ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK) TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA.

(1)

TUGAS AKHIR

ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK)

TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA

MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJ OYO MADURA

Untuk memenuhi sebagian persyar atan dalam memper oleh Gelar Sarjana ( S-1 ) Program Studi Teknik Sipil

DISUSUN OLEH :

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”

J AWA TIMUR

2013

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK) TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA MAHASISWI UNIVERSITAS

TRUNOJ OYO MADURA

Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir Progam Studi Teknik Sipil FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur

Pembimbing Utama

Ir. MADE D. ASTAWA., MT NIP. 19530919 198601 1 00 1

Pembimbing Pendamping

SUMAIDI., ST 3 7603 09 02741 NPT. 3 6304940031 1

Tim Penguji Penguji I

Ir. WAHYU KARTINI., MT NPT. 3 6304 94 0031 1

Penguji II

Ir. ALI ARIFIN., MT

Penguji III

CANDRA IRAWAN., ST., MT

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Univer sitas Pembangunan Nasional “Veteran” J awa Timur

(3)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Puji syukur kehadirat Allah SWT, dengan Rahmat dan Hidayah-Nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Analisa Pembesaran Momen Pada Kolom Untuk Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) Terhadap Adanya Pengaruh Drift Akibat Gaya Gempa Pada Gedung Asrama Mahasiswi Universitas Trunojoyo ” ini dengan baik.

Dalam menyesaikan laporan tugas akhir ini penulis banyak mendapat bimbingan serta bantuan yang sangat bermanfaat untuk menyelesaikannya. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Ir.Naniek Ratni Juliadi AR., Mkes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur.

2. Bapak Ibnu Sholichin, ST., MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. Made D. Astawa, MT., selaku Dosen Pembimbing Utama 4. Bapak Sumaidi, ST., selaku Dosen Pendamping

5. Bapak Nugroho Utomo, ST.,MT., selaku Dosen Wali

6. Para Dosen dan Staff pengajar yang telah memberikan bekal ilmu dan pengetahuan yang amat berguna

Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini bermanfaat bagi kita semua khusunya diri pribadi penulis dan teman-teman Jurusan Teknik Sipil. Penulis merasa bahwa laporan ini mempunyai kekurangan serta penulis mengharapkan saran serta kritik yang membangun untuk menjadikan lebih baik.

(4)

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK………. KATA PENGANTAR……….….. DAFTAR ISI ……….. Daftar Gambar……….. Daftar Tabel……….. Daftar Grafik………..………..

BAB I PENDAHULUAN ………....…..

1.1 Latar Belakang …..………..

1.2 Rumusaan Masalah ………...………....

1.3 Tujuan Penulisan…...……….

1.4 Batasan Masalah ………..…..…………..

1.5 Manfaat ………

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ….….……...………

2.1 Pengertian Umum ………...……

2.2 Wilayah Gempa ………..………..

2.3 Deskripsi Umum Bangunan………..……… 2.4 Pembebanan ………. 2.4.1. Beban Mati ………..

2.4.2. Beban Hidup……… 2.4.3. Beban Gempa……….. 2.4.4. Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen………. 2.5. Kinerja Struktur Gedung………..

2.5.1. Kinerja Batas Layan (KBL)……….. 2.5.2. Kinerja Batas ultimit (KBU)……… 2.6. Daktalitas Struktur Bangunan ……… 2.7. Pengaruh P – Δ ……….. 2.8. Sistem Struktur Bangunan ………

(5)

2.8.1. Pengertian Metode SRPMK……….….. 2.9. Perencanaan Kolom………

2.9.1. Pengertian Kolom……… 2.9.2. Penulangan Kolom………..

2.9.3. Menentukan Kolom Termasuk Kolom Langsing Atau Pendek……… 2.9.4. Faktor Pembesaran Momen………... 2.9.5. Persyaratan Strong Column Weak Beam……….. 2.10. Hubungan Balok-Kolom………

BAB III METODOLOGI PENELITIAN………... 3.1 Jenis Penelitian……….…….... 3.2 Rancangan Penelitian………..………..

3.3 Populasi Sampel ………...…….

3.4 Variabel Penelitian………...……. 3.5 Metode Pengumpulan Data………...…….

3.5.1. Metode Kepustakaan ……… 3.5.2. Metode eksperimen..……… 3.6 Diagram Alir Perhitungan.………...……. 3.7 Metode Analisis Data………...…….

BAB IV PEMBAHASAN……….………...………... 4.1. Preeliminary Design (Perencanaan Awal)………

4.1.1. Data Bangunan………

4.1.2. Data Material………

4.2. Pembebanan……… 4.2.1. Tributari Plat Lantai... 4.2.1. Tributari Plat Atap...

18 19 19 19

21 21 22 23

26 26 27 29 30 31 31 31 31 33

(6)

v

4.3. Perencanaan Dimensi Pelat, Balok dan kolom………

4.3.1. Pelat……….

4.3.2. Perencanaan Dimensi Balok... 4.3.3. Perencanaan Dimensi Kolom……….. 4.4. Pembebabanan Gempa...

4.4.1. Perhitungan berat bangunan total (Wt)... 4.4.2. Perhitungan periode alami struktur (T)... 4.4.3. Penentuan faktor respon gempa (C1)...

4.4.4. Penentuan faktor keutamaan (I)... 4.4.5. Penentuan parameter daktilitas struktur (R).... 4.4.6. Kontrol Trayleigt... 4.4.7. Kontrol kinerja batas layan... 4.4.8. Kontrol kinerja batas ultimit... 4.5 Perencanaan Kolom………..… 4.6. Penulangan Balok……… 4.7. Konsep Balok Lemah – Kolom Kuat………. 4.8. Perencanaan HBK………..

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………..….

DAFTAR PUSTAKA………..

51 51 51 53 54 54 55 56 57 57 60 61 62 108 143 146

(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia ……….. Gambar 2.2. Sistem Rangka Pemikul Momen……… Gambar 2.3. Mekanisme Tekan pada HBK..………... Gambar 3.1. Diagram Alir Perhitungan Perencanaan …..………... Gambar 4.1. Pembebanan plat type 1………..…..………... Gambar 4.2. Pembebanan plat type 2………..…..………... Gambar 4.3. Pembebanan plat type 3………..…..………... Gambar 4.4. Pembebanan plat type 4………..…..………... Gambar 4.5. Pembebanan plat type 5………..…..………... Gambar 4.6. Pembebanan plat type 6………..…..………... Gambar 4.7. Pembebanan plat type 7………..…..………... Gambar 4.8. Pembebanan plat type 8………..…..………... Gambar 4.9. Pembebanan plat type 9………..…..………... Gambar 4.10. Pembebanan plat type 10………..…..………... Gambar 4.11. Pembebanan plat type 11………..…..………... Gambar 4.12. Pemodelan Potongan Melintang…….…..…..………... Gambar 4.13. Potongan Melintang Beban Hidup……..…..………... Gambar 4.14. Pembebanan plat type 1………..…..………... Gambar 4.15. Pembebanan plat type 2………..…..………... Gambar 4.16. Pembebanan plat type 3………..…..………... Gambar 4.17. Pembebanan plat type 4……….…..………... Gambar 4.18. Pembebanan plat type 5……….…..………... Gambar 4.19. Pembebanan plat type 6………..…..………... Gambar 4.20. Pembebanan plat type 7………....………... Gambar 4.21. Pembebanan plat type 8………....………... Gambar 4.22. Pembebanan plat type 9………..…..………... Gambar 4.23. Pembebanan plat type 10………..…..………... Gambar 4.24. Pembebanan plat type 11………..…..………...

(8)

vii

Gambar 4.25. Pemodelan Potongan memanjang…….…..…..………... Gambar 4.26. Potongan Memanjang Beban Mati….……..…..………... Gambar 4.27. Pemodelan Pembebanan Gempa…….…..…..………... Gambar 4.28. Nomogram Portal Bergoyang………..…..…..………... Gambar 4.29. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan 3-3………….. Gambar 4.30. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan A-A…………. Gambar 4.31. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan B-B…………. Gambar 4.32. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan 4-4…………. Gambar 4.33. Diagram Momen Akibat Beban GravitasiPotongan 4-4……….. Gambar 4.34. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan A-A…………. Gambar 4.35. Diagram Momen Akibat Beban Gempa Potongan B-B………….

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Parameter Daktalitas pada Struktur Gedung ……… Tabel 2.2. Percepatan Puncak Batuan dasar dan Percepatanpuncak Muka Tanah untuk Masing-masing Wilayah Gempa Indonesia…... Tabel 2.3. Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Kategori Gedung dan

Bangunan………... Tabel 2.4. Koefisien ψ Untuk Menghitung Faktor Respons Gempa Vertikal Cv

…..………...

Tabel 2.5. Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung……… Tabel 4.1. Pembebanan tributari plat lantai... Tabel 4.2. Pembebanan tributari plat atap... Tabel 4.3. Tebal min balok non prategang... Tabel 4.4. Dimensi rencana elemen struktur... Tabel 4.5. Perhitungan Gaya gempa Dasar... Tabel 4.6. Perhitungan eksentrisitas rencana ed pada arah x... Tabel 4.7. Perhitungan eksentrisitas rencana ed pada arah y………... Tabel 4.8 T-Rayleight dalam arah x (Tx)………. Tabel 4.9 T-Rayleight dalam arah Y (Ty)………. Tabel 4.10. Analisa Δ s akibat gempa arah x……… Tabel 4.11. Analisa Δ s akibat gempa arah y……… Tabel 4.12. Analisa Δ m akibat gempa arah x………. Tabel 4.13. Analisa Δ m akibat gempa arah y……….. Tabel 4.14. output gaya maksimum kolom lantai 1………. Tabel 4.15. output gaya maksimum kolom lantai 2 ……… Tabel 4.16. output gaya maksimum kolom lantai 3 ……… Tabel 4.17. output gaya maksimum kolom lantai 4……….. Tabel 4.18. output gaya maksimum kolom lantai 5 ………. Tabel 4.19. output gaya maksimum kolom lantai 6……….

6

7

9

11

(10)

ix

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Faktor respon spektrum ……… Grafik 4.2. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1……… Grafik 4.3. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2……… Grafik 4.4. Kuat rencana diagram interaksi lantai 3……… Grafik 4.5. Kuat rencana diagram interaksi lantai 4……… Grafik 4.6. Kuat rencana diagram interaksi lantai 5……… Grafik 4.7. Kuat rencana diagram interaksi lantai 6……… Grafik 4.8. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1……… Grafik 4.9. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2……… Grafik 4.10. Kuat rencana diagram interaksi lantai 3……… Grafik 4.11. Kuat rencana diagram interaksi lantai 4……… Grafik 4.12. Kuat rencana diagram interaksi lantai 5……… Grafik 4.13. Kuat rencana diagram interaksi lantai 6……… Grafik 4.14. Kuat rencana diagram interaksi lantai 1……… Grafik 4.15. Kuat rencana diagram interaksi lantai 2………

(11)

ANALISA PEMBESARAN MOMEN PADA KOLOM (SRPMK)

TERHADAP PENGARUH DRIFT GEDUNG ASRAMA

MAHASISWI UNIVERSITAS TRUNOJ OYO MADURA

CHOIRUL ANAS

0953010056

ABSTRAK

Struktur gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo termasuk dalam kategori struktur gedung beraturan maka digunakan beban gempa nominal statik ekuivalen. Semua struktur akibat beban lateral akan melentur kesamping (Δ ), begitu juga akibat beban gempa. Δ ini akan menimbulkan momen sekunder (disebut pengaruh P-Δ ) oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpang ke samping dan dengan demikian terjadi pembesaran momen pada komponen komponen kolom. Pada perencanaan gedung ini digunakan program bantu ETABS untuk menghitung gaya dalam pada struktur, sedangkan perencanaan kolom menggunakan program bantu PCACOL.

Dari hasil perhitungan didapatkan tebal plat lantai 12 cm, plat atap 10 cm, balok b1 ukuran 20/30 dengan tulangan tarik tumpuan 5D14 tarik lapangan 3D14, balok b2 ukuran25/35 dengan tulangan tarik tumpuan 5D22 tarik lapangan 3D22, balok b3 ukuran 30/45 dengan tulangan tarik tumpuan 5D22 tarik lapangan 3D22, balok b4 ukuran 30/50 dengan tulangan tarik tumpuan 6D28 tulangan tarik lapangan 3D28, kolom dengan dimensi 650/650 tulangan 12D25, tulangan geser HBK eksterior 4D12-100, HBK interior 4D12-100. Prosentase penambahan momen terbesar terdapat pada lantai 3 arah x 3,61% dengan drift sebesar 0,0186 m, dengan kebutuhan penambahan tulangan dibawah toleransi 1 % dari perencanaan. Karena tidak ada penambahan tulangan yang terjadi dengan tulang kolom terpasang 12D25 mampu menahan pembesaran momen akibat drift. Persyaratan strong colomn weak beam dapat dipenuhi dengan nilai 1929,23 kNm ≥ 1763,13 .

.

(12)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perencanaan gedung bertingkat perlu memperhatikan beberapa kriteria, antara lain kriteria kekuatan, perilaku struktur yang baik pada taraf gempa rencana serta aspek ekonomis. Perencanaan struktur bangunan gedung terhadap beban gempa di Indonesia sangat penting. Beberapa kejadian gempa yang telah terjadi pada kurun waktu 5 tahun terakhir menunjukkan bahwa wilayah Indonesia termasuk dalam kategori wilayah gempa dengan intensitas tinggi. Gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo yang semula memiliki 4 lantai akan dimodifikasi menjadi 6 lantai sehingga terjadi perubahan tinggi gedung yang semula 16,8 m berubah menjadi 25,2 m dan memodifikasi zona gempa yang seharusnya zona gempa 2 dirubah menjadi zona gempa 6. Sehingga dengan adanya penambahan ketinggian berpengaruh pada beban gempa tersebut mempengaruhi drift yang terjadi pada struktur bangunan, terutama pada struktur kolom dasar dan berakibat terhadap pembesaran momen pada kolom struktur bangunan tersebut.

(13)

bangunan beraturan maka menggunakan beban gempa nominal statik ekuivalen. Perhitungan hubungan balok kolom juga berpengaruh dalam ketahan gempa sehingga oleh sebab itu perlu diketahui perilaku sambungan agar dalam mendesain struktur diperoleh suatu struktur yang ekonomis dan aman terhadap gempa.

Setiap struktur bangunan memiliki nilai perhitungan terhadap kebutuhan tulangan (ρ) yang sangat berpengaruh terhadap defleksi struktur jika mendapat beban gempa. Jika nilai kebutuhan tulangan (ρ) pada bangunan hanya direncanakan pada kondisi tanpa adanya pengaruh defleksi, maka tentunya akan terjadi pembesaran momen pada struktur bangunan tersebut jika mendapat beban gempa.

Secara umum, perencanaan struktur bangunan gedung beton bertulang tahan gempa berdasarkan standar peraturan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002) dan standar peraturan beton Indonesia (SNI 03-2847-2002) dapat dilakukan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Konsep perencanaan ini akan menghasilkan jumlah luas tulangan nominal, sehingga hal ini dapat untuk mengetahui perbedaan nilai drift terhadap pembesaran momen bangunan.

Dalam perencanaan penulangan pada struktur kolom juga harus diperhatikan nilai drift karena faktor tersebut mempengaruhi ketidakstabilan kolom portal akibat beban gravitasi. Dalam pengertian lain semua struktur apabila mendapat beban lateral akan mengalami defleksi sehingga akan melentur ke samping (Δ ), begitu juga akibat beban gempa. Sehingga Δ ini akan menimbulkan momen sekunder yang disebut sebagai pengaruh P–Δ .

(14)

3

Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dipakai untuk mengetahui nilai pembesaran momen pada bangunan akibat adanya drift pada struktur.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, permasalahan yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimanakah pengaruh drift terhadap pembesaran momen pada kolom untuk SRPMK pada gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura?

2. Berapa perubahan nilai pembesaran momen terhadap kebutuhan tulangan (ρ) pada kolom?

3. Perhitungan hubungan balok kolom?

1.3. Tujuan Penulisan

Berdasarkan rumusan masalah yang telah disebutkan di atas, tujuan penulisan skripsi ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh drift terhadap pembesaran momen pada kolom untuk SRPMK pada gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura

2. Mengetahui perubahan nilai pembesaran momen terhadap kebutuhan tulangan (ρ) pada kolom

(15)

1.4. Batasan Masalah

Untuk lebih memfokuskan penulisan agar tidak menyimpang dari permasalahan, maka diberikan batasan penulisan sebagai berikut :

1. Bangunan adalah struktur beton bertulang.

2. Bangunan yang dihitung dan direncanakan adalah gedung asrama mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura dibangun pada jenis tanah keras.

3. Dimensi bangunan gedung direncanakan dengan ketentuan : - Tinggi tiap lantai 4,2 meter.

- Dimensi gedung dengan panjang: 38m & lebar: 21m. - Model bangunan 3 dimensi.

4. Fungsi gedung untuk asrama.

5. Analisis struktur dan disain dilakukan menggunakan program ETABS, untuk menghasilkan gaya-gaya dalam yang terjadi dengan kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI 03-2847-2002.

6. Sistem struktur yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

7. Struktur direncanakan terletak di zona wilayah gempa 6 untuk SRPMK berdasarkan SNI 03-1726-2002.

(16)

5

1.5. Manfaat

Manfaat yang bisa didapatkan dari analisa ini adalah :

1. Dapat merencanakan struktur yang memenuhi persyaratan keamanan

(17)

TINJ AUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Umum

Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan suatu metode dimana struktur beton diproporsikan sedemikian rupa, sehingga memenuhi persyaratan ditail struktur yang khusus dan memang dikhususkan pada bangunan yang benar – benar tahan terhadap gempa. Beban geser bagian dasar akibat gaya gempa untuk perancangan dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) ditentukan menurut “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002” dengan ketentuan bahwa nilai faktor jenis struktur sekurang – kurangnya R = 8,5.

Tabel 2.1 Parameter Daktilitas pada Struktur Gedung Taraf Kinerja Struktur Gedung µ R pers. (6)

Elastik Penuh 1,0 1,6

Daktail Parsial

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 8,0

Daktail Penuh 5,3 8,5

(18)

7

2.2. Wilayah Gem p a (WG)

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 4.7.1 Indonesia terbagi dalam 6 Wilayah Gempa, dimana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan Wilayah Gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian Wilayah Gempa ini didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh Gempa Rencana dengan periode ulang 500 tahun yang nilai rata-ratanya.

Tabel 2.2 Percepatan Puncak Batuan Dasar Dan Percepatan Puncak Muka Tanah untuk Masing-Masing Wilayah Gempa Indonesia Wilayah

Gempa

Percepatan puncak batuan dasar

(‘g’)

Percepatan puncak muka tanah Ao (‘g’)

Tanah Keras

Tanah Sedang

Tanah lunak

Tanah khusus

1 0,03 0,04 0,05 0,08 Diperlukan

evaluasi khusus di setiap lokasi

2 0,10 0,12 0,15 0,20

3 0,15 0,18 0,23 0,30,

4 0,20 0,24 0,28 0,34

5 0,25 0,28 0,32 0,36

6 0,30 0,33 0,36 0,38

*) dikutip dari SNI 03-1726-2002 hal 17

(19)

Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahun (SNI 03-1726-2002 )

2.3. Deskr ipsi Umum Bangunan

Semakin penting struktur tersebut semakin besar pula perlindungan yang harus diberikan, untuk itu Faktor keutamaan (I) dipakai untuk memperbesar beban gempa rencana agar struktur mampu memikul beban gempa dengan periode ulang yang lebih panjang, atau dengan kata lain dengan tingkat kerusakan yang lebih kecil sesuai dengan rumus pada SNI 03-1726-2002 Pasal. 4.1.2 hal 7

I = I1.I2...(2.1)

Di mana :

I1 Faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa

berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung, sedangkan

I2 Faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa

(20)

9

Tabel 2.3 Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Katagor i Gedung dan Bangunan

Katagori gedung Faktor Keutamaan

I1 I2 I

Gedung umum seperti untuk penghunian,

perniagaan dan perkantoran 1 1 1

Monumen dan bangunan monumental 1 1.6 1.6

Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalai keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi

1.4 1 1.4

Gedung untuk menyimpan bahan bebahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam,

bahan beracun. 1.6 1 1.6

Cerobong, tangki di atas menara 1.6 1 1.6 Catatan :

Untuk semua unsur bangunan gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan sebelum berlakunya Standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat

dikalikan 80%

2.4. Pembebanan

Pada suatu struktur gedung mempunyai beban-beban yang dipikul oleh bangunan tersebut, baik beban tetap maupun yang tidak tetap. Dalam penentuan beban yang terjadi pada bangunan, menurut ketentuan dibedakan sebagai berikut:

2.4.1. Beban Mati (PPIUG 1983 pasal 1.0-1)

Beban Mati adalah berat semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung.

(21)

U = 1,4D ……….………….( 2.2 )

2.4.2. Beban Hidup (PPIUG 1983 pasal 1.0-2)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian suatu gedung atau penggunaan suatu gedung dan kedalamannya yang termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah,

§ Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1, yaitu

U = 0,9D ± 1,6W …………( 2.3 )

2.4.3. Beban Gempa

Beban Gempa adalah semua beban statis yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Komponen-komponen dalam perencanaan bangunan tahan gempa ini antara lain:

Pengaruh gempa vertikal

Pembatasan waktu getar alami struktur

Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1 harus diambil sebagai

(22)

11

Pengaruh Gempa Vertikal

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 4.8.1 unsur struktur gedung yang memiliki kepekaan yang tinggi terhadap beban gravitasi seperti balkon, kanopi, dan balok kantilever berbentang panjang, balok transfer pada struktur gedung tinggi yang memikul beban gravitasi dari dua atau lebih tingkat diatasnya serta balok beton pratekan berbentang panjang, harus diperhitungkan terhadap komponen vertikal gerakan tanah akibat pengaruh Gempa Rencana, berupa gempa vertikal nominal statik ekivalen yang harus ditinjau bekerja ke atau ke bawah yang besarnya harus dihitung sebagai perkalian Faktor Respon Gempa Vertikal Cv dan beban gravitasi,

termasuk beban hidup yang sesuai.

Faktor Respons Gempa Vertikal Cv yang disebut diatas harus

dihitung berdasarkan persamaan pada SNI 03-1726-2002.Pasal 4.8.2 hal 22:

Cv = ψ Ao I …...……(2.6)

Dimana Koefisien ψ bergantung pada wilayah gempa tempat struktur gedung berada.

Tabel 2.4. Keofisien ψ Untuk Menghitung Faktor Respons Gempa Vertikal Cv

Wilayah Gempa ψ

1 0,5

2 0,5

3 0,5

4 0,6

5 0,7

6 0,8

(23)

Pembatasan Waktu Getar Alami Struktur

Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar T1 dari struktur gedung harus dibatasi,

bergantung pada koefisien ξ untuk Wilayah Gempa (WG) tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya n menurut persamaan SNI 03-1726-2002 Pasal 5.6 hal 26 :

T1 < ξ n …...…… (2.7)

dimana:

T1 = Periode getar alami struktur.

ξ = Koefisien yang membatasi waktu getar alami struktur sesuai dengan tabel 2.6.

n = jumlah lantai.

Tabel 2.5. Koefisien ξ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Str uktur Gedung

Wilayah Gempa ξ

1 0,20

2 0,19

3 0,18

4 0,17

5 0,16

6 0,15

2.4.4. Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen Gaya Geser Dasar Akibat Gempa

(24)

13

pengaruh gempa rencana dalam arah masing-masing sumbu utama denah struktur sumbu tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekivalen. Maka beban geser dasar nominal statik ekivalen (V) yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan pada SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.2 hal 27 :

Wt

R

V = C1 .I. _{………. (2.8)}

dimana:

C1 = Faktor respon gempa tergantung pada lokasi wilayah

gempa dan jenis lapisan tanah yang berada dibawah gedung yang di disain.

I = Faktor keutamaan sesuai dengan tabel 2.3.

Wt = Total beban grafitasi (D + L) beban L boleh direduksi sesuai SNI 03-1727-1987, dimana beban L untuk perhitungan Wt dikenai koefisien reduksi sebesar 0,30.

R = Faktor reduksi gempa sesuai sistem struktur yang akan dipakai.

Distribusi Gaya Geser Gempa

Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap

pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan pada SNI 03-1726-2002 pasal 6.1.3 hal 28:

xV ……...(2.9)

zi W i n

i zi W i

Fi .

. .

.

1 ∑

(25)

Waktu Getar Alami Fundamental Str uktur Gedung

Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah masing-masing sumbu utama yang dapat ditentukan dengan rumus control T Rayleigh SNI 03-1726-2002 Pasal 6.2.1 hal 28 sesuai sebagai berikut :

d i F i n

i g

n

i W i d i

T

. .

. . 3 , 6 1

1 1

2

∑ = ∑

=

= ………... (2.10)

Di mana Wi dan Fi mempunyai arti yang sama, di adalah simpangan

horizontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm dan ‘g’ adalah percepatan gravitasi yang ditetapkan 9,81 m/det2.

.

2.5. Kinerja Struktur Gedung

Sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8 tentang Kinerja Struktur Gedung, bahwa Kinerja Struktur Gedung dibagi menjadi dua yaitu :

2.5.1. Kinerja Batas Layan (KBL)

Kinerja Batas Layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar- tingkat akibat pengaruh Gempa Rencana, menurut pasal 8.1.1 tidak boleh melampaui

R 03 , 0

kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung

yang mana yang nilainya terkecil sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2.

≤

R 03 , 0

(26)

15

2.5.2. Kinerja Batas Ultimit (KBU)

Kinerja Batas Ultimit struktur Gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, Sesuai Pasal 4.3.3 simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 8.2.1 hal 34 sebagai berikut :

• untuk struktur gedung beraturan :

ξ = 0,7 R ...(2.12) - untuk struktur gedung tidak beraturan :

a FaktorSkal

R . 7 , 0

=

ξ ……….…....(2.13)

2.6. Daktilitas Struktur Bangunan

(27)

simpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama δy sesuai SNI

03-2847-2002 Pasal 4.3.1, yaitu :

_m

y

m µ

δ δ

µ = ≤

≤

0 ,

1 ...(2.14)

dimana:

μ = faktor daktilitas gedung.

δm = simpangan maksimum struktur gedung saat mencapai kondisi ambang keruntuhan.

δy = simpangan struktur gedung saat terjadi pelelehan pertama.

untuk nilai μ = 1,0 adalah nilai faktor daktilits untuk struktur gedung yang berperilaku elastik penuh, sedangkan μm adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung yang bersangkutan.

Sedangkan untuk nilai faktor reduksi gempa ( R ) harus memenuhi persamaan pada SNI 03-2847-2002 Pasal 4.3.3:

m

R f

R = ≤

≤ 1

6 ,

(28)

17

2.7. Pengaruh P - Δ

Semua struktur akibat beban lateral akan melentur kesamping (Δ ), begitu juga akibat beban gempa. Δ ini akan menimbulkan momen sekunder (disebut pengaruh P-Δ ) oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpang ke samping dan dengan demikian terjadi momen tambahan pada komponen komponen kolom. UBC Section 1630.1.3 menetapkan bila ratio momen sekunder terhadap momen primer > 0,1, maka pengaruh P-Δ harus diperhitungkan. Untuk zona 1 dan 2 biasanya tidak diperhitungkan, sedangkan pada zona 3 dan 4 (identik dengan WG 5 dan 6) pengaruh P-Δ tak perlu diperhitungkan bila Δs _≤ 0,02 hi/R. sudah barang tentu struktur yang fleksibel yang memiliki R lebih besar akan berkemungkinan lebih besar terkena peraturan P-Δ ini.

2.8. Sistem Struktur Bangunan

2.8.1. Pengertian Sistem Rangka Pemikul Momen

Pada SNI 03-287-2002 pasal 23.1.1 hal 21. Menyatakan sistem rangka ruang dalam mana komponen-komponen struktur dan join-joinnya menahan gaya-gaya yang bekerja melalui aksi lentur, geser, dan aksial. Sistem rangka pemikul momen dapat dikelompokkan sebagai berikut:

• Struktur Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)

• Struktur Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)

(29)

Dasar sistem struktur rangka pemikul momen dapat diilustrasikan seperti pada gambar 2.4 dibawah ini. (Purwono, 2006).

Gambar 2.2. Sistem Rangka Pemikul Momen (Purwono, 2006).

2.8.2. Pengertian Metode SRPMK

(30)

19

2.9. Perencanaan Kolom 2.9.1. Pengertian Kolom

SNI 03-2847-2002 pasal 3.25 menyatakan kolom adalah komponen struktur dengan rasio tinggi terhadap dimensi lateral terkecil sama dengan 3 atau lebih digunakan terutama untuk mendukung beban aksial tekan. Sedangkan ketentuan struktur kolom untuk daktilitas yaitu mampu merespon terhadap gempa kuat secara inelastik tanpa mengalami keruntuhan getas. Sedangkan pengertian dari drift adalah Suatu struktur yang memiliki kekakuan yang cukup sehingga pergerakkannya dapat

dibatasi. Kekakuan struktur dapat diukur dari besarnya simpangan antar lantai

bangunan, semakin kecil simpangan struktur maka bangunan tersebut akan semakin

kaku

2.9.2. Penulangan Kolom

Syarat dimensi kolom menurut SNI 03-2847-2002. Pasal 23.4.1 harus dipenuhi apabila:

§ Kolom sebagai SPBL (Struktur Pemikul Beban Lateral).

§ Menerima beban aksial berfaktor lebih besar dari 10

. c g f

A

, apabila

lebih kecil dari beban aksial terfaktor yang tercantum maka berlaku:

1) Ukuran penampang terkecil tidak kurang dari 300 mm.

(31)

Asumsi yang dipakai dalam mendisain adalah kolom persegi dari portal bergoyang, peninjauan efek kelangsingannya sebagai berikut:

∑

= Ψ balok kolom A I) / (EI I) / (EI ………..………..(2.16)

∑

= Ψ balok kolom B I) / (EI I) / (EI

= 1 Anggapan untuk jepit...(2.17)

Adapun untuk mendapat EI untuk kolom dapat diperoleh dari persamaan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.12.3. berikut:

d se s g cI E I

E EI β 1 ) 2 , 0 ( + +

= ...( 2.18 )

atau secara efektif lebih konservatif sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal 12.12.3. d g cI E EI β 1 4 , 0 +

= ... ( 2.19 )

Dari kedua persamaan diatas dipilih EI yang terbesar sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal 10.5.1 dan SNI 03-03-2847-2002 Pasal 12.11.1 , dimana:

' c c 4700 f

E = ... (2.20)

3 . 12 1 h b

(32)

21

2.9.3. Menentukan Kolom Ter masuk Kolom Langsing atau Pendek Suatu kolom dikatakan pendek apabila:

2.10.Untuk kolom dengan pengaku samping sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal.12.12.2

r lu k.

< 34-12    

2 1

M M

...(2.22)

2.11.Untuk kolom tanpa pengaku samping sesuai SNI 03-2847-2002.Pasal.12.13.2

r lu k.

< 22 ...(2.23)

dimana:

k = Faktor tekuk kolom lu = Panjang kolom

r = Jari-jari girasi (untuk penampang persegi empat = 0.3 h) M1 dan M2 = Momen batas ujung-ujung kolom

Jika harga yang didapat lebih besar dari yang diisyaratkan diatas, maka kolom tersebut termasuk kolom langsing (panjang).

2.9.4. Faktor Pembesar an Momen

(33)

Mc= δnsM2 ... ( 2.24) Untuk faktor pembesaran momen untuk kolom pendek (δns dan δs) adalah

1, sedangkan untuk kolom langsing (panjang) dapat dicari rumus sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal.12.12.3 berikut ini:

δns =

Pc P C

u m

75 , 0 1−

≥1,0 ... (2.25)

Pc = ) (

2

klu EI

π

...(2.26)

Dan untuk momen M1 dan M2 pada ujung-ujung komponen struktur tekan

harus diambil sebesar sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal.12.13.3 :

M1 = M1ns + δs M1s...( 2.27 ) M2 = M2ns + δs M2s...( 2.28 )

2.9.5. Persyar atan “Strong Columns Weak Beams”

(34)

23

Sesuai filosofi “Capacity Design”, maka kuat lentur kolom harus memenuhi SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4(2) hal 212 :

∑Me >

5

6_∑

Mg ...(2.29)

dimana :

∑Me : Jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom,

sehubungan dengan kuat lentur nominal kolom yang merangka pada hubungan balok-kolom tersebut. Kuat lentur kolom harus dihitung untuk gaya aksial terfaktor, yang sesuai dengan arah gaya-gaya lateral yang ditinjau, yang menghasilkan nilai kuat lentur yang terkecil.

∑Mg : Jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom,

sehubungan dengan kuat lentur nominal balok-balok yang merangka pada hubungan balok-kolom tersebut.

2.10. Hubungan Balok Kolom

Hubungan balok-kolom (beam-column joint) merupakan daerah yang kritis pada saat terjadi beban gempa. Beban gempa mempunyai pengaruh yang komplek terhadap struktur, oleh sebab itu perlu diketahui perilaku sambungan agar dalam mendesain struktur diperoleh suatu struktur yang ekonomis dan aman terhadap gempa.

• Gaya geser pada kolom HBK Interior:

. .

(35)

dimana :

=

Gaya geser pada kolom lc = ketinggian lantai

hc= tinggi penampang kolom

Zb= lengan tuas.

Vb= Gaya geser pada tumpuan balok Tb= Gaya tarik tulangan tumpuan balok

Gaya geser horizontal pada joint HBK Interior :

= − 1 − ………. …. . . …( 3.31 )

dimana : = Gaya geser horizontal pada joint

lc = tinggi kolom dari lantai bawah ke lantai atasnya

• Gaya geser pada kolom HBK Exterior:

=

. . ………….……….…....…..( 2.32 )

= − 1 − ………. …. . . …. …( 2.33 )

• Kekuatan Geser J oint

= + ……….………..( 2.34 )

dimana : Vch = kuat geser beton

(36)

25

Gambar 2.3. Mekanisme tekan pada Hubungan Balok-Kolom (Diktat kuliah beton III )

(37)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. J enis Penelitian

(38)

27

3.2. Rancangan Penelitian

Di dalam rancangan penelitian yang akan menjadi dasar pemikiran adalah mengacu pada standar-standar ketetapan literatur yang dipakai, yaitu sebagai berikut :

1. Mengidentifikasi, merumuskan dan membatasi masalah.

2. Menyusun operasional penelitian meliputi penentuan variabel-variabel yang berpengaruh didalam penelitian.

3. Menyusun prosedur pengolahan data, yang meliputi :

§ Menentukan wilayah gempa dan jenis tanah untuk perencanan bangunan, dimana wilayah gempa yang diambil adalah wilayah gempa 6 dan jenis tanah keras.

§ Pengumpulan data :

a. Data Umum Bangunan Awal

Nama Gedung : Asrama Mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura

Pemilik Gedung : Universitas Trunojoyo Madura Lokasi : Jl. Raya Telang Po Box 2,

Kamal – Madura Fungsi : Asrama Mahasiswi Jumlah Lantai : 4 lantai

(39)

Jenis Konstruksi : Beton Bertulang Data Material

Beton (fc’) : 25 Mpa Baja tulangan (fy) : 320 MPa

b. Data Bangunan Modifikasi :

Nama Gedung : Asrama Mahasiswi Universitas Trunojoyo Madura

Pemilik Gedung : Universitas Trunojoyo Madura Lokasi : Jl. Raya Telang Po Box 2,

Kamal – Madura Fungsi : Asrama Mahasiswi Jumlah Lantai : 6 lantai

Panjang Bangunan : 38 m. Lebar Bangunan : 21 m Tinggi Bangunan : 25,2 m Tinggi Tiap Lantai : 4,2 m

Jenis Konstruksi : Beton Bertulang

Data Material

(40)

29

§ Mengontrol tinggi bangunan yang nantinya menghindari adanya pengaruh P-∆ untuk portal bergoyang.

§ Memasukkan data-data rencana pembebanan pada masing-masing model bangunan. Diantaranya adalah beban mati, beban hidup dan beban gempa.

§ Melakukan proses listing program dan running program pada setiap model bangunan rencana dengan program ETABS.

§ Melakukan tahapan kontrol T rayleigh..

§ Memasukkan data output ETABS kedalam perencanaan kolom. § Melakukan kontrol Strong Column Weak Beam.

3.3. Populasi dan Sampel

Populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Sedangkan sampel

penelitian adalah suatu bagian dari subyek atau obyek penelitian yang dianggap mewakili populasi dan dipilih dengan teknik tertentu.

Populasi dalam penelitian ini adalah berbagai model perencanaan bangunan yang akan dianalisis. Sedangkan sampel dalam penelitian ini ada tiga macam, antara lain yaitu :

1. Bangunan yang diteliti adalah bangunan beraturan.

(41)

3.4. Variabel Penelitian

Variabel adalah gejala yang bervariasi dan menjadi obyek penelitian (S.Arikunto,1998:111). Adapun variabel-variabel pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Variabel Independen (bebas)

Adalah variabel yang akan diuji pengaruhnya pada penelitian ini. Yang termasuk didalamnya adalah lebar bangunan (bentang), tinggi bangunan, dimensi bangunan, nilai kekakuan kolom, fc’ (mutu beton) dan model bangunan, fy (mutu baja), sistem struktur, zona gempa..

2. Variabel Dependen (terikat)

Adalah variabel yang terjadi akibat dari variabel bebas yang telah ditentukan. Yang termasuk didalamnya adalah besarnya nilai momen defleksi dan nilai ρ (kebutuhan tulangan) kolom.

3. Variabel Kontrol

Adalah pengendali yang mencakup semua variabel yang disamakan baik dari variabel bebas maupun dari variabel terikat. Yang termasuk didalamnya adalah analisis statik menggunakan ETABS, Kinerja Batas Layan (KBL), Kinerja Batas Ultimit (KBU), analisis struktur kolom

bergoyang dalam keadaan kolom pendek dimana

r l k.u

≤ _22, _Strong

(42)

31

3.5. Metode Pengumpulan Data

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengumpulan data pada penelitian ini adalah melalui studi literatur yang nantinya dimasukkan ke dalam konsep analisis permodelan. dilakukan dalam pengumpulan data pada penelitian ini meliputi :

3.5.1. Metode Kepustakaan

Yaitu untuk mendapatkan keterangan mengenai defleksi dan pembesaran momen pada kolom dasar akibat gaya gempa. Tentunya metode ini dilakukan dengan mencari refrensi ataupun literatur sebanyak-banyaknya dari sumber buku maupun dari internet yang berhubungan dengan hal yang diteliti dan dalam hal ini mengenai defleksi dan pembesaran momen.

3.5.2. Metode Eksperimen

Teknik pengumpulan data dilakukan dengan cara percobaan yang hasilnya nanti diharapkan dapat membantu untuk mengkaji data penelitian.

3.6. Diagram Alir Perhitungan

(43)

33

yes

Gambar 3.1. Diagr am Alir Perhitungan Per encanaan Analisis Pembebanan

§ Beban mati § Beban hidup § Beban gempa

Analisis Struktur Menggunakan ETABS

Analisa T Rayleigh

J ika T1 ≤ T Rayleig

Analisis KBL & KBU

J ika ∆s ≥ 0,03 m dan ∆m ≥ 0,076 m

Perencanaan kolom

Analisa Strong Colum Weak Beam (SCWB)

∑

Me > Mg

5 6

Penulangan kolom

Perencanaan Struktur Utama

Kolom Langsing

22

≤

r kL_u

Mulai

Selesai Hubungan balok kolom Penulangan

(44)

34 3.7. Metode Analisis Data

Metode analisis data digunakan untuk menganalisis data-data yang sudah diperoleh dari penelitian. Maka untuk menindaklanjuti dari penyajian data, penelitian harus menganalisa data terlebih dajulu terhadap penelitiannya. Dibawah ini adalah analisis data penelitian antara lain yaitu:

1. Perencanaan dimensi kolom awal harus dianalisis berdasarkan kontrol T rayleigh, analisis KBU dan KBL, serta analisis SCWB, kemudian dilakukan analisis data menggunakan ETABS dengan rumus berikut ini: § Untuk waktu getar alami struktur T1 ≤ T ijin(SNI 03-1726-2002 Pasal

5.6).

T1 < ξ n ………... ( 3.1 )

§ Kontol terhadap T Rayleigh (SNI 03-1726-2002 Pasal 6.2.1).

di Fi n i g n

i W i d i T . . 1 . . 3 , 6 1 1 2 ∑ = ∑ =

= …... (3.2)

Tijin = Trayleigh + (20 % T rayleigh)………(3.3)

Kontrol Batas layan (KBL) struktur akibat gempa rencana untuk struktur

gedung beraturan dibatasi sebesar(SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2)

≤

R

03 , 0

hi atau ≤ 30 mm ...(3.4)

§ Kontrol Batas Ultimit (KBU) (SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2)

ξ = 0,7 R ...(3.5)

§ Kontrol Strong Column Weak Beam (SCWB) (SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.2).

∑Me >

5 6

∑Mg ...(3.6)

(45)

35

§ Kontrol Hubungan Balok Kolom (HBK) Gaya geser pada kolom HBK Interior:

………..….( 3.7 )

Gaya geser pada kolom HBK Exterior

……….……..( 3.9 )

Kekuatan Geser Joint

(46)

35

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1. Preeliminary Design (Perencanaan Awal)

Dalam sebuah Preeliminary Design(perencanaan awal) tedapat data-data yang sudah direncanakan sebelumnya, dari data-data ini akan dijadikan sebuah acuan dalam menganalisa sebuah perencanaan baru. Data-data perencanaan awal dalam penelitian ini antara lain yaitu:

4.1.1. Data Bangunan

§ Fungsi bangunan : Gedung Asrama ( 6 lantai)

§ Lokasi : Wilayah gempa (WG) 6 SNI-03-1726-2002. § Tinggi bangunan : 25,2 m

§ Tinggi tiap lantai : 4,2 m

§ Sistem struktur :Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

4.1.2. Data Material

(47)

4.2. Pembebanan

Berdasarkan PPIUG 1983 tabel 2.1 : Lantai

Beban mati :

1. Berat pelat : 0,12 x 24000 N/m³ = 2880 N/m² 2. Plafond + penggantung = 180 N/m² 3. Spesi (t= 1 cm) : 1 x 210 N/m² = 210 N/m² 4. Penutup lantai (t = 1 cm) 1 x 240 N/m² = 240 N/m²

5. AC dan perpipaan = 400 N/m² +

DL = 3910 N/m² Beban hidup lantai asrama LL = 2500 N/m²

Lantai atap Beban mati :

1. Berat pelat : 0,1 x 24000 N/m³ = 2400 N/m² 2. Plafond + penggantung = 180 N/m² 3. Aspal (t = 1 cm) : 1 x 140 N/m² = 140 N/m²

4. AC dan perpipaan = 400 N/m² +

(48)

37

4.2.1. Tributar i Plat Lantai

Balok B1 Memanjang Plat Tipe 1 & 2 qDBalok = 0,2 x 0,3 x 24000 =1440 N/m

Segitiga : 75 , 0 3910 3

1_⋅ _⋅

= Dpelat

q = 977,5 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1

. Gambar 4.1Pembebanan Pelat Tipe 1

75 , 0 2500 3 1 ⋅ ⋅ = Lplat

q = 625 N/m

Trapesium :             ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D Dplat L L L q q               ⋅ − ⋅ = 2 5 , 1 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 3910 2 1 Dplat

q = 1191,2 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q q

Gambar 4.2Pembebanan Pelat Tipe 2

              ⋅ − ⋅ = 2 . 5 , 1 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 2500 2 1 Lplat

q = 761,6 N/m

Dtotal

q = qDBalok + qDplatsegitiga + qDplattrapesium = 3608,7 N/m

Ltotal

q = qLsegitiga + qLtrapesium = 1386,6 N/m X

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(49)

Trapesium :             ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D Dplat L L L q q               ⋅ − ⋅ = 2 4 95 , 1 3 1 1 . 95 , 1 . 3910 2 1 Dplat

q = 3510,2 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

q _{Gambar 4.3}Pembebanan Pelat Tipe 3

              ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 4 95 , 1 3 1 1 95 , 1 2500 2 1 Lplat

q _{= 2244,4 N/m}

q = 1259,5 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q q

Gambar 4.4Pembebanan Pelat Tipe 4

              ⋅ − ⋅ = 2 . 4 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 2500 2 1 Lplat

q = 805,4 N/m

Dtotal

Ltotal

(50)

39

Balok B3 Memanjang Plat Tipe 5 & 6 qDBalok = 0,3 x 0,45 x 24000 = 3240 N/m

Segitiga : 5 , 1 3910 3 1 ⋅ ⋅ = Dpelat

q = 1955 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1

5 , 1 2500 3

1_⋅ _⋅

= Lplat

q = 1250 N/m

q = 1250,8 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

              ⋅ − ⋅ = 2 . 3 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 2500 2 1 Lplat

q = 799,7 N/m

Dtotal

Ltotal

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(51)

Balok B1 Memanjang Plat Tipe 7 qDBalok = 0,2 x 0,3 x 24000 = 1440 N/m

Segitiga : 5 , 1 3910 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 3910 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

5 , 1 2500 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 2500 N/m

Dtotal

q = q_Dplat + qdBalok = 5350 N/m

Balok B2 Memanjang Plat Tipe 8 Segitiga :

qDBalok = 0,25 x 0,35 x 24000 = 2100 N/m

9 , 3 3910 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 10166 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

9 , 3 2500 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 6500 N/m

Dtotal

q = q_Dplat + qdBalok = 12266 N/m X

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

X D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(52)

41

qDBalok = 0,25 x 0,35 x 24000 = 2100 N/m

3 , 1 3910 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 3388,6 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

3 , 1 2500 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 2166,6 N/m

Dtotal

q = q_Dplat + qdBalok = 5488,6 N/m

qDBalok = 0,25 x 0,35 x 24000 = 2100 N/m

2 3910 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 5213,3 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

2 2500 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 3333,3 N/m

Dtotal

q = q_Dplat + qdBalok = 7313,3 N/m X

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

X D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(53)

Balok B4 Memanjang Plat Tipe 11 Trapesium :

qDBalok = 0,3 x 0,5 x 24000 = 3600 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D Dplat L L L q q               ⋅ − ⋅ = 2 6 , 3 2 3 1 1 . 2 . 3910 2 1 Dplat

q = 3185,92 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

              ⋅ − ⋅ = 2 . 6 , 3 2 3 1 1 . 2 . 2500 2 1 Lplat

q = 2242,79 N/m

Dtotal

q = qDplat + qdBalok = 6785,92 N/m

Tabel 4.1 Pembebanan tributari pada plat lantai PANJANG

BALOK UKURAN BALOK

JUM LAH PLAT YANG

BEBAN M ATI

(qd) BEBAN HIDUP (ql)

(m) B(cm) H(cm) DIPIKUL BALOK (N/ m) (N/ m)

1,5 20 30 2 3608,7 1386,6

4 20 30 2 6209,7 3049,8

6 45 30 2 6445,8 2049,7

1,5 20 30 2 5350 2500

5,2 25 35 2 12266 6500

1,3 25 35 2 5488,6 2166,6

2 25 35 2 7313,3 3333,3

(54)

43

Gambar 4.12. Pemodelan Potongan Melintang

(55)

4.2.2. Tributar i Plat Atap

Segitiga : 75 , 0 3120 3

1_⋅ _⋅

= Dpelat

q = 780 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1

75 , 0 1000 3 1 ⋅ ⋅ = Lplat

q = 250 N/m

Trapesium :             ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D Dplat L L L q q               ⋅ − ⋅ = 2 5 , 1 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 3120 2 1 Dplat

q = 950,53 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

q _{Gambar 4.15}Pembebanan Pelat Tipe2

              ⋅ − ⋅ = 2 . 5 , 1 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 1000 2 1 Lplat

q = 304,6 N/m

Dtotal

Ltotal

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(56)

45

q = 2801 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

q _{Gambar 4.16} Pembebanan Pelat Tipe 3

              ⋅ − ⋅ = 2 . 4 95 , 1 3 1 1 . 95 , 1 . 1000 2 1 Lplat

q = 897,7 N/m

q = 1005 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q q

Gambar 4.17 Pembebanan Pelat Tipe 4

              ⋅ − ⋅ = 2 . 4 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 1000 2 1 Lplat

q = 322,1 N/m

Dtotal

q = qDBalok + qDplatsegitiga + qDplattrapesium = 5246 N/m

Ltotal

(57)

Balok B3 Memanjang Plat Tipe 5 & 6 qDBalok = 0,25 x 0,4 x 24000 = 2400 N/m

Segitiga : 5 , 1 3120 3 1 ⋅ ⋅ = Dpelat

q = 1560 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1

5 , 1 1000 3

1_⋅ _⋅

= Lplat

q = 500 N/m

q = 998,1 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

              ⋅ − ⋅ = 2 . 3 65 , 0 3 1 1 . 65 , 0 . 1000 2 1 Lplat

q = 319,9 N/m

Dtotal

Ltotal

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(58)

47

qDBalok = 0,2 x 0,3 x 24000 =1440 N/m

5 , 1 3120 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 3120 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

5 , 1 1000 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 1000 N/m

Dtotal

qDBalok = 0,25 x 0,35 x 24000 = 2100 N/m

9 , 3 3120 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 8112 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

9 , 3 1000 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 2600 N/m

Dtotal

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

X D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(59)

qDBalok = 0,25 x 0,35 x 24000 = 2100 N/m

3 , 1 3120 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 2704 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

3 , 1 1000 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 866,6 N/m

Dtotal

qDBalok = 0,25 x 0,35 x 24000 = 2100 N/m

2 3120 3 1

2 ⋅ ⋅

= Dpelat

q = 4160 N/m

X L

Lplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

2 1000 3 1

2 ⋅ ⋅

= Lplat

q = 1333,3 N/m

Dtotal

D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

3 1 2

X D

Dplat q L

q = ⋅ ⋅

(60)

49

Balok B4 Memanjang Plat Tipe 11 Trapesium :

qDBalok = 0,3 x 0,5 x 24000 = 3600 N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D Dplat L L L q q               ⋅ − ⋅ = 2 6 , 3 2 3 1 1 . 2 . 3120 2 1 Dplat

q = 2799,01N/m

            ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L Lplat L L L q

              ⋅ − ⋅ = 2 . 6 , 3 2 3 1 1 . 2 . 1000 2 1 Lplat

q = 897,11N/m

Dtotal

q = qDplat + qdBalok = 6399,01 N/m

Tabel 4.2 Pembebanan tributari pada pelat atap PANJANG BALOK UKURAN BALOK JUMLAH PLAT YANG BEBAN MATI (qd) BEBAN HIDUP (ql)

(m) B(cm) H(cm) DIPIKUL BALOK (N/m) (N/m)

1,5 20 30 2 3170,53 554,6

4 20 30 2 5246 1219,8

6 45 30 2 4958,1 819,9

1,5 20 30 2 4560 1000

5,2 25 35 2 10212 2600

1,3 25 35 2 4804 866,6

2 25 35 2 6260 1333,3

(61)

(62)

51

4.3. Perencanaan Dimensi Pelat, Balok dan kolom 4.3.1. Pelat

Komponen struktur beton bertulang yang mengalami lentur, harus direncanakan agar mempunyai kekakuan yang cukup untuk membatasi lendutan atau deformasi apapun.Sehingga dapat memperlemah kekuatan ataupun mengurangi kemampuan layan struktur pada beban kerja pelat. Untuk ketebalan pelat diasumsikan sebagai berikut :

• Tebal pelat : Pelat lantai : 12 cm Pelat atap : 10 cm

4.3.2. Perencanaan Dimensi Balok

Tebal minimum balok nonprategang pada tabel 8 hanya berlaku pada komponen-komponen struktur yang tidak mendukung atau dihubungkan dengan partisi dan kontruksi lain yang tidak mampu menahan lendutan. Lendutan yang terjadi setelah bekerjanya beban harus dihitung menggunakan metode standar untuk lendutan elastis, dengan memperhitungkan pengaruh retak dan tulangan terhadap kekakuan komponen struktur.

Tabel 4.1. Tebal Minimum Balok Non-Prategang Tebal minimum, h

Komponen struktur

Terdukung sederhana

Satu ujung menerus

Kedua ujung

menerus Kantilever

Komponen struktur tidak mendukung atau tidak dihubungkan dengan partisi atau konstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Balok atau pelat

rusuk satu arah ₁₆

l

5 , 18

l

21 l

(63)

• Dimensi balok pada bentang 4 meter. Tinggi balok → hmin = x

16 1

L = 400 16

1

x = 25cm ~ 30 mm Lebar balok → b = 0,6h =0,6 . 30 = 18 cm ~ 20 cm

Jadi untuk dimensi balok B1 pada bentang 4 meter direncanakan 20/30 cm

• Dimensi balok pada bentang 5,2 meter.

Tinggi balok → hmin = x

16 1

L = 520 16

1

x = 32,5 cm ~ 35 cm Lebar balok → b =0,6h = 0,6 . 35 = 21 cm ~ 25

Jadi untuk dimensi balok B2 pada bentang 5,2 meter direncanakan 25/35 cm

• Dimensi balok pada bentang 6 meter.

16 1

L = 600 16

1

x = 42,5 cm ~ 45 Lebar balok → b = 0,6h = 0,6 . 45 = 27 cm ~ 30 cm

Jadi untuk dimensi balok B3 pada bentang 6 meter direncanakan 30/45 cm

• Dimensi balok pada bentang 7,6 meter.

16 1

L = 760 16

1

x = 47,5 cm ~ 50 cm Lebar balok → b = 0,6h =0,6 . 50 = 30 cm

(64)

53

4.3.3. Perencanaan Dimensi Kolom

Direncanakan memikul balok dengan dimensi 50/70 dengan bentang 7,6 m Kolom direncanakan persegi, b = h

≥

.

≥ .

.

420 ≥

50. 70

760

420 ≥ 1880,48

1

12 ≥ 789801,6

≥ 9477619,2

b = 55,48 cm~ 60 cm

Maka dalam perencanaan kolom memakai ukuran 60x60 cm

Tabel 4.4. Dimensi Rencana Elemen Struktur

Element struktur Ukuran

Balok bentang 4 m(B1) 20/30 Balok bentang 5,2 m (B2) 25/35 Balok bentang 6m (B3) 30/45 Balok bentang 7,6m (B4) 30/50

(65)

4.4. Pembebabanan Gempa

4.4.1. Perhitungan berat bangunan total (Wt) Plat Lantai

1. Berat pelat : 646,6 m2 x 0,12 m x 24000N/m2 = 862208 N 2. Balok Anak: 0,2 m x 0,3 m x 24000 N/m3 x 54 = 47760 N 3. Balok B1: 4 m : 0,2 m x 0,3 m x 4 m x 24000 N/m3 x 46 = 204960 N 4. Balok B2:5,2 m : 0,25 m x 0,35 m x 5,2 m x 24000 N/m3 x20 = 118400 N 5. Balok B3: 6 m : 0,25 m x 0,4 m x 6 m x 24000 N/m3 x 4 = 37600 N 6. Balok B4: 7,6 m : 0,3 m x 0,5 m x 7,6 m x 24000 N/m3 x 8= 21880 N 7. Kolom : 0,65m x 0,65 m x 4,2 m x 24000 N/m3 x 40 = 82568 N 8. Tembok: 187,2 m x 4,2m x2500N/m3 = 82560 N

9. Tangga: = 28361,9 N

10. AC dan perpipaan : 400 N/m² x 646,6 m2 = 148640 N 11.Spesi (t= 1 cm) : 210 N/m² x 646,6 m2 = 105786 N 12.Penutup lantai (t = 1 cm): 240 N/m² x 646,6 m2 = 105184 N 13.Plafond + penggantung: 180 N/m² x 646,6 m2 = 116388 N 14.Beban hidup : 646,6 m2 x 2500 N/m2 x 0,3 = 484950 N+

281927.9 N

Plat atap

(66)

55

6. Balok B4: 7,6 m : 0,3 m x 0,5 m x 7,6 m x 24000 N/m3 x 8= 21880 N 7. Kolom : 0,65m x 0,65 m x 2,1 m x 24000 N/m3 x 40 = 41284 N 8. Tembok: 187,2 m x 2,1m x250 N/m3 = 96560 N

9. Tangga: = 9806,4 N

10.AC dan perpipaan : 400 N/m² x 646,6 m2 = 168640 N 11.Plafond + penggantung: 180 N/m² x 646,6 m2 = 116388 N 12.Aspal (t = 1 cm) : 140 N/m² x646,6 m2 = 90524 N 13.Beban hidup : 646,6 m2 x 1000 N/m2 x 0,3 = 163980 N +

2589810.4 N Total berat bangunan (Wt)

= (281927.9 x 5) +2589810.4 = 3999449.9 N

4.4.2. Perhitungan periode alami struktur (T)

Untuk perhitungan empiris periode alami struktur berdasarkan UBC-97 pasal 1630.2.2 Metode A

Tinggi gedung : 25,2 m

Ct : 0,0731 (Struktur Rangka Pemikul Momen Beton)

Sehingga periode alami struktur

T = Ct. (hn)¾ = 0,0731 x 25,2 ¾ = 0,81 detik

kontrol pembatas T sesuai pasal 5.6 SNI 13-1726-2002 n = 7

ξ = 0,15 (WG 6)

(67)

4.4.3. Penentuan faktor r espon gempa (C1)