1 Membuat Perencanaan Struktur Gedung Bertingkat Yang Meliputi Perencanaan Struktur Balok dan Kolom, sesuai SNI 03-2847-2002 dan SNI 03-1726-2012 Dengan Menggunakan Program Etabs ADHY SURYANA ABSTRAK Perhitungan analisis struktur Gedung Apartemen Bumijo terhadap beban gempa mengacu pada SNI Beton 03-2847-2002 dan Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012), dimana analisis beban gempa struktur gedung bertingkat tinggi dilakukan dengan Metode Analisis Dinamik Spektrum Respons. Gedung Apartemen Bumijo termasuk ke dalam Kriteria Desain Seismik tipe D dengan tingkat resiko kegempaan tinggi, sehingga dalam perencanaannya digunakan metode system rangka gedung dengan konfigurasi struktur Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). System SRPMK ini didesain agar bangunan tidak roboh saat terjadi gempa yang melebihi gempa yang telah di desain, oleh karena itu model SRPMK ini dirancang agar memenuhi syarat kolom kuat balok lemah. Adapun pemodelan yang dibuat, dilakukan dengan menggunakan bantuan software ETABS. Selain itu, juga digunakan beberapa macam software pendukung lain seperti Auto Cad, dan PCA COL. Beberapa item pekerjaan yang diperhitungkan meliputi secara keseluruhan pekerjaan struktur. Elemen struktur meliputi : Balok, Kolom, Shearwall, Pelat Lantai, HBK. Hasil analisis menunjukkan bahwa struktur apartemen aman dan mampu dipertanggungjawabkan secara analitis. ABSTRACT Structure analysis calculation of Bumijo Apartment Building toward earthquake loads, refer to SNI Beton 03-2847-2002 and Procedure of Earthquake Resistance Planning for Building and Non Building Structure (SNI 1726-2012), Dynamic Spectrum Response Analysis Methode used to make calculation of Earthquake Load Analysis of high rise building structure. The Bumijo Apartment Building belong to Seismic Design Criteria Type D with high level of risk seismicity, so the analysis used building frame system methode with configuration of Special Moment Resisting Frame Methode (SRMF). The SRMF system makes the building didn’t fall into pieces when the earthquake happen and the loads exceed the planned. So, this SRMF model was planned for fullfil the requirement of strong column weak beams. The model was made by ETABS , and some of support software such as AutoCAD and PCA COL. Some of works item has been count involving all of structure works. Those element such as beam, Column, Shearwall, Floor Plate, HBK. The analysis result showed that the structure of the apartment safe and able to be accounted for analytically. PENDAHULUAN Latar Belakang Bertambahnya jumlah penduduk di kota-kota besar di Indonesia sangat erat kaitannya dengan kegiatan pembangunan, dengan bertambahnya jumlah penduduk maka diperlukan sarana untuk melaksanakan kegiatan atau aktifitas mereka. Sarana utama yang digunakan sebagai kebutuhan seperti tepat tinggal, area perkantoran, rumah sakit, pasar , terminal dan bandara dan lain-lain. Semakin bertambahnya jumlah penduduk, maka kebutuhan rumah tinggal atau hunian semakin besar. Dengan adanya keterbatasan lahan, maka pembangunan tempat tinggal vertical seperti apartemen atau rumah susun menjadi salah satu solusi yang dapat diambil. Untuk menjaga agar tidak adanya kekhawatiran oleh para pengguna gedung, maka struktur bangunan harus direncanakan dengan baik sesuai standart atau peraturan-peraturan yang berlaku di Indonesia agar bangunan yang direncanakan dapat memenuhi apa yang menjadi tujuan perencanaan struktur. Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah merencanakan gedung bertingkat di daerah zona gempa Yogyakarta berdasarkan Tata Cara Perhitungan Perencanaan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non-Gedung (SNI 03-1726- 2012). dan peraturan-peraturan yang berlaku di Indonesia dengan tujuan mendapatkan desain gedung yang kuat, aman & efisien.
27
Embed
Membuat Perencanaan Struktur Desain Seismik tipe D dengan ...
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
Membuat Perencanaan StrukturGedung Bertingkat Yang MeliputiPerencanaan Struktur Balok dan
Kolom, sesuai SNI 03-2847-2002 danSNI 03-1726-2012 Dengan
Menggunakan Program Etabs
ADHY SURYANA
ABSTRAK
Perhitungan analisis struktur GedungApartemen Bumijo terhadap beban gempamengacu pada SNI Beton 03-2847-2002 dan TataCara Perencanaan Ketahanan Gempa untukStruktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI1726-2012), dimana analisis beban gempa strukturgedung bertingkat tinggi dilakukan dengan MetodeAnalisis Dinamik Spektrum Respons. GedungApartemen Bumijo termasuk ke dalam Kriteria
Desain Seismik tipe D dengan tingkat resikokegempaan tinggi, sehingga dalam perencanaannyadigunakan metode system rangka gedung dengankonfigurasi struktur Sistem Rangka PemikulMomen Khusus (SRPMK). System SRPMK inididesain agar bangunan tidak roboh saat terjadigempa yang melebihi gempa yang telah di desain,oleh karena itu model SRPMK ini dirancang agarmemenuhi syarat kolom kuat balok lemah. Adapunpemodelan yang dibuat, dilakukan denganmenggunakan bantuan software ETABS. Selain itu,juga digunakan beberapa macam softwarependukung lain seperti Auto Cad, dan PCA COL.
Beberapa item pekerjaan yangdiperhitungkan meliputi secara keseluruhanpekerjaan struktur. Elemen struktur meliputi :Balok, Kolom, Shearwall, Pelat Lantai, HBK. Hasilanalisis menunjukkan bahwa struktur apartemenaman dan mampu dipertanggungjawabkan secaraanalitis.
ABSTRACT
Structure analysis calculation of BumijoApartment Building toward earthquake loads, referto SNI Beton 03-2847-2002 and Procedure ofEarthquake Resistance Planning for Building andNon Building Structure (SNI 1726-2012), DynamicSpectrum Response Analysis Methode used tomake calculation of Earthquake Load Analysis ofhigh rise building structure. The Bumijo ApartmentBuilding belong to Seismic Design Criteria Type Dwith high level of risk seismicity, so the analysisused building frame system methode withconfiguration of Special Moment Resisting Frame
Methode (SRMF). The SRMF system makes thebuilding didn’t fall into pieces when the earthquakehappen and the loads exceed the planned. So, thisSRMF model was planned for fullfil therequirement of strong column weak beams. Themodel was made by ETABS , and some of supportsoftware such as AutoCAD and PCA COL.
Some of works item has been countinvolving all of structure works. Those elementsuch as beam, Column, Shearwall, Floor Plate,HBK. The analysis result showed that the structureof the apartment safe and able to be accounted foranalytically.
PENDAHULUANLatar BelakangBertambahnya jumlah penduduk di kota-kota besardi Indonesia sangat erat kaitannya dengan kegiatanpembangunan, dengan bertambahnya jumlahpenduduk maka diperlukan sarana untukmelaksanakan kegiatan atau aktifitas mereka.Sarana utama yang digunakan sebagai kebutuhanseperti tepat tinggal, area perkantoran, rumah sakit,pasar , terminal dan bandara dan lain-lain.
Semakin bertambahnya jumlah penduduk, makakebutuhan rumah tinggal atau hunian semakinbesar. Dengan adanya keterbatasan lahan, makapembangunan tempat tinggal vertical sepertiapartemen atau rumah susun menjadi salah satusolusi yang dapat diambil.
Untuk menjaga agar tidak adanya kekhawatiranoleh para pengguna gedung, maka strukturbangunan harus direncanakan dengan baik sesuaistandart atau peraturan-peraturan yang berlaku diIndonesia agar bangunan yang direncanakan dapat
memenuhi apa yang menjadi tujuan perencanaanstruktur.
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari penulisan Tugas Akhir iniadalah merencanakan gedung bertingkat di daerahzona gempa Yogyakarta berdasarkan Tata CaraPerhitungan Perencanaan Gempa Untuk StrukturBangunan Gedung dan Non-Gedung (SNI 03-1726-2012). dan peraturan-peraturan yang berlaku diIndonesia dengan tujuan mendapatkan desaingedung yang kuat, aman & efisien.
PENYAJIAN DAN PENGOLAHAN DATA
PERHITUNGAN STRUKTUR
Gambaran Umum
Gedung Apartemen Bumijo
Alamat Lokasi : Jl. Bumijo Tengah, Yogyakarta
Perusahaan : PT. SAYANA REVATABUMIJO
Jumlah Lantai : 13 Lantai + 1 Lantai Atap
Ketinggian : ± 42 m
Kriteria Desain Material
Standar desain yang digunakan dalam perencanaanstruktur apartemen ini yaitu Tata Cara PerhitunganStruktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002), Tata Cara Perencanaan KetahananGempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan NonGedung (SNI 1726-2012), dan PeraturanPembebanan Indonesia untuk Gedung 1987.
- Mutu Beton Rencana (fc’)
Kolom : fc’ 37.35 MPa
Pelat : fc’ 29.05 MPa
Balok & Dinding Geser : fc’ 33.2 MPa
ᵧbeton : 2400 kg/m³
- Mutu Tulangan (Fy)
Tulangan Ulir (Fy) : 400 MPa
Tulangan Polos (Fy): 240 MPa
Perhitungan gempa
Beban gempa yang diperhitungkan padaperencanaan ini mengacu pada peraturan SNI 1726-2012. Kategori Resiko Bangunan dan FaktorKeutamaan ( Ie ) ditentukan berdasarkan jenispemanfaatan bangunan tersebut. Gedung apartemenini termasuk Kategori Resiko II dan nilai FaktorKeutamaan (Ie) adalah 1,0. Nilai Ss dan S1 dapatditentukan dari Peta Gempa Indonesia 2010. UntukWilayah Yogyakarta didapat nilai Ss = 1.219 g danS1 = 0.447 g
Penentuan Jenis Tanah
Berdasarkan hasil tes boring tanah, diperoleh nilaiNSP-T tanah rata untuk kedalaman 31.5 meterdengan Nilai hasil Test Penetrasi Standar Rata-Rata46.28 (15 sampai 50), maka tanah di bawah
bangunan merupakan tanah sedang. Dengandemikian, dari hasil Ss dan S1 dan kategori tanahSD, dapat diperoleh Nilai Fa = 1.012 dan Fv =1.553. Nilai SMS = 1.234 g dan SM1 = 0.694 g.Nilai SDS = 0.823 g dan SD1 = 0.462 g
Respon Spektrum Desain
Sebelum membuat grafik respon spectrum desain,perlu dihitung terlebih dahulu nilai batasan periodeT0 dan Ts
To = 0.2 S D1/ SDS = 0.2 x 0.462/0.823 = 0.112 detik
Ts = S D1/ SDS = 0.462/0.823 = 0.562 detik
Setelah itu dapat dibuat grafik respon spectrum
Periode Getar Struktur
Nilai T arah x (Tx) dan nilai T arah y (Ty) didapatdari hasil output pada Etabs, sehingga didapat nilaiTy = 1.062 detik dan nilai Tx = 0.982 detik.Menurut SNI 1726 : 2012, periode fundamentalpendekatan, Ta untuk struktur dengan ketinggianlebih dari 12 tingkat dapat ditentukan denganpersamaan :
Nilai koefisien Ct dan x untuk arah X dan Yditentukan oleh system struktur yang menahan gayagempa di arah tersebut. Sistem struktur yangdigunakan adalah system dinding geser, sehingganilai Ct dan x yang digunakan adalah nilai Ct dan xuntuk system struktur lainnya yaitu sebesar Ct =0.0488 dan x = 0.75.
Hasil analisa menunjukkan bahwa untuk arah X,nilai Ta = 0.0488 x 420.75 = 0.8051 detik dan arahY, nilai Ta = 0.0488 x 420.75 = 0.8051 detik,sehingga arah X, Tmax ijin = Cu Ta = 1.40 x 0.8051 =1.1275 detik, dan arah Y, Tmax ijin = Cu Ta = 1.40 x0.8051 = 1.1275 detik. Dengan demikian arah Xdan arah Y, nilai Tc > Cu Ta, maka gunakan T =Cu Ta = 1.1272 detik.
Geser Dasar Seismik
Geser dasar seismic (V) dalam arah yang ditetapkanharus ditentukan sesuai dengan persamaan berikutini : V = Cs x W, karena nilai Csx dan Csy =0.0586 g, maka didapat nilai Vx dan Vy :0.0586 16,552,543 kg969,223.26 kgDistribusi Vertikal Gaya Gempa
Gaya gempa lateral yang timbul di semua tingkatharus ditentukan dari persamaan berikut :
∑Beban-beban gempa yang terjadi di tiap lantaitersebut, kemudian didistribusikan ke setiap jointdan dianalisa menggunakan ETABS 9.
Kontrol Hasil Nilai Gaya Gempa Lateral TiapTingkat ( FiX dan FiY )
apabila kombinasi respons untuk geser dasar ragam(Vt) lebih kecil 85% dari geser dasar yang dihitung(V) menggunakan prosedur gaya lateral ekivalen,maka gaya harus dikalikan dengan factor skala0.85V/Vt. Jika dinyatakan dalam persamaan maka:0.85 1Nilai gaya geser dasar statik ekivalen nominaladalah:& 0.85 0.85 969,223.26 kg823,839.77Dari hasil analisi menggunakan program Etabsdidapatkan nilai gaya geser dasar dinamik sebagaiberikut :703,951.37 709,423.37Tabel 1 Perbandingan Gaya Geser Dasar StatikEkivalen dan Dinamik
Statik Ekivalen(0,85V)
Dinamik
Vx 823,839.77kg 703,951.37 kg
Vy 823,839.77kg 709,423.37 kg
Berdasarkan Tabel 1 karena gaya geser dasar statikekivalen lebih besar dari pada gaya geser dasardinamik, maka gaya perlu dikalikan faktor skala
Faktor Skala :
Arah X823,839.77703,951.37 11.170 1 Arah Y823,839.77709,423.37 11.161 1
Setelah diperoleh nilai factor skala, kemudian nilaitersebut diinput pada program Etabs denganmengalikan nilai factor skala tersebut dengan factorskala awal yaitu Ie/R x 9.81 m/s2, kemudiandilakukan analisa struktur kembali dan perhatikannilai Gaya Geser Dasar Dinamik yang baruTabel 2 Perbandingan Gaya Geser Dasar StatikEkivalen dan Dinamik setelah diberi Faktor Skala
Statik Ekivalen(0,85V)
Dinamik
Vx 823,839.77kg 1,330,791.00 kg
Vy 823,839.77kg 1,341,135.59 kg
Cek Persyaratan : 85% Vstatik < V dinamik
Vx = 823,839.77 kg < 1,330,791.00 kg… OK
Vy = 823,839.77 kg < 1,341,135.59 kg … OK
Faktor Pembesaran Torsi
Gambar 1 Faktor pembesaran torsi AxFaktor pembesaran torsi tidak disyaratkan melebihi3.0 dan apabila hasilnya lebih kecil dari 1.0 makanilai factor pembesaran torsi yang diambil adalah1.0
Tabel 3 Perhitungan Faktor Pembesaran TorsiAkibat Gempa Arah X
Tabel 4 Perhitungan Faktor Pembesaran TorsiAkibat Gempa Arah Y
Berdasarkan perhitungan factor pembesaran torsiuntuk ketiga jenis tanah diatas maka dapatdisimpulkan bahwa :
Bangunan tanpa ketidakberaturan torsikarna δ max < 1.2δrata-rata
Nilai Ax dan Ay adalah 1.0
Perhitungan nilai titik eksentrisitas rencana adalahsebagai berikut :
Menghitung Titik Eksentrisitas Rencana
Rumus untuk menghitung titik eksentrisitas adalahsebagai berikut :
ex = eox + (0.05 Bx Ax)
ey = eoy + (0.05 By Ay)
Kombinasi Pembebanan
Nilai redundansi (ρ) yang digunakan adalah 1.3sedangkan nilai SDS di wilayah Yogyakarta adalah0.823 g, maka kombinasi pembebanannya menjadi :
Simpangan Antar Lantai
Defleksi pusat massa di tingkat x (δx) harusditentukan sesuai dengan persamaan berikut :
Nilai factor pembesaran defleksi (Cd) untuh arah Xdan arah Y adalah 5.5, nilai factor keutamaangempa (Ie) adalah 1.0. Jenis struktur yang dipakaitermasuk jenis semua struktur lainnya dan strukturtermasuk kategori II sehingga simpangan antarlantai ijin (Δa) yang digunakan adalah 0.020hsx.system penahan gaya gempa yang terdiri dari hanyarangka momen pada struktur yang dirancang untukkategori desain seismic D, E, atau F, simpanganantar lantai tingkat desain (Δ) tidak boleh melebihi(Δa/ρ) untuk semua tingkat. Nilai ρ yang digunakandalam analisa bangunan ini adalah 1.3Tabel 5 Perhitungan Batas Simpangan Antar LantaiTingkat
Perhitungan Balok
Perhitungan Tulangan Utamaa. Kondisi 1, momen negatif tumpuan kanan
Kuat Geser Perlu :0.75 4505.23 3378.923 kN2032.717 kN OkKuat Geser Nominal Maksimum :56 56 1697500 x √33.28150.75 kN
, kuat geser nominal dibawah batas atas kuat
geser nominal maksimum
4.12.4 Desain Tulangan Komponen Batas
(Boundary Element)
Perhitungan tulangan Boundary Element pada
Lantai 1 :
Data yang dibutuhkan untuk penulangan boundary
element adalah :
Pu = 4208.901 N
BC = 4850 mm
Δu = 71.7 mm
Shear wall harus diberi Boundary Element bila :
w
u
w
h
lc
600
, dengan
007,0w
u
h
00523,013700
7.71
w
u
h
< 0,007 jadi diambil
nilai 0,007
76.1154007,0600
4850
600
w
u
w
h
l
c = 1450 mm > 1154.76 mm maka panel tersebut
harus diberi Boundary Element.
Boundary element harus dipasang secara horizontal
tidak kurang daripada :
96548501,014501,0 wlc
7252
1450
2
c
Maka boundary element atau tulangan komponen
batas harus dipasang minimal sejauh 965 mm,
diambil jarak pakai 1000 mm dari sisi masing-
masing serat tekan terluar. Direncanakan tulangan
longitudinal komponen batas 13 D13 – 250 dengan
clear cover sebesar 40 mm.
00986,01000350
73.132132
terpasang
terpasang
Sterpasang bd
A
51.235
180350401000
3501000
400
2.33)402350(1003,0
1'
3,0
sh
sh
ch
g
yh
ccsh
A
xA
A
A
f
fhsA
69.201
400
2.33)402350(10009,0
'09,0
sh
sh
yh
ccsh
A
xA
f
fhsA
Jumlah tulangan = 1000/100 = 10, maka dipasang
10 D10 – 100.Luas pakai 10 D10 – 100, Av = 785.4
mm2> 235.51 mm2…….OK.
Untuk penulangan komponen batas atau Boundary
Element pada lantai berikutnya disamakan dengan
perhitungan di atas pada lantai 1 karena tulangan
boundary dipasang menerus dari dasar sampai
lantai atap.
KESIMPULANHasil perencanaan struktur gedung bertingkat tinggiyang telah dibahas dapat disimpulkan sebagaiberikut:1. Mendapatkan struktur yang kokoh, kuat, aman,
dan ekonomis diperlukan suatu perencanaanstruktur yang baik dan benar denganmenggunakan standar teknis dan peraturanperencanaan struktur yang berlaku
2. Perencanaan dan perhitungan analisis strukturtahan gempa sesuai dengan peraturan SNI 03-1726-2012, seluruh elemen pada gedung dapatdibentuk menjadi suatu kesatuan sistemstruktur. Pelat lantai dan balok berfungsi untukmenahan beban gravitasi dan menyalurkan kekolom, sementara kolom berfungsi untuk
menahan beban lateral seperti beban gempa.Kedua sistem tersebut digabungkan dandidisain terhadap beban gempa dengan metodeanalisis dinamik spektrum respons
3. Kombinasi pembebanan struktur yangdigunakan adalah kombinasi beban untukmetoda ultimit, seperti: struktur, komponen-elemen struktur, dan elemen-elemen pondasiharus dirancang sedemikian hingga kuatrencananya sama atau melebihi pengaruhbeban-beban terfaktor sesuai dengan SNI 03-1726-2012. Metode tersebutmengkombinasikan beban-beban yang bekerjapada struktur dengan faktor beban, sehinggadiperoleh suatu nilai keamanan dalamperencanaan struktur tersebut
4. Perencanaan struktur ini didisain menggunakanSistem Rangka Gedung dengan menggunakankonfigurasi kerutuhan struktur Sistem Gandadengan Rangka Pemikul Momen Khususmenggunakan konsep disain kapasitas(capacity design), sehingga menghasilkanperilaku struktur strong column-weak beam
DAFTAR PUSTAKABadan Standardisasi Nasional. 1989. Perencanaan
Pembebanan untuk Rumah dan Gedung,SNI 1727-1989. Bandung: BSN.
Badan Standardisasi Nasional. 2002. Tata CaraPerhitungan Struktur Beton untuk
Bangunan Gedung,SNI 03-2847-2002.Bandung: BSN.
Badan Standardisasi Nasional. 2012. Tata CaraPerencanaan Ketahanan Gempa untukStruktur Bangunan Gedung dan NonGedung, SNI 03-1726-2012. Bandung:BSN.
Dewobroto, Wiryanto. 2007. Aplikasi RekayasaKontruksi dengan SAP 2000. Jakarta:Penerbit Elex Media Komputindo.
Kusuma, Gideon. 1995. Grafik dan TabelPerhitungan Beton BertulangBerdasarkan SK SNI T-15-1991-03 SeriBeton 4. Jakarta: Erlangga.