1 BAB III ANALISIS PEMBEBANAN Untuk tujuan keamanan dari kekuatan konstruksi, maka analisa pembebanan pada bagian konstruksi yang memberikan beban terbesar, dalam hal ini dipilih dengan mengasumsikan dinding penuh. 3.1. Perhitungan Pembebanan Pelat 3.1.1.Pembebanan Pelat Atap Analisa pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 (PPIUG 1983) Tabel 2.1. ¾ Tebal pelat : 10 cm ¾ Tebal water proofing : 1 cm ¾ Berat sendiri beton bertulang : 2400 kg/m 3 ¾ Berat sendiri aspal : 14 kg/m 2 ¾ Berat plafond + eternit : 18 kg/m 2 ¾ Beban hidup pelat atap : 100 kg/m 2 ¾ Berat sendiri dinding : 250 kg/m a. Beban mati (W d ) o Berat sendiri pelat atap : tebal x Bj beton : 0,10 x 2400 = 240 kg/m o Berat aspal : tebal x Bj aspal : 0,01 x 14 = 0,14 kg/m o Berat plafond + eternit : = 18 kg/m W d total = 258,14 kg/m b. Beban hidup (W L ) ¾ Beban hidup pelat atap = 100 kg/m 2 (W L ) total = 100 kg/m 2 Beban terfaktor (Wu) : Wu = 1,2W d + 1,6W L = 1,2(258,14 ) + 1,6(100) = 469,77 kg/m 2 +
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB III
ANALISIS PEMBEBANAN
Untuk tujuan keamanan dari kekuatan konstruksi, maka analisa pembebanan
pada bagian konstruksi yang memberikan beban terbesar, dalam hal ini dipilih
dengan mengasumsikan dinding penuh.
3.1. Perhitungan Pembebanan Pelat
3.1.1.Pembebanan Pelat Atap Analisa pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk
Gedung 1983 (PPIUG 1983) Tabel 2.1.
Tebal pelat : 10 cm
Tebal water proofing : 1 cm
Berat sendiri beton bertulang : 2400 kg/m3
Berat sendiri aspal : 14 kg/m2
Berat plafond + eternit : 18 kg/m2
Beban hidup pelat atap : 100 kg/m2
Berat sendiri dinding : 250 kg/m
a. Beban mati (Wd)
o Berat sendiri pelat atap : tebal x Bj beton
: 0,10 x 2400 = 240 kg/m
o Berat aspal : tebal x Bj aspal
: 0,01 x 14 = 0,14 kg/m
o Berat plafond + eternit : = 18 kg/m
Wd total = 258,14 kg/m
b. Beban hidup (WL)
Beban hidup pelat atap = 100 kg/m2
(WL) total = 100 kg/m2
Beban terfaktor (Wu) :
Wu = 1,2Wd + 1,6WL
= 1,2(258,14 ) + 1,6(100) = 469,77 kg/m2
+
2
3.1.2.Pembebanan Pelat Lantai Analisa pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk
Gedung 1983 (PPIUG 1983).
Tebal pelat : 12 cm = 0,12 m
Tebal spesi : 1 cm = 0,01 m
Tebal ubin : 1 cm = 0, 01 m
Berat sendiri plat : 21 kg/m2
Berat sendiri keramik 40 x 40 : 24 kg/m2
Berat plafond + eternit : 18 kg/m2
Beban hidup : 250 kg/m2
a. Beban mati (Wd)
Berat sendiri plat lantai : 0,12 x 2400 = 288 kg/m2
Berat sendiri spesi : 0,01 x 21 = 0,21 kg/m2
Berat ubin : 0,01 x 24 = 0,24 kg/m2
Berat plafond eternit : 18 = 18 kg/m2 +
Wd = 306,45 kg/m2
b. Beban Hidup (WL)
Berat Hidup pelat lantai = 250 kg/m2 (untuk bangunan rumah sakit sesuai
dengan Peraturan Pembebanan Untuk Gedung SNI 2002)
Beban terfaktor (Wu) = 1,2 Wd +1,6 WL
= 1,2(306,45)+1,6(250)
= 767,74 kg/m2
3.2. Perhitungan Pembebanan Portal
3.2.1.Beban Gravitasi a. Beban Mati
o Untuk Pelat Atap
⇒ Tebal Pelat = 10 cm
⇒ Tebal water prooving (aspal) = 1 cm
⇒ Bj. Beton = 2400 kg/m3
⇒ Bj. Aspal = 14 kg/m2
3
⇒ Berat sendiri pelat = T.plat x Bj.beton = 240 kg/m2
⇒ Berat aspal = 0,14 kg/m2
⇒ Berat plafond + eternit = 18 kg/m2 +
Wd = 258,14 kg/m2
o Untuk Pelat lantai
⇒ Tebal Pelat (tp) = 12 cm
⇒ Tebal spesi (tsp) = 1 cm
⇒ Tebal keramik (tsp) = 1 cm
⇒ Bj. Spesi = 2100 kg/m3
⇒ Bj. Keramik = 2400 kg/m3
⇒ Berat plafond + eternit = 18 kg/m2
⇒ Berat sendiri pelat = 288 kg/m2
⇒ Berat plafond + eternit = 18 kg/m2
⇒ Berat spesi = tsp x Bj. Spesi = 0,21 kg/m2
⇒ Berat keramik = tkr x Bj. Kr = 0,24 kg/m2 +
Wd = 306,45 kg/m2
b. Beban Hidup ( WL) o Untuk Pelat Atap
Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung
1983 (PPIUG 1983) Ps.3.2.(1). beban hidup pada atap atau bagian
atap serta struktur tudung (canopy) yang dapat dicapai dan dibebani
oleh orang, harus diambil minimal sebesar :
Beban hidup atap , qh = 100 kg/m2
Koefisien reduksi ( kr ) untuk perencanaan balok dan portal suatu
bangunan rumah sakit = 0,75
Beban hidup pelat atap = kr . q.h = 100 x 0,75
= 75 kg/m2
4
o Untuk Pelat Lantai
Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung
1983 (PPIUG 1983) Tabel 3.1, beban hidup pada lantai bangunan
rumah sakit
Beban hidup pelat lantai , qh = 250 kg/m2
Koefisien reduksi ( kr ) untuk perencanaan balok dan portal suatu
bangunan rumah sakit = 0,75
Beban hidup pelat lantai = kr . q.h = 250 x 0,75
= 187,5 kg/m2
c. Beban Dinding Berat sendiri dinding
1. Untuk Atap
250 kg/m2 x 1/2.(4,0) = 500 kg/m
2. Untuk Lantai
250 kg/m2 x 4,0 = 1000 kg/m
5
4
3
2
1
Lt.dasar
Gambar 3.1. Distribusi Beban Dinding pada Portal
6
Berikut gambar pendistribusian beban gravitasi pada pelat atap & pelat lantai:
I II III IVA
B
C
D
E
F
G
H
Gambar 3.2. Distribusi Beban Gravitasi Pada Pelat Atap dan Pelat Lantai
7
Perhitungan beban gravitasi berdasarkan distribusi beban pada pelat atap dan lantai adalah sebagai berikut :
Potongan A = Potongan H
A = H1 12
Pot. B = Pot. C = Pot. D = Pot. E = Pot. F = Pot. G
B, C, D, E, F, G,1 1
1 122
Pot. I = Pot. IV
I = IV1 1 1 1 1 1 1
Pot. II = Pot. III
II = III1 1 1 1 1 1 13 3 3 3 3 3 3
Penyaluran beban merata pada balok-balok struktur dilakukan dengan metode
amplop. Dengan cara ini, balok-balok struktur tersebut ada yang memikul beban
beban segitiga. Untuk memudahkan perhitungan, beban beban segitiga diubah
menjadi beban merata ekuivalen (qe) dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut :
xe lqq ..2/1= (4.1)
Dimana : qe = beban merata ekivalen
q = beban gravitasi
8
lx = panjang bentang arah x pada segmen distribusi beban pelat
Sedangkan untuk balok dengan beban trapesium diubah menjadi beban merata
ekuivalen (qe) dengan persamaan berikut :
( )222 3
1...2/1 xyy
xe ll
llqq −⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= (4.2)
Dimana : qe = beban merata ekivalen
q = beban gravitasi
lx dan ly = panjang bentang arah x dan arah y pada segmen distribusi beban
pelat
Perhitungan input beban merata pada balok portal adalah sebagai berikut :
1. Lantai 4 (Atap) Beban mati
DL1 = ½ x 258,14 kg/m2 x 4,0 m = 516,28 kg/m
DL2 = ½ x 258,14 kg/m2 x 2,0 m = 258,14 kg/m
DL3 = ( )222 )0,1(3
1)0,4(.)0,4(0,1.14,2582/1 −⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛× = 1126,381 kg/m
Beban hidup LL1 = ½ x 75 kg/m2 x 4,0 m = 150 kg/m
LL2 = ½ x 75 kg/m2 x 2,0 m = 75 kg/m
LL3 = ( )222 )0,1(3
1)0,4(.)0,4(0,1.752/1 −⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛× = 136,72 kg/m
2. Lantai 1 s/d 3 Beban mati
DL1 = ½ x 306,45 kg/m2 x 4,0 m = 612,9 kg/m
DL2 = ½ x 306,45 kg/m2 x 2,0 m = 306,45 kg/m
DL3 = ( )222 )0,1(3
1)0,4(.)0,4(0,1.45,3062/1 −⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛× = 1150,03 kg/m
9
Beban hidup LL1 = ½ x 187,5 kg/m2 x 4,0 m = 375 kg/m
LL2 = ½ x 187,5 kg/m2 x 2,0 m = 187,5 kg/m
LL3 = ( )222 )0,1(3
1)0,4(.)0,4(0,1.5,1872/1 −⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛× = 1 90,80 kg/m
3.2.2 Beban Gempa
Berdasarkan data soal, bangunan Rumah Sakit terletak di zona gempa yaitu pada
wilayah gempa 2 dan jenis dengan daya dukung tanah = 180 kN/m2 termasuk tanah
2007) . Perhitungan pembebanan gempa adalah sebagai berikut :
1. Berat Lantai 4 (Atap) Beban mati (DL) - Pelat = Tebal pelat x Bj Beton x Luas pelat atap
= 0,10 x 2400 x [(7 x 4) x (10)] = 67200 kg - Aspal = Tebal aspal x Bj Aspal x Luas pelat atap
= 0,01 x 14 x [(7 x 4) x (10)] = 39,2 kg - Plafond = Berat plafond x Luas pelat atap = 18 x [(7 x 4) x (10)] = 5040 kg - Balok = Luas balok x Panjang balok total x Bj beton = (0,30 x 0,40) x 192 x 2400 = 55296 kg - Kolom = Luas kolom x ½ Tinggi kolom x Bj Beton x Jumlah kolom pada pelat
atap = (0,52 x 0,52) x ½ (4) x 2400 x 32 = 41533,44 kg - Dinding = ½ tinggi dinding x Berat sendiri dinding x Panjang dinding = ½ (4) x 250 x 192 = 96000 kg Berat total beban mati pelat atap (WD) = 67200 + 39,2 + 5040 + 55296 + 41533,44
+ 96000 WD = 265108,64 kg
10
Beban hidup (LL) - Beban hidup atap , qh = 100 kg/m2
- Koefisien reduksi (kr) untuk perencanaan
Beban gempa suatu rumah sakit = 0,30
- Beban hidup atap = kr x qh x L.pelat atap = 100 x 0,30 x [(7 x 4,0) x (10)]
Total beban hidup pelat atap (WL) = 8400 kg
Total beban pada pelat atap (W Lt.4) = WD + WL = 265108,64 + 8400 = 273508,64 kg = 273,51 ton
2. Berat Pelat Lantai 3 Beban mati (DL) - Pelat = Tebal pelat x Bj.Beton x Luas pelat lantai
= 0,12 x 2400 x [(7 x 4) x (10)] = 80640 kg - Berat keramik + speci = Tebal keramik+speci x Bj.keramik x Luas pelat lantai = 0,02 x 2400 x [(7 x 4) x (10)] = 13440 kg - Plafond = Berat plafond x Luas pelat lantai = 18 x [(7 x 4) x (10)] = 5040 kg - Balok = Luas balok x Panjang balok total x Bj beton = (0,30 x 0,40) x 192 x 2400 = 55296 kg - Kolom Lt.3 = Luas kolom x Tinggi kolom x Bj Beton x Jumlah kolom = (0,52 x 0,52) x (4,0) x 2400 x 32 = 83066,88 kg - Dinding Lt.3= Tinggi dinding x Bj dinding x Panjang dinding = (4,0) x 250 x 192 = 192000 kg Berat total beban mati pelat lantai = 80640+ 13440 + 5040 + 55296 + 83066,88
+ 192000 WD = 429482,88 kg
11
Beban hidup (LL) Berdasarkan PPIUG 1983 , beban hidup pada lantai bangunan rumah sakit
adalah :
- Beban hidup pelat lantai , qh = 250 kg/m2
- Koefisien reduksi (kr) untuk perencanaan
Beban gempa suatu bangunan rumah sakit = 0,30
- Beban hidup atap = kr x qh x L.pelat lantai = 0,30 x 250 x [(7 x 4,0) x (10)]
Total beban hidup pelat lantai (WL) = 21000 kg
Total beban pada pelat lantai (W Lt.3) = WD + WL = 429482,88 + 21000 = 450482,88 kg = 450,483 ton Berat lantai 1, 2 sama dengan berat lantai 3 Sehingga diperoleh berat bangunan total pada yang dipikul oleh struktur adalah : W total = W Lt.4 + W Lt.3 + W Lt.2 + W Lt.1
= 273508,64 + 3(450482,88)
= 1624957,28 kg = 1624,957 ton
3. Waktu Getar Bangunan (T) Waktu getar bangunan dihitung dengan menggunakan rumus empiris :
T1 < n ζ
Dimana :
T1 = waktu getar bangunan
ζ (zeta) = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi
waktu getar alami fundamental struktur gedung, bergantung pada Wilayah
Gempa
ζ = 0,19 (untuk wilayah gempa 2 berdasarkan SNI Gempa untuk Bangunan Gedung
2002 Tabel 8 )
n = nomor lantai tingkat paling atas (lantai puncak); jumlah lantai tingkat struktur
gedung; dalam subskrip menunjukkan besaran nominal.
n = 4 lantai
maka :
T1 < ζ n
T1 < 0,19 x 4
12
T1 < 0,76 detik
Sehingga digunakan T1 = Tx = Ty adalah 0,75 detik
4. Koefisien Gempa Dasar (C) Untuk menghitung koefisien gempa dasar, maka untuk Wilayah Gempa 2 dengan
T1 < 0,76 detik dan struktur tanah lunak menggunakan rumus sesuai dengan Gambar
2 SNI 03-1726-2002 :
TC 50,0=
Dimana :
C = Faktor Respons Gempa dinyatakan dalam percepatan gravitasi yang nilainya
bergantung pada waktu getar alami struktur gedung dan kurvanya ditampilkan
dalam Spektrum Respons Gempa Rencana
Sehingga,
67,00,75
50,050,0===
TC
13
5. Faktor Keutamaan (I) Faktor Keutamaan (I) adalah faktor untuk menyesuaikan perioda ulang gempa
berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur
gedung.
I = 1,4 untuk kategori gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air
bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan
darurat, fasilitas radio dan televisi. ,berdasarkan SNI Gempa 2002 Tabel 1.
6. Gaya Geser Horizontal akibat gempa Apabila kategori gedung memiliki Faktor Keutamaan = 1,4 menurut Tabel 1 dan
strukturnya untuk suatu arah sumbu utama denah struktur dan sekaligus arah
pembebanan Gempa Rencana memiliki faktor reduksi gempa R dan waktu getar
alami fundamental T1, maka beban geser dasar nominal statik ekuivalen V yang
terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan :
WtR
ICV *=
Dimana :
R = Faktor reduksi gempa, rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh
Gempa Rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban gempa
nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung daktail,
bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut; faktor reduksi
gempa representatif struktur gedung tidak beraturan.
R = 1,6 adalah faktor reduksi gempa untuk struktur gedung yang berperilaku
elastik penuh (SNI Gempa 2002 Ps.4.3.3) sedangkan nilai Rm = 3,5 adalah
faktor reduksi gempa maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur
yang bersangkutan untuk sistem rangka gedung dimana sistem struktur
merupakan sistem rangka pemikul momen (sistem struktur yang pada
dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap
beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme
lentur) untuk rangka pemikul momen biasa beton bertulang (berdasarkan
Tabel 3 SNI Gempa 2002).
14
Sehingga berdasarkan persamaan gaya geser horizontal akibat gempa menjadi :
2,95263128,16249576,1
4,167,0**=×
×=== Wt
RICVV YX kg = 952,631 ton
7. Faktor Distribusi Gaya Geser Horizontal Total akibat gempa kesepanjang tinggi gedung.
Faktor distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa kesepanjang gedung
dibagi atas dua sumbu yaitu terhadap sumbu x dan sumbu y pada bangunan gedung
(x dan y berada pada bidang horizontal dari sumbu tegak/vertikal gedung). Berikut
adalah perhitungan gaya geser horizontal total akibat gempa
Contoh perhitungan yang terlampir pada Tabel 3.1.
Untuk lantai 1
Wi = beban total untuk lantai = 450,483 ton
Hi = tinggi lantai ke-1 = 4 m
(Σwi.hi)) = jumlah dari (wi.hi) yang diambil dari Tabel 3.1. = 15187,72 tm
Vx = Vy = beban geser dasar nominal statik ekuivalen V = 952,631 ton
Maka faktor distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa untuk sumbu x