1 PERHITUNGAN BEBAN GEMPA UNTUK BANGUNAN GEDUNG Iswandi Imran KK-FTSL-ITB 16 o 14 o 12 o 10 o 8 o 6 o 4 o 2 o 0 o 2 o 4 o 6 o 8 o 10 o 16 o 14 o 12 o 10 o 8 o 6 o 4 o 2 o 0 o 2 o 4 o 6 o 8 o 10 o 94 o 96 o 98 o 100 o 102 o 104 o 106 o 108 o 110 o 112 o 114 o 116 o 118 o 120 o 122 o 124 o 126 o 128 o 130 o 132 o 134 o 136 o 138 o 140 o 94 o 96 o 98 o 100 o 102 o 104 o 106 o 108 o 110 o 112 o 114 o 116 o 118 o 120 o 122 o 124 o 126 o 128 o 130 o 132 o 134 o 136 o 138 o 140 o Banda Aceh Padang Bengkulu Jambi Palangkaraya Samarinda Banjarmasin Palembang Bandarlampung Jakarta Sukabumi Bandung Garut Semarang Tasikmalaya Solo BlitarMalang Banyuwangi DenpasarMataram Kupang Surabaya Jogjakarta Cilacap MakasarKendari Palu Tual Sorong Ambon Manokwari Merauke Biak Jayapura Ternate Manado Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun Pekanbaru : 0,03 g : 0,10 g : 0,15 g : 0,20 g : 0,25 g : 0,30 g Wilayah Wilayah Wilayah Wilayah Wilayah Wilayah 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 6 5 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 6 6 4 2 5 3 6 0 80 Kilometer200 400 Peta Gemp a Indonesia
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
PERHITUNGAN BEBAN
GEMPA UNTUK BANGUNAN
GEDUNG
Iswandi Imran
KK-FTSL-ITB
16o
14o
12o
10o
8o
6o
4o
2o
0o
2o
4o
6o
8o
10o
16o
14o
12o
10o
8o
6o
4o
2o
0o
2o
4o
6o
8o
10o
94o
96o
98o
100o
102o
104o
106o
108o
110o
112o
114o
116o
118o
120o
122o
124o
126o
128o
130o
132o
134o
136o
138o
140o
94o
96o
98o
100o
102o
104o
106o
108o
110o
112o
114o
116o
118o
120o
122o
124o
126o
128o
130o
132o
134o
136o
138o
140o
Banda Aceh
Padang
Bengkulu
Jambi
Palangkaraya
Samarinda
BanjarmasinPalembang
Bandarlampung
Jakarta
Sukabumi
Bandung
Garut Semarang
Tasikmalaya Solo
Blitar Malang
BanyuwangiDenpasar Mataram
Kupang
Surabaya
Jogjakarta
Cilacap
Makasar
Kendari
Palu
Tual
Sorong
Ambon
Manokwari
Merauke
Biak
Jayapura
Ternate
Manado
Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun
Pekanbaru
: 0,03 g
: 0,10 g
: 0,15 g
: 0,20 g
: 0,25 g
: 0,30 g
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
1
1
1
2
2
3
3
4
4
56
5
1
1
1
1
1
1
2
2
2
22
2
3
3
3
33
3
4
4
4
44
4
5
5
5
55
5
6
6
6
4
2
5
3
6
0 80
Kilometer
200 400
Peta Gempa Indonesia
2
Kombinasi Beban Gempa
Jenis Analisis Struktur
Static Push Over Analysis
Analisis Beban Gempa Statik Ekivalen
Analisis Ragam Spektrum Respons
Analisis Respon Dinamik Riwayat Waktu Liniear
Analisis Respon Dinamik Riwayat Waktu Non-Linear
3
Analisis Statik Ekivalen
Suatu cara analisis 3 dimensi linear dengan
meninjau beban-beban gempa statik
ekivalen;
Karena sifat struktur gedung beraturan yang
praktis berperilaku sebagai struktur 2
dimensi, respon dinamiknya praktis hanya
ditentukan oleh respon ragam pertama dan
dapat ditampilkan sebagai akibat dari beban
gempa statik ekivalen.
Response Bangunan terhadap Gempa
I = I1 I2 (1)
1,0 ≤ μ = δm/δy ≤ μm (2)
Vy = Ve/μ (3)
Vn = Vy/f 1 = Ve/R (4)
f 1 = 1,6 (5)
1,6 ≤ R = μf 1 ≤ R m (6)
Nilai R utk berbagai nilai μdiberikan di Tabel 2
Untuk gedung dengan sistem
struktur lebih dari 1
R = Vs / ( Vs /Rs) (7)
δ
Fi
V0 δn δy δm
f f 2
f 1
μ R
VVe
Vm
Vy
Vn
elastik
daktail
V = C1 I Wt / R
C1 = nilai faktor respon gempa, didapat
dari spektruk respons gempa rencana
4
Dasar Pemahaman Respon Gedung
terhadap Gempa
Ve = C1 I Wt
Vn = Ve/R
V e
V m
V y V n
R
f
f 1
δ n δ y δ m T1
C1
Respon spektra elastik nilai Rmenentukan tingkat kerusakan gedungpasca gempa.
Nilai penting dalam penentuan bebangempa disain Vn adalah C1 dan R;
Spektrum Respons Gempa Rencana
Am = 2,5 A0
Tc = 0,5 det, tanah
keras
0,6 det, tanah
sedang
1,0 tanah lunak
T ≤ Tc C = Am
T > Tc C = Ar / T
di mana Ar = Am Tc
A 0
A m
Tc
A r / T
T
0.380.360.340.300.200.08TL
0.360.320.280.230.150.05TS
0.330.280.240.180.120.04TK
0.300.250.200.150.100.03B dsr
W6W5W4W3W2W1A0
B Dsr = batuan dasar, TK = t keras, TS = tsedang, TL = t lunak
Secara konseptual, merupakanadaptasi dari UBC-97
5
Nilai A r
Ar
0.950.900.850.750.500.20Soft Soil
0.540.500.420.330.230.080Stiff Soil
0.420.350.300.230.150.05Dense Soil
0.300.250.200.150.100.03Base Rock
Zone 6Zone 5Zone 4Zone 3Zone 2Zone 1Soil Type
SOIL PROFILE TYPES – SNI Gempa 2002
Soil requiring site-specific evaluation
(Tanah Khusus)
SF
< 50< 15< 180
(< 175)
Soft Soil Profile
(Tanah Lunak)
SE
50 – 10015 – 50180 – 360
(175 – 350)
Stiff Soil Profile
(Tanah Sedang)
SD
> 100> 50360 – 760
(≥ 350)
Very Dense Soil & SoftRock
(Tanah Keras)
SC
760 – 1,500RockSB
--
> 1,500Hard RockSA
Undrainedshear
strength (kpa)
SPT N(cohesionless soil layers)
Shear wavevelocity
(m/s)
AVERAGE SOIL PROPERTIES FOR TOP 30M OF SOIL PROFILES
SOIL PROFILE NAME(generic description)
SOILPROFILESTYPE
Diasumsikan tidak ada diIndonesia
6
Waktu Getar Alami Str. Portal Gedung (T)
(UBC-97)
T = 0,0853 H untuk SRPM baja
T = 0,0731 H untuk SRPM beton atau SRBE
T = 0,0488 H untuk Sistem struktur lain
H = Tinggi struktur gedung (m)
4
3
4
3
4
3
Alternatif Perhitungan Nilai T 1 Gedung
T1 waktu getar alamifundamental struktur gedung
beraturan rumus Rayleigh:
∑
∑
=
==
n
i
ii
n
i
ii
d F g
d W
T
1
1
2
1 3,6
Bila T1 dihitung dengan
cara ini nilainya tidak
boleh 30% lebih besar
dari nilai T sebelumnya
Wi = berat lantai tingkat i;
Fi = beban gempa nominal statikekivalen yg bekerja di pusatmassa lantai tingkat I;
di = simpangan horizontal lantaitingkat i;
g = percepatan gravitasi=9,8m/d2.
7
Batas Nilai T
Approksimasi Perioda Struktur T a (ASCE 7-05)
Untuk Sistem Rangka Pemikul Momen :
Untuk Sistem Dinding Geser :
N = Jumlah Lantai
Untuk Gedung dengan Jumlah lantai kurang
dari 12 Lantai, alternatif perhitungan perioda:Fundamental Period :
8
Batasan Perioda Struktur (ASCE 7-05)
Fundamental Periods, T < C u T a
Penentuan Beban Geser Dasar
Beban Geser Dasar
Nominal statik ekivalen V:
Beban geser dasar
nominal V harus
dibagikan sepanjang
tinggi struktur menjadi
beban gempa nominal
statik ekivalen Fi yang
bekerja pada pusat
massa lantai tingkat i:
t W R
I C V 1=
Apabila rasio tinggi struktur dan ukuran
denah dalam arah pembebanan
gempa ≥ 3, maka 0,1V harus dianggap
sebagai beban horizontal terpusat
yang bekerja pada pusat massa lantai
paling atas. Sisanya dibagi sesuai Fi
V
zW
zW F
n
i
ii
iii
∑=
zi = ketinggian lantai I diukur daritaraf penjepitan struktur atas.
Wt = berat total gedung,
termasuk beban hidup
yang sesuai
9
Faktor Keutamaan I I = I 1 I 2
Catatan: utk semua struktur gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan
sebelum berlakunya standar ini, I dapat dikalikan 80%.