max Velocity (cm/sec) 52.8181 53.4035 56.6159 56.1667 39.6944 43.9748 Max Displacement (cm) 19.2284 20.8464 26.4381 20.2702 26.5147 28.6553 Vmax/Amax (sec) 0.13219 0.12743 0.18918 0.19466 0.14677 0.1543 Acceleration RMS (g) 0.03669 0.03426 0.03814 0.03573 0.04165 0.03996 Velocity RMS (cm/sec) 8.48693 9.49885 8.76535 6.80603 9.19807 10.132 Displacement RMS (cm) 7.55294 8.04695 6.48682 4.87698 6.03893 8.50536 Sumber: Seismomatch 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 1 2 3 4 5 Perce pat an, g Periode, detik
1) Lokasi Gempa : Supersition Hills, El Centro, 24 November 1987
Gambar 4.19 Akselogram gempa El Centro Sumber : peer.berkeley.edu
2) Lokasi Gempa : Imperial Valley, 15 Oktober 1979
Gambar 4.20 Akselogram gempa Imperial Valley Sumber : peer.berkeley.edu -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 10 20 30 40 50 60 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0 10 20 30 40 50 60
3) Lokasi Gempa : Kobe Japan, 16 Januari 1995
Gambar 4.21 Akselogram Kobe Japan Sumber : peer.berkeley.edu
Dengan periode struktur (T = 1,4259) dengan 0,2T = 0,2851 detik dan 1,5T = 2,1388 detik.
Berikut perbandingan kedua data setelah dilakukan konvergensi : Saaktual = 0,473 ≈ Sadesain = 0,481
Gambar 4.22 Respon spektrum aktual rerata dan Respon spectrum desain -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0 10 20 30 40 50 60 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 1 2 3 4 5 Perce pat an, g Periode, detik RSM Rerata RS Desain
Berdasarkan hasil pemeriksaan pada periode 0,2T – 1,5T dapat disimpulkan bahwa, ketiga data rekaman gempa masukan yang dimodifikasi telah memenuhi syarat sehingga dapat digunakan untuk analisis Time History
c. Percepatan Gempa Rencana
Parameter yang menjadi acuan untuk analisis ini adalah nilai PGA (Peak Ground Acceleration). Nilai PGA digunakan untuk menentukan koefisien FPGA yang diperloleh dari Tabel 3.6. Untuk lokasi penelitian (Yogyakarta) diperoleh nilai FPGA sebesar 0,507 dengan nilai PGA sebesar 1
Gambar 4.23 Koefisien Situs, FPGA Sumber : SNI 1726:2012, Gambar 11 PGAM = FPGA x PGA
= 0,507 x 1g = 0,507g d. Perhitungan Skala Percepatan Gempa
Untuk setiap gerak tanah yang dianalisis, parameter-parameter respons individual harus dikalikan dengan I/R, dimana I merupakan faktor keutamaan gempa yang terdapat pada Tabel 1. SNI 1726:2012 dan nilai R merupakan kategori resiko berdasarkan pemanfaatan struktur yang terapat pada Tabel 2 SNI 1726:2012
PGAM (diskalakan) = PGAM x (I/R)
= 0,507 x (1,5/7)
= 0,1086 g
Pada perencanaan pembebanan gempa nominal, percepatan muka tanah asli dari gempa masukan harus diskalakan.
Tabel 4.21 Nilai Skala Percepatan Gempa
Data Akeselogram
A B C D
PGAMmax
(m/s2) PGAM Skala Skala 100% B = A / 9,81 Yogyakarta C = B/A D = C x g (g) (m/s2) (g) Superstition Hills X 0,4073 0,1086 0,26673 2,6166 Superstition Hills Y 0,4272 0,1086 0,25432 2,4949 El Mayor-Cucapah X 0,3002 0,1086 0,36188 3,5500 El Mayor-Cucapah Y 0,2643 0,1086 0,41104 4,0323 Darfield New Zaeland X 0,2791 0,1086 0,38922 3,8182 Darfield New Zaeland Y 0,2559 0,1086 0,42462 4,1655
