DESAIN PORTAL BANGUNAN TAHAN GEMPA

(1)

DESAIN PORTAL BANGUNAN TAHAN GEMPA

Disusun Oleh:

KELOMPOK 6/KELAS B/Genap 2023-2024 Wildan Arif Pratama 19511235

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN - UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA

2024

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS BESAR DESAIN PORTAL BETON TAHAN GEMPA

SEMESTER GENAP TA 2023/2024

Disusun Oleh:

KELOMPOK 6/KELAS B/Genap 2023-2024 Wildan Arif Pratama 19511235

Telah Diperiksa dan disetujui oleh:

Yan Shobhi Dwyatmoko Tanggal :

Prof. Ir. Widodo,MSCE.,Ph.D.

Tanggal :

Asisten Mata Kuliah, Dosen Pengampu,

(3)

KARTU KONSULTASI

LAPORAN DESAIN PORTAL BANGUNAN TAHAN GEMPA

KELOMPOK 6

NO NAMA MAHASISWA NO. MHS.

1 Wildan Arif Pratama 19511235

JUDUL LAPORAN

LAPORAN DESAIN PORTAL BANGUNAN TAHAN GEMPA

MATA KULIAH : DESAIN PORTAL BANGUNAN TAHAN GEMPA

DOSEN PENGAMPU : Prof. Ir. Widodo, MSCE., Ph.D.

ASISTEN PRAKTIKUM : Yan Shobhi Dwyatmoko TAHUN AKADEMIK : 2023-2024

CATATAN KONSULTASI LAPORAN

Yan Shobhi Dwyatmoko Tanggal :

Asisten Mata Kuliah,

(4)

Yogyakarta, 8 Agustus 2024 Yan Shobhi Dwyatmoko

NO TANGGAL KONSULTASI TANDA

TANGAN

KATA PENGATAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

(5)

Alhamdulillah puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan Tugas Besar Desain Portal Beton Tahan Gempa ini.

Selama proses menyusun dan menyelesaikan laporan tugas besar ini, penyusun banyak mendapat bantuan dari pihak lain baik dari segi bimbingan, arahan, serta saran dan kritik demi terselesaikannya laporan tugas besar ini dengan hasil yang baik. Untuk itu, pada kesempatan kali ini penyusun ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Ir. Widodo,MSCE.,Ph.D. selaku dosen pengampu matakuliah Desain Portal Beton Tahan Gempa Prodi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia,

2. Yan Shobhi Dwyatmoko selaku asisten matakuliah Desain Portal Beton Tahan Gempa, dan

3. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini.

Akhirnya dengan selesainya Laporan Tugas Besar Desain Portal Beton Tahan Gempa ini penyusun menyadari adanya kekurangan pada laporan ini, untuk itu penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar dapat menjadi lebih baik pada waktu yang akan datang. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

DAFTAR ISI

CATATAN KONSULTASI LAPORAN...IV

(6)

BAB I...XII

KETENTUAN DESAIN...1

1.1 Peruntukan Bangunan dan Lokasi Bangunan...1

1.2 Maksud dan Tujuan...1

1.3 Ruang Lingkup Perencanaan...1

1.4 Mutu Material...2

1.1 Peraturan yang Digunakan...2

BAB II...4

PEMBEBANAN... 4

2.1 Kodifikasi... 4

2.1.1 Kodifikasi Balok...4

2.1.2 Kodifikasi Kolom...5

2.2 Estimasi Dimensi...5

2.2.1 Estimasi Dimensi Balok...5

2.2.2 Estimasi Dimensi Kolom...7

2.3 Sistem Pembebanan...8

2.4 Perhitungan Pembebanan Pelat...8

2.4.1 Beban Pelat Lantai...8

2.4.2 Beban Pelat Atap...10

2.4.3 Beban Dinding... 10

pas. Bata... 11

2.5 Perhitungan Pembebanan (Tributary Area)...11

2.5.1 Beban Merata...11

atap... 30

2.5.2 Beban Terpusat...33

(7)

2.6 Berat Portal...37

2.7 Berat Bangunan...41

2.8 Perhitungan Parameter Gempa...42

2.8.1 Parameter Percepatan Gempa...42

2.8.2 Parameter Percepatan Spektral Desain...43

2.8.3 Kategori Desain Seismik...44

2.8.4 Periode Fundamental Struktur...44

2.8.5 Gaya Geser Dasar Seismik...45

BAB III... 46

3.1 Kombinasi Pembebanan...46

3.2 Distribusi Vertikal Gaya Ekuivalen Statik...47

3.3 Kontrol Ketidakberaturan Vertikal...47

3.4 Cek Kinerja Simpangan Antar Tingkat (Drift Ratio)...50

3.5 Cek Kinerja Efek P-Delta...51

BAB IV... 53

4.1 Kombinasi Pembebanan...53

4.2 Pengaruh Beban Seismik Vertikal dan Horizontal...53

4.3 Faktor Redudansi...55

4.4 Spektrum Respon Desain...56

4.5 Partisipasi Massa Ragam...57

4.6 Penskalaan Gaya Respons Spektrum dari Ekuivalen Statik...58

4.7 Cek Kinerja Simpangan Antar Tingkat (Drift Ratio)...58

4.8 Cek Kinerja Efek P-Delta...59

BAB V...60

5.1 Umum...60

(8)

5.1.1 Balok... 60

5.1.2 Kolom...60

5.2 Redistribusi Momen...61

5.2.1 Umum...61

5.2.2 Perhitungan Redistribusi Momen...63

5.3 Balok Tulangan Rangkap...64

5.3.1 Umum...64

Y...64

5.3.2 Desain dan Analisis Balok Tulangan Rangkap...65

5.4 Gaya Geser Balok dan Prinsip Truss Analogy...77

5.4.1 Umum...77

5.4.2 Perhitungan Gaya Geser Balok...78

5.5 Hasil Desain Balok...83

5.6 Metode Desain Kolom...84

5.6.1 Perhitungan Mn-Pn Kolom...84

5.6.2 Desain Tulangan Geser Kolom...89

5.6.3 Hasil Desain Kolom...94

5.7 Strong Colomn Weak Beam (SCWB)...94

5.7.1 Umum...94

5.7.2 Pemeriksaaan SCWB...95

5.8 Beam Column Joint (BCJ)...97

5.8.1 Umum...97

5.8.2 Perhitungan Beam Column Joint (BCJ)...97

BAB VI...101

6.1 Desain Pondasi...101

(9)

6.1.1 Umum...101 6.1.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang...101 6.2 Desain Pile Cap...107

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Rekapitulasi Perhitungan Beban Merata

(10)

Tabel 2. 2 Rekapitulasi Perhitungan Beban Terpusat Tabel 2. 3 Koefisien Situs, Fa

Tabel 2. 4 Koefisien Situs, Fv

Tabel 2. 5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek

Tabel 2. 6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik

Tabel 2. 7 Nilai parameter periode pendekatan Ct dan x Tabel 3. 1 Perhitungan pada beban gempa arah X Tabel 3. 2 Rekapitulasi Fy

Tabel 3. 3 Tipe dan Penjelasan Ketidakberaturan

Tabel 3. 4 Ketidakberaturan Kekakuan Tingkat Lunak 1a Tabel 3. 5 Ketidakberaturan Kekakuan Tingkat Lunak 1b Tabel 3. 6 Simpangan Antar Lantai Ijin

Tabel 3. 7 Story Drift

Tabel 3. 8 Rekapitulasi P-Delta effect Tabel 4. 1 Kombinasi Layan

Tabel 4. 2 Rekapitulasi Δ

Tabel 4. 3 Rekapitulasi Efek P-Delta

Tabel 5. 1 M⁺ dan M^- B1 Y pada Daerah Tumpuan dan Daerah Lapangan Tabel 5. 2 M⁺ dan M^- B2 Y pada Daerah Tumpuan dan Daerah Lapangan

Tabel 5. 3 Rekap M^- dan M⁺ untuk B3 dan B4 pada Daerah Tumpuan dan Darerah Lapangan

Tabel 5. 4 Rekapitulasi Desain Tulangan Lentur pada B1 Y dan B2 Y Tabel 5. 5 Gaya Geser Akibat Beban Gravitasi B1 Y

Tabel 5. 6 Rekapitulasi Hasil Desain Tulangan Geser B1 Y dan B2 Y Tabel 5. 7 Rekapituasi Penulangan Balok

Tabel 5. 8 Hasil Perhitungan Beban Sentris

Tabel 5. 9 Rekap Kondisi Patah Tarik (Tension Failure)

Tabel 5. 10 Rekap Kondisi Patah Desak (Compression Failure) Tabel 5. 11 Desain dengan sendi plastis

(11)

Tabel 5. 12 Desain kolom Tabel 5. 13 Grouping

Tabel 5. 14 Rekapitulasi perhitungan SCWB Tabel 5. 15 Rekapitulasi Beam Column Joint Tabel 6. 1 Hasil Perolehan Data Tanah Pondasi

Tabel 6. 2 Hasil Rekapitulasi N-SPT Pada Desain Pondasi Tabel 6. 3 Rekapitulasi Desain Pile Cap

Tabel 6. 4 Rekapitulasi Desain Bored Pile

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Kodifikasi Balok...4 Gambar 2. 2 Kodifikasi Kolom...5

(12)

Gambar 3. 1 Ketidakberaturan 1a dan 1b...48

Gambar 3. 2 Penentuan Simpangan Antar Lantai...50

Gambar 4. 1 Spektrum Respon Desain...57

Gambar 4. 2 Peta Transisi Periode Panjang T_L, Wilayah Indosesia...57

Gambar 4. 3 Grafik Respon Spektrum...58

Gambar 5. 1 Beban Aksial Desak Sentris...61

Gambar 5. 2 Balok Bertulangan Tunggal...65

Gambar 5. 3 Balok bertulangan rangkap: (a) Penampang balok bertulangan rangkap, (b) tegangan dan gaya tekan, (c) gaya tekan dan tarik dalam balok...65

Gambar 5. 4 Diagram Gaya Geser SFD...78

Gambar 5. 5 Grafik Gaya Geser SFD Vu...79

Gambar 5. 6 Grafik Mn-Pn Kolom K1...88

Gambar 5. 7 Konsep Strong Column Weak Beam (SCWB)...95

Gambar 6. 1 Permodelan Pengujian N-SPT...106

Gambar 6. 2 Grafik N-SPT...106

(13)

BAB I

KETENTUAN DESAIN

1.1 Peruntukan Bangunan dan Lokasi Bangunan

Berikut adalah identitas proyek yang digunakan pada Tugas Besar Desain Portal Beton Tahan Gempa.

Nama Proyek : Pembangunan Gedung Kampus Peruntukan Bangunan : Gedung Perkuliahan

Lokasi bangunan : Bengkulu 1.2 Maksud dan Tujuan

Perencanaan Desain Struktur Gedung Sekolah ini merupakan implementasi mata kuliah desain portal beton tahan gempa dengan tujuan agar perencanaan gedung dapat digunakan dengan aman dan memiliki ketahanan terhadap gempa.

Desain ini mengintegrasikan prinsip-prinsip teknik struktural yang mampu menanggulangi gaya-gaya gempa sehingga gedung dapat tetap berdiri kokoh dan stabil selama dan setelah terjadinya gempa. Dengan menerapkan prinsip bangunan tahan gempa (BTG) diharapkan perencanaan ini menjadikan gedung sekolah cukup daktil sehingga memiliki ketahanan terhadap gaya gempa (lateral) dan mengurangi simpangan akibat gaya gempa, mengingat sebagian besar wilayah di Indonesia merupakan kawasan rawan terjadi bencana gempa bumi. Desain ini didasarkan pada peraturan yang berlaku di Indonesia, yaitu SNI.

1.3 Ruang Lingkup Perencanaan

Dalam merencanakan proyek ini, kami merancang bangunan gedung kampus bertingkat dengan struktur beton bertulang meliputi :

(14)

1. Pembebanan portal akibat distribusi beban plat 2 dan gempa 2. Analisis struktur portal menggunakan bantuan software SAP2000 3. Rencana penulangan lentur balok

4. Menghitung momen kapasitas balok 5. Merencanakan tulangan geser balok

6. Melakukan perhitungan momen dan gaya aksial kolom 7. Pembuatan diagram Mn-Pn untuk kolom

8. Pembuatan rencana penulangan kolom 9. Pembuatan rencana penulangan geser kolom 10. Pembuatan rencana penulangan beam column joint

11. Pembuatan rencana fondasi dalam dengan tegangan tanah sesuai dengan hasil uji laboratorium

1.4 Mutu Material

Mutu material yang digunakan adalah mutu beton dan mutu baja. Mutu beton ditunjukkan dengan nilai f’c dengan karakteristik beton umur 28 hari. Mutu baja ditunjukkan dengan nilai tegangan leleh baja, yaitu fy. Pada struktur daktil memiliki karakteristik f’c lebih tinggi dari pada fy. Hal ini menjadikan struktur lebih kaku. Berikut adalah nilai mutu material yang digunakan dalam desain.

1. Mutu beton

a. Kuat tekan beton (f’c) = 35 Mpa

2. Mutu baja tulangan

a. Tegangan leleh tulangan pokok (fy) = 420 Mpa b. Tegangan leleh tulangan Sengkang (fy) = 380 Mpa 1.1 Peraturan yang Digunakan

Perencanaan struktur bangunan ini dalam segala hal mengikuti semua peraturan dan ketentuan yang berlaku di Indonesia, khususnya dalam peraturan - peraturan berikut.

(15)

1. Peraturan Pembebanan Indonesia 1987

3. SNI 2847: 2019 Tentang Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung, 4. SNI 1726: 2019 Tentang Tata cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non-Gedung,

5. SNI 1727: 2020 Tentang Beban Minimum untuk Perancangan bangunan gedung dan Struktur Lain,

6. SNI 8900: 2020 Tentang Panduan Desain Sederhana untuk Bangunan Beton Bertulang

(16)

BAB II PEMBEBANAN

2.1 Kodifikasi

Kodifikasi merupakan proses penamaan yang berfungsi untuk memindahkan pembacaan Suatu gambar. Kodifikasi membantu dalam membedakan elemen elemen struktur yang ada pada denah tugas besar Struktur Portal dalam Desain Portal Beton Tahan Gempa. Berikut ini akan dibahas tentang beberapa penamaan yang terdiri dari struktur balok dan kolom.

2.1.1 Kodifikasi Balok

Balok merupakan elemen struktur pemikul momen yang berfungsi mentransfer beban dari pelat ke kolom. Balok dibedakan menjadi balok induk dan balok anak. Berikut adalah kodifikasi balok yang digunakan.

Gambar 2. 1 Kodifikasi Balok

Dari gambar tersebut diperoleh keterangan kodifikasi sebagai berikut.

(17)

1. B1 = Balok Induk 1 2. B2 = Balok Induk 2 3. B1A = Balok Anak 1 4. B2A = Balok Anak 2 2.1.2 Kodifikasi Kolom

Kolom merupakan elemen struktur yang berfungsi sebagai pemikul beban beban bangunan dari atas ke pondasi. Fungsi kolom adalah menahan bangunan agar tidak roboh akibat beban atau gaya tekan dari atas. Kodifikasi kolom dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2. 2 Kodifikasi Kolom 2.2 Estimasi Dimensi

2.2.1 Estimasi Dimensi Balok

Berikut adalah standar yang digunakan sebagai syarat dalam menentukan dimensi balok.

(18)

1. SNI 2847:2019 Pasal 18.6.2.1 (b) Halaman 377: lebar balok tidak boleh kurang dari 250mm.

2. SNI 2847:2019 pasal 18.6.2.1 (b) Halaman 377: perbandingan lebar balok dan kolom terhadap tinggi balok tidak boleh kurang dari 0,3.

3. Lebar balok harus lebih kecil dari kolom.

Adapun perhitungan estimasi dimensi balok sebagai berikut.

1. Balok Induk

Persamaan untuk menentukan tinggi dan lebar balok induk sebagai berikut.

h = 1 12 𝑥𝐿 b = 2

3 𝑥h Keterangan :

h = tinggi balok (mm) b = lebar balok (mm) L = Panjang balok (mm)

Contoh perhitungan dimensi balok induk sebagai berikut.

a. Balok Induk 1 (B1) h = 1

12 𝑥 8200

h = 683,33 mm, h pakai = 700 mm b = 2

3 𝑥 700

b = 466,67 mm, b pakai = 400 mm b. Balok Induk 2 (B2)

h = 1

12 𝑥 4000

h = 333,33 mm, h pakai = 400 mm b = 2

3 𝑥 400

b = 266,67 mm, b pakai = 250 mm

(19)

2. Balok Anak

Persamaan untuk menentukan tinggi dan lebar balok anak sebagai berikut.

h = 1 14 𝑥𝐿 b = 2

3 𝑥h

a. Balok Anak 1 (BI1) h = 1

14 𝑥 8200

h = 585,71 mm, h pakai = 600 mm b = 2

3 𝑥 600

b = 585,71 mm, b pakai = 400 mm b. Balok Anak 2 (B2)

h = 1

14 𝑥 4000

h = 285,71 mm, h pakai = 300 mm b = 2

3 𝑥 300

b = 200 mm, b pakai = 250 mm 2.2.2 Estimasi Dimensi Kolom

Dimensi kolom dibuat berdasarkan luas pelat dan fungsi lantai. Berikut adalah perhitungan estimasi dimensi kolom.

Qu Ultimate = 1,32 t/m²

F’c = 35 Mpa

Luas Max = 33,62 m²

Pu = Qu Pelat x A Pelat x Jumlah Lantai

= (1,32 x 33,62) /4

= 11,08 t = 108742,68N

Ag Perlu = Pu

F^'c ×0,4

= 4438,48 mm²

(20)

H = B =

√

^A

=

√

⁴⁴³⁸^,⁴⁸

= 66,62 mm H = B digunakan = 750 mm 2.3 Sistem Pembebanan

Sistem pembebanan yang digunakan terdiri dari beban mati, beban hidup, dan beban gempa. Beban mati dan beban hidup digolongkan sebagai beban tetap yang meliputi berat sendiri struktur dan beban akibat gravitas. Beban gempa digolongkan sebagai beban sementara. Berikut merupakan beban mati dan beban sendiri material atau bahan bangunan dan komponen struktur.

1. Berat tegel/tile = 15 kg/m² 2. Berat volume pasir = 1,7 t/m³ 3. Berat volume spesi = 2 t/m³

4. Berat volume pas. Bata = 1,7 t/m³ 5. Ducting AC/ceiling = 20 kg/m² 6. Berat volume beton = 2,4 t/m³

Beban hidup ditentukan berdasarkan fungsional bangunan tersebut, yaitu Gedung sekolah. Beban hidup ruang kelas adalah 195,72 kg/m², koridor lantai satu 488,28 kg/m², koridor di atas lantai satu 390,42 kg/m², dan toilet 292,56 kg/m², dan beban hidup atap adalah 97,86 kg/m².

2.4 Perhitungan Pembebanan Pelat 2.4.1 Beban Pelat Lantai

Adapun beban pada pelat lantai, terdiri dari beban mati dan beban hidup.

(21)

1. Beban Mati (Qd) a. Beton

Tebal = 12 cm

Berat volume beton = 2,4 t/m³

Beban = 2,4 (12/100)

= 0,288 t/m²

= 288 kg/m² b. Lapis Pasir

Tebal = 5cm

Berat volume pasir = 1,7 t/m³

Beban = 1,7 (5/100)

= 0,085 t/ m²

= 85 kg/ m² c. Spesi

Tebal = 2 cm

Berat volume beton = 2 t/m3

Beban = 2 (2/100)

= 0,04 t/ m²

= 40 kg/ m² d. Ducting

Beban = 20 kg/ m²

e. Tegel

Beban = 15 kg/ m²

Diperoleh total beban mati pada pelat lantai adalah 160 kg/m2 atau 1,5696 kN/m²

2. Beban Hidup (Ql)

Beban hidup pada pelat lantai yang digunakan adalah sebagai berikut.

Ruang kelas = 1,92 kN/m²

(22)

= 195,72 kg/m² Koridor lantai 1 = 4,79 kN/m²

= 488.28 kg/m² Koridor di atas lantai 1 = 3,83 kN/m²

= 390,42 kg/m²

Toilet = 2,87 kN/m²

= 292,56 kg/m² 2.4.2 Beban Pelat Atap

Adapun beban pada pelat atap terdiri dari beban mati dan beban hidup 1. Beban Mati

a. Beton = 0,288 t/m²

= 288 kg/m² b. Spesi = 0,04 t/m²

= 40 kg/m²

Diperoleh total beban mati pada pelat atap adalah 328 kg/m²

2. Beban Hidup Beban hidup yang terdapat pada pelat atap adalah sebagai berikut.

QL = 0,96 kN/m²

= 97,86 kg/m² 2.4.3 Beban Dinding

Adapun berat pada dinding dapat di hitung sebagai berikut

(23)

a. Tinggi dinding = 3,3 m b. Tebal dinding = 0,15 m

c. Full dinding = 100%

d. Dinding+jendela = 80%

e. Panjang dinding = 188 m f. Panjang dinding+jendela = 204,8 m

g. Berat dinding = Tinggi x Tebal x Panjang x Berat volume pas. Bata

= 3,3 m x 0,15 m x 188 m x 1,7 t/m³

= 158,20 ton

h. Berat dinding+jendela = Tinggi x Tebal x (dinding + jendela) x (Panjang dinding +jendela) x Berat volume pas. Bata

= 3,3 m x 0,15 m x 80 % x 204,8 m x 1,7 t/m³

= 109,33 ton

Sehingga diperoleh total berat dinding per lantai sebesar 296,07 ton dan total berat dinding seluruh lantai 888,2 ton.

2.5 Perhitungan Pembebanan (Tributary Area) 2.5.1 Beban Merata

1. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok induk Y1 lantai 1.

a. Lebar penampang balok (b) = 0,40 m b. Tinggi penampang balok (h) = 0,70 m c. Panjang bentang balok (L) = 8,2 m

d. Tinggi segitiga = 2,05 m

e. Alas segitiga = 4,1 m

f. BJ balok = 23,544

(24)

g. P1 = 0,5 x tinggi segitiga x alas segitiga

= 0,5 x 2,05 x 4,1

= 4,2025 m²

h. P2 = 0.5 x tinggi segitiga x alas segitiga

= 0,5 x 2,05 x 4,1

= 4,2025 m²

i. RA = P1 + P2

= 4,2025 + 4,2025

= 8,405 m²

j. MT = RA x L

2 −PI ×L

4−P2×L 4

=

8,405x8,2

2 −4,2025×8,2

4 −4,2025x8,2 4

= 17,23025

k. Qeq = MT x8

L²

= 17,23025x8 8,2²

= 2,05

l. Qd = Qeq x qd lantai

= 2,05 x 1,5696

= 3,218 kN/m

m. Ql = Qeq x ql lantai

= 2,05 x 4,79

= 9,820 kN/m

n. Berat balok = h x b x Bj Balok

= 0,7 x 0,4 x 23,544

= 6,592 kN/m

o. Berat dinding = h x Bj dinding

(25)

= 8,255 kN/m

p. qd B1 Y = qd + Berat balok + Berat dinding

= 3,218 + 6,592 + 8,255

= 18,065 kN/m

q. ql B1 Y = ql

= 9,820 kN/m

r. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 18,065) + (1,6 x 9,820)

= 37,3893 kN/m

2. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok induk Y1 diatas lantai 1.

= 0,5 x 2,05 x 4,1

= 4,2025 m²

= 0,5 x 2,05 x 4,1

= 4,2025 m²

i. RA = P1 + P2

= 4,2025 + 4,2025

= 8,405 m²

j. MT = RA x L

2 −PI ×L

4−P2×L 4

(26)

=

8,405x8,2

2 −4,2025×8,2

4 −4,2025x8,2 4

= 17,23025

k. Qeq = MT x8

L²

= 17,23025x8 8,2²

= 2,05

l. Qd = Qeq x qd lantai

= 2,05 x 1,5696

= 3,218 kN/m

m. Ql = Qeq x ql lantai

= 2,05 x 3,83

= 7,852 kN/m

= 0,7 x 0,4 x 23,544

= 6,592 kN/m

o. Berat dinding = h x Bj dinding

= 8,255 kN/m

p. qd B1 Y = qd + Berat balok + Berat dinding

= 3,218 + 6,592 + 8,255

= 18,065 kN/m

q. ql B1 Y = ql

= 7,852 kN/m

r. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 18,065) + (1,6 x 7,852)

= 34,241 kN/m

(27)

3. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok induk Y1 atap.

= 0,5 x 2,05 x 4,1

= 4,2025 m²

= 0,5 x 2,05 x 4,1

= 4,2025 m²

i. RA = P1 + P2

= 4,2025 + 4,2025

= 8,405 m²

j. MT = RA x L

2 −PI ×L

4−P2×L 4

=

8,405x8,2

2 −4,2025×8,2

4 −4,2025x8,2 4

= 17,23025

k. Qeq = MT x8

L²

= 17,23025x8 8,2²

= 2,05

l. Qd = Qeq x qd atap

= 2,05 x 0,3924

(28)

= 0,804 kN/m

m. Ql = Qeq x ql atap

= 2,05 x 0,96

= 1,968 kN/m

= 0,7 x 0,4 x 23,544

= 6,592 kN/m

o. Berat pembatas atap = h x Bj pembatas atap

= 2,2514 kN/m

p. qd B1 Y = qd + Berat balok + Berat pembatas atap

= 0,804 + 6,592 + 2,2514

= 9,468 kN/m

q. ql B1 Y = ql

= 1,968 kN/m

r. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 9,468) + (1,6 x 1,968)

= 14,727 kN/m

4. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok anak X1 lantai 1.

= 0,5 x 2,05 x 2,05

(29)

= 2,10125 m²

(30)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

i. P3 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

j. P4 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

k. P5 = 0.5 x tinggi segitiga x alas segitiga

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

l. P6 = 0.5 x tinggi segitiga x alas segitiga

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

m. RA = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

= 2,10125+ 2,10125+ 8,405 + 8,405 + 2,10125 + 2,10125

= 25,215 m²

n. MT = RA x L

2 −4× PI ×L

4−2× P3×L 4

=

25,215x8,2

2 −4×2,10125×8,2

4 −8,405x8,2 4

= 51,69075

o. Qeq = MT x8

L²

= 51,69075x8 8,2²

= 6,15

(31)

p. Qd = Qeq x qd lantai

= 6,15 x 1,92

= 9,653 kN/m

q. Ql = Qeq x ql lantai

= 6,15 x 1,92

= 11,808 kN/m

r. Berat balok = h x b x Bj Balok

= 0,6 x 0,4 x 23,544

= 5,651 kN/m

s. qd B1A = qd + Berat balok

= 9,653 + 5,651

= 15,304 kN/m

t. ql B1A = ql

= 11,808 kN/m

u. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 15,304) + (1,6 x 11,808)

= 37,257 kN/m

5. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok anak X1 diatas lantai 1.

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

(32)

(33)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

i. P3 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

j. P4 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

m. RA = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

= 2,10125+ 2,10125+ 8,405 + 8,405 + 2,10125 + 2,10125

= 25,215 m²

n. MT = RA x L

2 −4× PI ×L

4−2× P3×L 4

=

25,215x8,2

2 −4×2,10125×8,2

4 −8,405x8,2 4

= 51,69075

o. Qeq = MT x8

L²

= 51,69075x8 8,2²

= 6,15

(34)

= 6,15 x 1,92

= 9,653 kN/m

= 6,15 x 1,92

= 11,808 kN/m

= 0,6 x 0,4 x 23,544

= 5,651 kN/m

= 9,653 + 5,651

= 15,304 kN/m

t. ql B1A = ql

= 11,808 kN/m

u. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 15,304) + (1,6 x 11,808)

= 37,257 kN/m

6. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok anak X1 atap.

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

(35)

(36)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

i. P3 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

j. P4 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

m. RA = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

= 2,10125+ 2,10125+ 8,405 + 8,405 + 2,10125 + 2,10125

= 25,215 m²

n. MT = RA x L

2 −4× PI ×L

4−2× P3×L 4

=

25,215x8,2

2 −4×2,10125×8,2

4 −8,405x8,2 4

= 51,69075

o. Qeq = MT x8

L²

= 51,69075x8 8,2²

= 6,15

(37)

p. Qd = Qeq x qd atap

= 6,15 x 0,3924

= 2,413 kN/m

q. Ql = Qeq x ql atap

= 6,15 x 0,96

= 5,904 kN/m

= 0,6 x 0,4 x 23,544

= 5,651 kN/m

= 2,413 + 5,651

= 8,064 kN/m

t. ql B1A = ql

= 5,904 kN/m

u. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 8,064) + (1,6 x 5,904)

= 19,123 kN/m

7. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok induk X1 lantai 1

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

(38)

(39)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

i. P3 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

j. P4 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

m. RA = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

= 2,10125+ 2,10125+ 8,405 + 8,405 + 2,10125 + 2,10125

= 25,215 m²

n. MT = RA x L

2 −4× PI ×L

4−2× P3×L 4

=

25,215x8,2

2 −4×2,10125×8,2

4 −8,405x8,2 4

= 51,69075

o. Qeq = MT x8

L²

= 51,69075x8 8,2²

= 6,15

(40)

= 6,15 x 1,92

= 9,653 kN/m

= 6,15 x 4,79

= 29,459 kN/m

= 0,7 x 0,4 x 23,544

= 6,592 kN/m

s. Berat dinding + jendela = h x (Bj dinding + jendela)

= 6,604 kN/m

t. qd B1 X = qd + Berat balok

= 9,653 + 6,592 + 6,604

= 22,849 kN/m

u. ql B1 X = ql

= 29,459 kN/m

v. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 22,849) + (1,6 x 11,808)

= 74.553 kN/m

8. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok induk X1 diatas lantai 1.

(41)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

(42)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

i. P3 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

j. P4 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

m. RA = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

= 2,10125+ 2,10125+ 8,405 + 8,405 + 2,10125 + 2,10125

= 25,215 m²

n. MT = RA x L

2 −4× PI ×L

4−2× P3×L 4

=

25,215x8,2

2 −4×2,10125×8,2

4 −8,405x8,2 4

= 51,69075

o. Qeq = MT x8

L²

= 51,69075x8 8,2²

= 6,15

(43)

= 6,15 x 1,92

= 9,653 kN/m

= 6,15 x 3,83

= 23,555 kN/m

= 0,7 x 0,4 x 23,544

= 6,592 kN/m

s. Berat dinding + jendela = h x (Bj dinding + jendela)

= 6,604 kN/m

t. qd B1 X = qd + Berat balok

= 9,653 + 6,592 + 6,604

= 22,849 kN/m

u. ql B1 X = ql

= 23,555 kN/m

v. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 22,849) + (1,6 x 23.555)

= 65,107 kN/m

9. Berikut ini merupakan contoh perhitungan beban merata ekuivalen balok induk X1 atap.

(44)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

(45)

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

i. P3 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

j. P4 = p x l

= 4,1 x 2,05

= 8,405 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

= 0,5 x 2,05 x 2,05

= 2,10125 m²

m. RA = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

= 2,10125+ 2,10125+ 8,405 + 8,405 + 2,10125 + 2,10125

= 25,215 m²

n. MT = RA x L

2 −4× PI ×L

4−2× P3×L 4

=

25,215x8,2

2 −4×2,10125×8,2

4 −8,405x8,2 4

= 51,69075

o. Qeq = MT x8

L²

= 51,69075x8 8,2²

= 6,15

(46)

p. Qd = Qeq x qd atap

= 6,15 x 0,3924

= 2,413 kN/m

= 6,15 x 0,96

= 5,904 kN/m

= 0,7 x 0,4 x 23,544

= 6,592 kN/m

s. Berat pembatas atap = h x Bj pembatas atap

= 2,251 kN/m

t. qd B1 X = qd + Berat balok + Berat pembatas

atap

= 2,413 + 6,592 +2,251

= 11,257 kN/m

u. ql B1 X = ql

= 5,904 kN/m

v. Qu = 1,2qd + 1,6ql

= (1,2 x 11,257) + (1,6 x 5,904)

= 22,955 kN/m 10. Rekapitulasi Beban Merata

Hasil rekapitulasi beban merata dapat dilihat pada tabel berikut

(47)

Tabel 2. 1 Rekapitulasi Perhitungan Beban Merata

P1 = 2,10125 m² P2 = 2,10125 m² P3 = 8,405 m² P4 = 8,405 m² P5 = 2,10125 m² P6 = 2,10125 m² P1 = 2,10125 m² P2 = 2,10125 m² P3 = 8,405 m² P4 = 8,405 m² P5 = 2,10125 m² P6 = 2,10125 m²

A (m²) Balok

6,604092

2,251395 B1 X

2,41326 5,904 11,25698 5,904 22,9548

P2 = 4,2025 m²

2,251395 8,255115

8,255115

6,59232

22,84945 29,4585 74,5529

9,65304 23,5545 22,84945 23,5545 65,1065

1,968 9,648135 1,968 14,7266

25,215 8,2 51,6908 6,15

9,65304 29,4585

18,06512 9,8195 37,3893

3,21768 7,8515 18,06512 7,8515 34,2405

B1 Y 8,405 8,20 17,2303 2,05

B1A

15,3036 11,808 37,2571

8,06382 5,904 19,123 11,808

11,808

5,904

5,65056 -

P1 = 4,2025 m²

25,215 8,2 51,6908 6,15 Di atas

Lantai 1 Lantai 1 Lantai 1 Di atas Lantai 1

Atap Di atas Lantai 1 Lantai 1 Atap

9,65304

2,41326

Atap 0,80442

ql total (kN/m)

qu (kN/m) 3,21768 9,8195

6,59232 MT (m³) Qeq

(m)

qd (kN/m)

ql (kN/m)

Berat balok (kN)

qd total (kN/m) Berat Dinding

Posisi R (m²) L (m) (kN)

(48)

Lanjutan Tabel 2.1 Rekapitulasi Perhitungan Beban Merata

P1 = 2 m² P2 = 2 m² P3 = 8,4 m² P4 = 8,4 m² P5 = 2 m² P6 = 2 m²

44,7775

Atap 1,5696 3,84 2,251395 6,175395 3,84 13,5545

8,255115 16,88792 19,16 50,9215 Di atas

Lantai 1 6,2784 15,32 8,255115 16,88792 15,32

B2 X

Lantai 1

8 4 8

P1 = 4 m²

P2 = 4 m²

Atap 2,37354 5,80683 4,139341 5,806829 14,2581

59,8698 Di atas

Lantai 1 9,49417 23,1668 11,25997 23,16683 50,5789

9,49417 28,9737

1,7658 -

11,25997 28,97366

-3,924 3,84 10,8528

B2A

Lantai 1

24,8 8,2 50,84 6,05

8,6328 19,16 41,0154 Di atas

Lantai 1 8 6,28 6,2784 15,32 -8,6328 15,32 34,8714

6,2784 19,16

51,69075

1,5696 3,84

- B2 Y

P1 = 4 m² Lantai 1

8 4,00

4,00

6,2784 19,16

2,3544 P2 = 4 m²

Atap

(49)

2.5.2 Beban Terpusat

1. Berikut merupakan contoh perhitungan beban terpusat balok anak 1 di lantai 1.

a. qd B1A = qd + berat balok

= 9,653+ 5,651

= 15,304 kN/m

b. ql B1A = ql

= 11,808 kN/m c. Pd B1A = L x qd B1A

2

= 8,2x15,304 2

= 62,745 kN/m d. Pl B1A = L x ql B1A

2

= 8,2x11,808 2

= 48,4128 kN/m

e. Pu B1A = (1,2 x Pd B1A) + (1,6 x Pl B1A)

= (1,2 x 67,7245) + (1,6 x 48,4128)

= 152,754 kN

2. Berikut merupakan contoh perhitungan beban terpusat diatas lantai 1 balok anak 1.

a. qd B1A = qd + berat balok

= 9,653+ 5,651

= 15,304 kN/m

b. ql B1A = ql

= 11,808 kN/m c. Pd B1A = L x qd B1A

2

(50)

= 8,2x15,304 2

= 62,745 kN/m d. Pl B1A = L x ql B1A

2

= 8,2x11,808 2

= 48,4128 kN/m

= (1,2 x 67,7245) + (1,6 x 48,4128)

= 152,754 kN

3. Berikut merupakan contoh perhitungan beban terpusat atap balok anak 1 a. qd B1A = qd + berat balok

= 2,413 + 5,651

= 8,064 kN/m

b. ql B1A = ql

= 5,904 kN/m c. Pd B1A = L x qd B1A

2

= 8,2x8,064 2

= 62,745 kN/m d. Pl B1A = L x ql B1A

2

= 8,2x5,904 2

= 33,0617 kN/m

= (1,2 x 67,7245) + (1,6 x 33,0617)

= 78,4042 kN

(51)

4. Berikut merupakan contoh perhitungan beban terpusat balok induk X di lantai 1.

a. qd B1 X = qd + berat balok + berat dinding

= 9,653 + 6,592 + 6,604

= 22,849 kN/m

b. ql B1 X = ql

= 29,459 kN/m c. Pd B1 X = L x qd B1X

2

= 8,2x22,849 2

= 93,683 kN/m d. Pl B1 X = L x ql B1X

2

= 8,2x29,459 2

= 120,780 kN/m

e. Pu B1 X = (1,2 x Pd B1 X) + (1,6 x Pl B1 X)

= (1,2 x 93,683) + (1,6 x 120,780)

= 305,667 kN

5. Berikut merupakan contoh perhitungan beban terpusat diatas lantai 1 balok induk X1.

a. qd B1 X = qd + berat balok + berat dinding

= 9,653 + 6,592 + 6,604

= 22,849 kN/m

b. ql B1 X = ql

= 23,555 kN/m c. Pd B1 X = L x qd B1X

2

(52)

= 8,2x22,849 2

= 93,683 kN/m d. Pl B1 X = L x ql B1X

2

= 8,2x23,555 2

= 96,57345 kN/m

= (1,2 x 93,683) + (1,6 x 96,57345)

= 266,9368 kN

6. Berikut merupakan contoh perhitungan beban terpusat balok induk atap X1.

a. qd B1 X = qd + berat balok + pembatas atap

= 2,413 + 6,592 + 2,251

= 11,257 kN/m

b. ql B1 X = ql

= 5,904 kN/m c. Pd B1 X = L x qd B1X

2

= 8,2x11,257 2

= 46,1536 kN/m d. Pl B1 X = L x ql B1X

2

= 8,2x5,904 2

= 24,2064 kN/m

= (1,2 x 46,1536) + (1,6 x 24,2064)

= 94,1146 kN

(53)

7. Rekap beban terpusat

Hasil rekapitulasi beban terpusat dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 2. 2 Rekapitulasi Perhitungan Beban Terpusat

Balok Posisi qd

(kN/m)

ql

(kN/m) pd pl pu

B1 A

Lantai 1 15,3036 11,8080 62,744

8 48,4128 152,7542 Di atas Lantai 1 15,3036 11,8080 62,744

8 48,4128 152,7542

Atap 8,0638 5,9040 33,061

7 24,2064 78,4042

B2 A

Lantai 1 11,2600 28,9737 46,165

9 118,7920 245,4662 Di atas Lantai 1 11,2600 23,1668 46,165

9 94,9840 207,3734

Atap 4,1393 5,8068 16,971

3 23,8080 58,4584

B1X

Lantai 1 22,8495 29,4585 93,682

8 120,7799 305,6671 Di atas Lantai 1 22,8495 23,5545 93,682

8 96,5735 266,9368

Atap 11,2570 5,9040 46,153

6 24,2064 94,1146

(54)

B2X

Lantai 1 16,8879 19,1600 33,775

8 38,3200 101,8430 Di atas Lantai 1 16,8879 15,3200 33,775

8 30,6400 89,5550

Atap 6,1754 3,8400 12,350

8 7,6800 27,1089

2.6 Berat Portal

Berikut adalah perhitungan berat 1 portal.

(55)

1. Lantai 1

a. Beban merata 1

Qd balok induk beban merata = 18,065 kN/m

L balok induk = 8,2 m

Jumlah Balok = 2 buah

Total beban elemen = 296,268 kN b. Beban merata 2

L balok induk = 4 m

Total beban elemen = 34,531 kN c. Beban terpusat 1

Pd balok Induk = 93,683 kN

Jumlah balok induk = 4 buah Total beban elemen = 374,731 kN d. Beban terpusat 2

Jumlah balok induk = 4 buah Total beban elemen = 135,103 kN e. Beban terpusat 1

Pd balok Anak = 62,745 kN

Jumlah balok anak = 2 buah Total beban elemen = 125,490 kN f. Beban terpusat 2

Jumlah balok anak = 1 buah Total beban elemen = 46,166 kN g. Elemen Kolom

(56)

B kolom = 0,75 m

Kolom = 0,75 m

L kolom = 4,0 m

Berat volume kolom = 24 kN/m³

Jumlah kolom = 4 buah

Total beban kolom K1 = 216 kN h. Berat total lantai 1 = 1228,289 kN 2. Lantai 2-3

a. Beban merata 1

L balok induk = 4 m

Jumlah balok induk = 4 buah Total beban elemen = 374,731 kN d. Beban terpusat 2

(57)

B kolom = 0,75 m

Kolom = 0,75 m

L kolom = 4,0 m

Total beban kolom K1 = 216 kN h. Berat total lantai 2-3 = 2456,578 kN 3. Lantai Atap

a. Beban merata 1

L balok induk = 4 m

Jumlah balok induk = 4 buah

(58)

Total beban elemen = 184,614 kN d. Beban terpusat 2

B kolom = 0,75 m

Kolom = 0,75 m

L kolom = 4,0 m

Total beban kolom K1 = 216 kN h. Berat total lantai atap = 2456,578 kN 2.7 Berat Bangunan

Pada sebuah bangunan harus dapat menahan beban maksimum yang bekerja pada struktur, berikut adalah perhitungan berat total bangunan.

a. Total per lantai = berat portal lantai 1+ berat portal lantai 2-3 + berat portal lantai atap

= 1228,289+2456,578+2456,578 + 2456,578

= 4391,904 kN

(59)

b. Berat bangunan (SAP) = 4514,98 kN 2.8 Perhitungan Parameter Gempa

Berdasarkan peraturan ditentukan parameter beban gempa sebagai berikut.

2.8.1 Parameter Percepatan Gempa

Parameter percepatan pada periode pendek (SMS) dan periode 1 detik (SM1) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs, di tentukan dengan perumusan sebagai berikut:

SMS = Fa x Ss SM1 = Fv x S1

Keterangan :

Ss = parameter percepatan respons spektral MCE dari peta gempa periode pendek S1 = parameter percepatan respons spektral MCE dari peta gempa periode 1 detik

Nilai Ss dan S1 dapat di tentukan dari peta zonasi gempa. Dan juga dapat diperoleh dari tabel berikut ini.

Tabel 2. 3 Koefisien Situs, Fa

(60)

Tabel 2. 4 Koefisien Situs, Fv

Sehingga di dapat nilai Ss, S1, Fa dan Fv adalah:

Ss = 1,331 S1 = 0,6 Fa = 1 Fv = 1,7 SMS = Fa x Ss

= 1x 1,331

= 1,331 SM1 = Fv x S1

= 1,7 x 0,6

= 1,02

2.8.2 Parameter Percepatan Spektral Desain

Parameter percepatan spectral desain untuk periode pendek SDs, dan pada periode 1 detik SD1, dapat di tentukan dengan rumus berikut ini:

Sds

=

²_{3 S}MS

= 2

3 x 1,331

= 0,8877 g Sd1 = 2

3 S^M1

(61)

= 2

3 x 1,02

= 0,68 g

2.8.3 Kategori Desain Seismik

Berdasarkan nilai SDS dan SD1, maka kategori desain seismic bangunan dapat ditentukan sesuai dengan tabel berikut.

Tabel 2. 5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek

Nilai SDS

Kategori Resiko

I atau II atau III IV

SDS < 0,167 A A

0,067 < SDS<0,133 B C

0,133 <SDS<0,20 C D

0,20<SD1 D D

Tabel 2. 6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik

Nilai SD1

Kategori Resiko

I atau II atau III IV

SD1 < 0,167 A A

0,067 < SD1<0,133 B C

0,133 <SD1<0,20 C D

0,20<SD1 D D

Didapatkan sesuai tabel di atas adalah sebagai berikut:

SDS masuk ke kategori IV D SD1 masuk ke kategori IV D

(62)

2.8.4 Periode Fundamental Struktur

Periode Fundamental struktur, (T) tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas pada periode yang di hitung (Cu), periode fundamental pendekatan dapat di hitung dengan persamaan berikut ini:

Ta = Ct x hnx

Keterangan:

hn = ketinggian struktur, dalam (m) di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur Ta

= Nilai batas bawah periode bangunan

Sedangkan koefisien Ct dan x di tentukan menggunakan tabel di bawah ini.

Tabel 2. 7 Nilai parameter periode pendekatan Ct dan x

Digunakan rangka pemikul beton sehingga didapatkan perhitungan sebagai berikut:

Ta = Ct x hnx

= 0,0466 x 16^0,9

= 0,57

2.8.5 Gaya Geser Dasar Seismik

Geser dasar seismik V, merupakan arah yang di tetapkan dan di tentukan dengan persamaan sebagai berikut:

V = Cs x Wt Keterangan:

Cs = Koefisien respons Seismik

(63)

Wt = Berat total gedung

Berikut adalah perhitungan dari gaya geser seismik V = Cs x Wt

= 0,16 x 447,70

= 72,16 ton

BAB III

ANALISIS STRUKTUR TAHAP I

3.1 Kombinasi Pembebanan

Saat merencanakan struktur bangunan, peraturan yang ada harus diterapkan untuk mencapai struktur bangunan yang aman secara konstruksi. Terdapat banyak kombinasi beban dan komponen bagian struktur, pondasi harus dirancang sedemikian rupa sehingga daya dukung rencana sama dengan atau lebih besar dari pengaruh beban yang dihitung sebagai berikut

1. Kombinasi 1 : 1.4D 2. Kombinasi 2 : 1.2D+1.6L

3. Kombinasi 3 : (1.2+0.2Sds)D+1.0L ± 1.0 ρEx ± 0.3ρEy 4. Kombinasi 4 : (1.2+0.2Sds)D+1.0L ± 0.3 ρEx ± 1.0ρEy 5. Kombinasi 5 : (0.9-0.2Sds)D± 1.0 ρEx ± 0.3ρEy

6. Kombinasi 6 : (0.9-0.2Sds)D±0.3 ρEx ± 1.0ρEy 7. Kombinasi 7 : 1D+1L

Keterangan:

D = Semua beban yang menempel/menetap pada bangunan/struktur L = Semua beban bergerak sesuai fungsi kebutuhan ruangan

Ex = Beban gempa arah X Ey = Beban gempa arah Y

Sds = Parameter respons spectral percepatan desain pada periode pendek Sehingga dihasilkan nilai kombinasi tahap 1 pada tabel sebagai berikut.

(64)

Tabel 3. 1 Perhitungan pada beban gempa arah X File Ex

Kombinasi D L Ey

TAHAP 1

1.1 1 1 1

1.2 1 1 -1

3.2 Distribusi Vertikal Gaya Ekuivalen Statik

Distribusi vertikal gaya ekivalen statik (fx) dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut :

Fy = Cvy × V

Cvy =

w_xy× h^k_y

∑

i=0 n

❑wi × hi^k Keterangan :

Cvx = Faktor distribusi vertikal

V = Gaya lateral desain total atau geser didasar struktur

Wi dan hy = Bagian berat seismik efektif total struktur yang ditempatkan di ingkat i atau x

hi dan hy = Tinggi dari dasar sampai tingkat i atau x

Adapun hasil perhitungan yang telah dilakukan dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 3. 2 Rekapitulasi Fy Lantai ht (m) Fy (kN)

0 0 0

1 4 86,37003

2 8 176,6792

3 12 268,5374

4 16 176,2631

Total 707,8498

(65)

3.3 Kontrol Ketidakberaturan Vertikal

Suatu struktur bangunan gedung dikatakan memiliki ketidak-beraturan kekakuan lateral tingkat lunak berlebihan jika salah satu lantai memiliki kekakuan kurang dari 60% kekakuan lantai diatasnya atau 70% kekakuan rata-rata tiga lantai diatasnya Didalam penelitian kekakuan lateral tingkat lunak berlebihan, lantai di rancang memiliki kekakuan 30% kekakuan lantai diatasnya

Gambar 3. 1 Ketidakberaturan 1a dan 1b

Berikut tabel dari tipe dan penjelasan ketidakberaturan vertikal 1a dan 1b.

Tabel 3. 3 Tipe dan Penjelasan Ketidakberaturan

Tipe dan penjelasan ketidakberaturan

Pasal referensi

Penerapan KDS

1a

Ketidakberaturan kekakuan Tingkat lunak didefinisikan ada jika terdapat suatu Tingkat

yang kekakuan lateralnya kurang dari 70%

kekakuan lateral Tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan rata-rata tiga

Tingkat di atasnya

Tabel 16 D,E dan F

Ketidakberaturan kekakuan Tingkat lunak

(66)

1b

berlebihan didefinisikan ada jika terdapat suatu Tingkat kekauan lateralnya kurang dari 60% kekauan lateral Tingkat di atasnya

atau kurang dari 70% kekakuan rata-rata tiga Tingkat di atasnya

Tabel 16

E dan F D,E dan F

Berikut adalah hasil rekapitulasi dari perhitungan ketidakberaturan tingkat lunak dari 1a dan 1b, Dimana nilai δe Eq didapatkan dari SAP.

(67)

Tabel 3. 4 Ketidakberaturan Kekakuan Tingkat Lunak 1a Lantai Tinggi

δe Eq δ Eq K 0,7 K K1 > 0,7K2 0,8*((K2+K3+K4)/3) K1 > 0,8 K123

mm

4/Atap 4000 0,0582 0,213396 4,68612 3,28028

3 4000 0,03807 0,1396 7,16403 5,01482 TIDAK ADA SOFT STORY

1 4000 0,00563 0,020636 48,459 33,9213 TIDAK ADA SOFT STORY 6,871370224 TIDAK ADA SOFT STORY

Tabel 3. 5 Ketidakberaturan Kekakuan Tingkat Lunak 1b Lantai Tinggi

δe Eq δ Eqx K 0,6 K K1 > 0,6K2 0,7*((K1+K2+K3)/3) K1 > 0,7 K123

mm

4/Atap 4000 0,0582 0,213396 4,68612

2,8116

7

3 4000 0,03807 0,139586 7,16403

4,2984

2 TIDAK ADA SOFT STORY

1 4000 0,00563 0,020636 48,459

29,075

4 TIDAK ADA SOFT STORY 6,012448946 TIDAK ADA SOFT STORY

(68)

3.4 Cek Kinerja Simpangan Antar Tingkat (Drift Ratio)

Story drift merupakan simpangan antar tingkat, story drift salah satu indicator dalam perencanaan bangunan tahan gempa. Dimana struktur juga harus menghasilkan story drift yang sesuai dengan Batasan yang sesuai dengan Batasan peraturan. Untuk penentuan simpangan antar lantai Tingkat desain harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pusat masa di Tingkat teratas dan Tingkat terbawah yang di tinjau.

Gambar 3. 2 Penentuan Simpangan Antar Lantai

Simpangan antar lantai tidak boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat izin untuk semua tingkatan dimana terdapat pada tabel dibawah ini.

Tabel 3. 6 Simpangan Antar Lantai Ijin

(69)

Untuk sistem penahanan gaya gempa yang terdiri dari hanya rangka momen dalam kategori desain seismic D,E dan F.

Simpangan antar lantai tigkat izin harus sesuai dengan persyaratan yang ada, berikut adalah rekapitulasi dari perhitungan story drift dimana Δy < Δa maka akan aman.

Tabel 3. 7 Story Drift

Lantai Tinggi δe Eq δe Eq δ Eq Δ Δa/p Kontrol

mm m mm mm mm mm Δy < Δa

4 16000 0,058199 58,199 213,3963 73,810 184,615 AMAN 3 12000 0,038069 38,069 139,5863 67,734 138,462 AMAN 2 8000 0,019596 19,596 71,852 51,216 92,308 AMAN 1 4000 0,005628 5,628 20,636 20,636 46,154 AMAN

3.5 Cek Kinerja Efek P-Delta

Analisis tentang P-Delta effect perlu dipertimbangkan dikarenakan kebutuhan bangunan tinggi dari waktu ke waktu akan selalu meningkat. Pengaruh dari P-Delta secara nyata mengubah karakteristik struktur sehingga berpengaruh terhadap hasil analisa termasuk Analisa statik dinamik. Menunjukkan pembesaran momen dan kenaikan simpangan pada kolom struktur apabila perhitungan P-Delta di sertakan.

Pengaruh p-delta pada geser tingkat dan momen tidak boleh lebih dari 0,10.

Pengaruh p-delta dapat ditentukan dengan persamaan berikut : θ= p_y× ∆ I_e

V_y× h_sy×Cd Keterangan :

p_y = Beban desain vertical total pada dan diatas tingkat y

∆ = Simpangan anar tingkat desain I_e = Faktor keutamaan gempa

V_y = Gaya geser seismik yang bekerja antara tingkat y dan y-1 h_sy = Tinggi tingkat dibawah tngkat x

Cd = Faktor pembesaran defleksi

Koefisien stabilitas (θ) tidak boleh melebihi θmax yang ditentukan berdasarkan persamaan berikut :

(70)

θmax= 0,5

β ×Cd≤0,25

Dimana β adalah rasio kebutuhan geser terhadap kapasitas untung tingkat antara tingkat y dan y-1. Rekapitulasi hasil perhitungan pengaruh efek p-delta dapat dilihat pada Tabel 3.8 berikut.

Tabel 3. 8 Rekapitulasi P-Delta effect Lantai Px (kN) Vx

(kN) Ie Cd θ θmax Statu

s

Status P- Delta 4 491,03759 176,26 1,5 5,5 0,014

0

0,09090

9 OK NO P-delta

3 1012,2888

1594,5

7 1,5 5,5 0,002 9

0,09090

9 OK NO P-delta

2 1012,2888

1771,2

5 1,5 5,5 0,002 0

0,09090

9 OK NO P-delta

1 1012,2888 707,85 1,5 5,5 0,002 0

0,09090

9 OK NO P-delta

(71)

BAB IV

ANALISIS STRUKTUR TAHAP II

4.1 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan adalah kombinasi beberapa beban yang dihitung mampu bekerja secara bersamaan dalam waktu yang bersamaan. Ada beberapa cara pengklasifikasian kombinasi beban yang terdapat pada SNI 1727:2020.

Kombinasi Pembebanan yang digunakan bisa dilihat pada Tabel 4.1 sebagai berikut.

Tabel 4. 1 Kombinasi Layan File Ey

TAHAP 2

2,1 1,38 1 1,3

2,2 1,38 1 -1,3

2,3 0,72 1,3

2,4 0,72 -1,3

4.2 Pengaruh Beban Seismik Vertikal dan Horizontal

Bagian dari elemen struktur dirancang sedemikian rupa sehingga kekuatan desainnya sama atau lebih besar dari pengaruh beban terfaktor dalam kombinasi berikut.

1. 1,4D

2. 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R)

3. 1,2D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5W) 4. 1,2D + 1,0W + L + 0,5 (Lr atau R) 5. 1,2D + 1,0E + L

6. 0,9D + 1,0W 7. 0,9D + 1,0E

Pengaruh pembeban gempa E terhadap kombinasi beban ditentukan sebagai berikut.

(72)

1. Untuk penggunaan dalam kombinasi 5, E harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut.

E = Eh + EV

2. Untuk penggunaan dalam kombinasi 7, E harus ditentukan persamaan berikut

E = Eh + EV

Keterangan:

E = Pengaruh Beban Gempa

Eh = Pengaruh Beban Gempa Horizontal EV = Pengaruh Beban Gempa Vertikal

Pengaruh beban gempa vertikal, EV harus ditentukan sesusai persamaan berikut.

EV = 0,2 SDs D Keterangan:

SDs = Parameter percepatan spektrum respon desain pada periode pendek

D = Pengaruh beban mati

Contoh perhitungan pengaruh beban gempa vertikal sebagai berikut.

EV = 0,2 SDs D

= 0,2 × 1 × 1,2

= 0.24

Pengaruh beban gempa Horizontal Eh, harus ditentukan sesuai persamaan berikut.

Eh = ρQE

Keterangan :

QE = Pengaruh gaya gempa horizontal dari V atau Ep ρ = Faktor redundasi

Kombinasi dasar untuk desain kekuatan

(73)

1. (1,2 + 0,2 . S_DS) D + ρQE + L 2. (0,9 + 0,2 . S_DS) D + ρQE + 1,6 H

Dalam perencanaan struktur beban-beban yang diterima struktur harus diperhitungkan agar bangunan kuat menerima kombinasi beban yang ada.

Dalam perencanaan dicari kombinasi pembebanan yang paling kritis menentukan kuat perlu. Adapun kuat perlu yang perlu digunakan adalah sebagai berikut.

1.4D 1.2D+1.6L

(1.2+0.2Sds)D+1.0L ± 1.0 ρEx ± 0.3ρEy (1.2+0.2Sds)D+1.0L ± 0.3 ρEx ± 1.0ρEy (0.9-0.2Sds)D± 1.0 ρEx ± 0.3ρEy

(0.9-0.2Sds)D±0.3 ρEx ± 1.0ρEy 1D+1L

Keterangan:

D = Beban mati (dead load) L = Beban hidup (live load)

SDs = Parameter percepatan respons desain pada periode pendek Ρ = Faktor redudansi

EI = Beban gempa

Ex = Pengaruh beban gempa horizontal Ey = Pengaruh beban gempa vertikal 4.3 Faktor Redudansi

Untuk struktur yang dirancang menurut desain seismik tipe D, E atau E, ρ harus diambil sebesar 1,3 kecuali salah satu dari dua kondisi berikut terpenuhi, dalam hal ini ρ harus diambil sebesar 1,0.

(74)

1. Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 3,5 persen geser dasar dalam arah yang ditinjau

2. Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing- masing arah orthogonal disetiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar. Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai Panjang dinding geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali Panjang dinding geser dibagi dengan tinggi tingkat, untuk konstruksi rangka ringan.

4.4 Spektrum Respon Desain

Jika diperlukan Spektrum Respon desain menurut metode ini dan prosedur gerak tanah dari spesifikasi situs tidak digunakan, maka kurva spektrum harus dirancang dan dikembangkan dengan merujuk pada gambar di bawah ini dan mengikuti pedoman berikut.

1. Untuk periode yang lebih kecil dari T_o spektrum respon percepatan desain, Sal

harus diambil dari persamaan berikut ini.

S_a = SDS (0,4+0,6 T T_o)

2. Untuk periode lebih besar dari Ts tetapi lenih kecil dari atau sama dengan T_sl spektrum respon percepatan desain S_al sama dengan S_DS

3. Untuk periode lebih besar dari T_stetapi lebih kecil dari atau sama denga T_L, respon spektrum percepatan desain ^Sa1 diambil berdasarkan persamaan.

^Sa = S_D1 T

4. Untuk periode lebih besar dari T_L respons spektral percepatan desain S_a₁ diambil berdasarkan persamaan

S_a = S_D1T_l T² Keterangan:

S_DS = Parameter respons spektral percepatan desain pada periode pendek

(75)

S_D1 = Parameter respons spektral percepatan desain pada periode pendek 1 detik

T = Periode getar fundamental struktur T_o = 0,2S_D1

S_DS T_S = S_D1

S_DS