PERENCANAAN GEDUNG TOSERBA DENGAN SISTEM STRUKTUR RANGKA BAJA BRESING KONSENTRIK TIPE V TERBALIK JURNAL TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PERENCANAAN GEDUNG TOSERBA DENGAN SISTEM STRUKTUR RANGKA BAJA BRESING KONSENTRIK TIPE V TERBALIK JURNAL TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi syarat akademik Menempuh gelar Sarjana Teknik Sipil Strata Satu Oleh : GUSTI HENDRAWAN NIM : JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SILIWANGI TASIKMALAYA

2 ABSTRAK PERENCANAAN GEDUNG TOSERBA DENGAN SISTEM STRUKTUR RANGKA BAJA BRESING KONSENTRIK TIPE V TERBALIK Gusti Hendrawan ( ) Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Siliwangi Tasikmalaya, 2013 Kebutuhan akan struktur bangunan tahan gempa semakin meningkat seiring dengan perkembangan kebutuhan fasilitas berupa gedung-gedung tinggi. Bangunan gedung tinggi sangat rawan terhadap keruntuhan akibat beban lateral, terutama gempa. Maka dibutuhkan perencanaan khusus dalam mengantisipasi keruntuhan yang mungkin terjadi. Salah satunya dengan menggunakan struktur baja yang diberikan pengaku lateral berupa tahanan bresing pada bagian tertentu sehingga terjadi peningkatan kekakuan struktur dalam menyerap beban gempa. Tugas akhir ini merencanakan pembangunan perluasan gedung toserba dengan penambahan bresing konsentrik Tipe V terbalik sebagai elemen struktur penahan beban lateral. Model struktur berupa bangunan toserba 4 lantai yang dibebani oleh beban-beban vertikal dan beban lateral dengan metode analisis statik ekivalen dan di analisis menggunakan program ETABS yang selanjutnya dilakukan optimasi kekuatan elemen struktur melalui perencanaan secara manual. Dari hasil analisis diketahui bahwa bresing mampu secara efektif menyerap distribusi beban gempa yang diterima struktur, terlihat pada simpangan antar lantai yang terjadi yang masih jauh dari batas yang disayaratkan. Kata kunci : Struktur, Baja, Bresing, Statik Ekivalen, Sambungan 2

3 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan masyarakat perkotaan yang dinamis perlu diimbangi dengan sarana dan prasarana yang mendukung, salah satunya adalah membuat bangunan bangunan yang difungsikan sebagai sarana bisnis, hunian, hiburan, dan lain sebagainya. Hal ini berdampak pada semakin sempitnya lahan yang tersedia, sehingga pembangunan gedung bertingkat menjadi salah satu solusinya. Suatu kontruksi bangunan merupakan gabungan dari elemen elemen struktur seperti balok, kolom, plat, yang masing masing elemen memikul gaya gaya yang persentasenya mungkin berbeda antara satu dengan yang lainnya sebagai akibat dari bekerjanya beban beban pada suatu struktur bangunan, baik yang diakibatkan oleh beban vertikal maupun beban lateral. Beban lateral, dalam hal ini gempa yang mana dalam besaran tertentu getarannya dapat mempengaruhi kestabilan pada struktur gedung hingga menyebabkan kegagalan struktur, maka untuk mengantisipasi hal tersebut dalam hal ini struktur yang menggunakan material baja sebagai struktur utamanya diperlukan adanya pengekang lateral yaitu bresing. Maka dalam tugas akhir ini, akan meninjau pembangunan perluasan gedung Toserba Yogya, berlokasi di kota Ciamis. Dengan struktur utamanya menggunakan material baja, secara fiktif akan direncanakan kembali dengan penambahan elemen bresing sebagai pengaku terhadap gaya lateral. 1.2 Permasalahan 1) Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok, kolom, dan bresing. 2) Bagaimana merencanakan sambungan yang sesuai. 3) Bagaimana merencanakan fondasi sesuai dengan besar beban dan kondisi tanah di lapangan. 4) Bagaimana mengaplikasikan hasil perhitungan kedalam bentuk gambar teknik. 1.3 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan yang hendak dicapai dalam perencanaan tugas akhir ini adalah agar dapat menghasilkan struktur gedung yang stabil, kuat, mapu layan, serta memenuhi tujuan lainnya seperti ekonomis dan aspek kemudahan pelaksanaan. 1.4 Batasan Masalah Untuk lingkup bahasan masalah pada tugas akhir ini meliputi: 1) Perencanaan struktur atas meliputi balok, kolom, pelat dan bresing. 2) Perencanaan struktur bawah meliputi perencanaan base plate, balok sloof, fondasi, pedestal, dan pile cap. 3

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penggunaan Material Baja Sebagai Elemen Struktur Gedung Perencanaan struktur bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, kuat, mampu layan, awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lain yang telah direncanakan seperti ekonomis dan kemudahan dalam pelaksanaan. Salah satu tahapan penting dalam perencanaan bangunan struktur adalah pemilihan jenis material yang akan digunakan. Kelebihan baja sebagai material konstruksi : 1. Memiliki kekuatan yang tinggi sehingga bisa mengurangi ukuran dimensi penampang elemen struktur yang akan berdampak [ada berkurangnya berat sendiri struktur. 2. Keseragaman bahan penyusun dan keawetan yang lebih lama jika perawatan dilaksanakan sebagaimana mestinya sesuai ketentuan. 3. Daktilitas baja yang cukup tinggi ketika menerima tegangan tarik yang tinggi maka baja akan mengalami regangan yang besar sebelum terjadi keruntuhan. 4. Waktu pelaksanaan pekerjaan konstruksi akan lebih cepat. 2.2 Komponen Struktur Lentur Sebuah balok yang memikul beban lentur murni terfaktor M u, harus direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan : M u ϕm n Di mana : M u = adalah momen lentur terfaktor ϕ = adalah faktor reduksi = 0,9 M n = adalah kuat nominal dari momen lentur penampang 2.3 Komponen Struktur Tekan Perencanaan akibat gaya tekan Suatu komponen struktur yang megalami gaya tekan konsentris akibat beban terfaktor (N u ) harus memenuhi persyaratan sebagai berikut; N u < ϕ n N n Dimana: ϕ n = faktor reduksi kekuatan N n = kuat tekan nominal komponen struktur Keruntuhan batang tekan dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu ; 1. Keruntuhan yang diakibatkan tegangan lelehnya dilampui. Hal semacam ini terjadi pada batang tekan yang pendek (stocky column). 2. Keruntuhan yang diakibatkan oleh terjadinya tekuk. Hal semacam ini terjadi pada batan tekan yang langsing (slender column) Kelangsingan Batang Tekan 4

5 Kelangsingan batang tekan bergantung dari jari-jari kelembaban (r) dan panjang tekuk (L k ). Karena batang mempunyai 2 jari-jari kelembaban, umumnya akan terdapat 2 harga λ. Kelansingan batang tekan yang menentukan adalah harga λ yang terbesar atau dengan jari-jari kelembaban (r) yang terkecil. 2.4 Batas-Batas Lendutan Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai dengan struktur, fungsi penggunaan, sifat pembebanan, serta elemen-elemen yang didukung oleh struktur tersebut. 2.5 Komponen Struktur Komposit Penggunaan balok baja untuk menopang suatu pelat beton sudah ditemukan sejak lama, namun pada saat itu pelat beton dan balok baja tidak dihubungkan dengan suatu penghubung geser sehingga yang dihasilkan adalah penampang non komposit, namun seiring dengan berkembangnya metode pengelasan menjadi lebih baik dan ditemukan penghubung geser untuk menahan gaya geser horisontal maka kemampuan lekatan antara balok baja dan pelat beton dapat ditingkatkan menjadi satu kesatuan komponen struktur yang disebut komponen struktur komposit. 2.6 Penghubung Geser Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dengan profil baja harus dipikul oleh sejumlah penghubung geser sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan. Besarnya gaya geser horizontal yang harus dipikul oleh penghubung geser diatur dalam SNI pasal yang menyatakan bahwa untuk aksi komposit dimana beton mengalami gaya tekan akibat lentur, gaya geser total yang bekerja pada daerah yang dibatasi oleh titik momen positif maksimum dan momen nol yang berdekatan harus diambil nilai terkecil dari : A s.f y, 0,85f c.a c. 2.7 Sambungan Baut Sambungan merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari sebuah struktur baja. Sambungan berfungsi untuk menyalurkan gaya-gaya dalam (momen, lintang/geser, dan/atau aksial) antar komponen-komponen struktur yang disambung, sesuai dengan perilaku struktur yang direncanakan. Keandalan sebuah struktur baja untuk bekerja dengan mekanisme yang direncanakan sangat tergantung oleh keandalan sambungan. Berdasarkan perilaku struktur yang direncanakan, sambungan dapat dibagi menjadi : 1. Sambungan kaku adalah sambungan yang memiliki kekakuan cukup untuk mempertahankan sudut-sudut di antara komponen-komponen struktur yang disambungkan. Hal ini disebabkan sambungan mampu memikul momen yang bekerja, sehingga deformasi titik kumpul tidak terlalu berpengaruh terhadap distribusi gaya dalam maupun terhadap deformasi keseluruhan struktur. 2. Sambungan semi-kaku adalah sambungan yang tidak memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan sudut-sudut antara komponen struktur yang disambung. Akan tetapi memiliki kapasitas yang cukup untuk 5

6 memberikan kekangan yang dapat diukur terhadap besarnya perubahan sudutsudut tersebut. 3. Sambungan sederhana adalah sambungan yang tidak memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan sudut-sudut di antara komponen struktur yang disambung. Ujung komponen struktur yang disambung dianggap tidak menahan kekangan sehingga dianggap bebas momen. 2.8 Perencanaan Fondasi Tiang Pancang Kapasitas Daya Dukung Aksial Fondasi Tiang Fondasi tiang dapat dibedakan menjadi : - Tiang pancang yang dipancang masuk sampai mencapai lapisan tanah keras, sehingga daya dukungnya lebih dipengaruhi pada tahanan ujungnya. Tiang pancang seperti ini disebut End Bearing Pile. - Apabila tiang pancang tidak mencapai lapisan tanah keras, maka untuk menahan beban yang diterima, mobilisasi tahanan sebagian besar ditimbulakan oleh gesekan antara tiang pancang dengan tanah (Skin Friction), yang disebut dengan Friction Pile Kapasitas Daya Dukung Fondasi Tiang Dalam Grup Jarak antara tiang dalam grup sangat mempengaruhi perhitungan kapasitas garup tiang. Untuk bekerja sebagai grup, jarak anatar tiang (S) biasanya tunduk pada peraturan bangunan daerah masing - masing. Pada umumnya S bervariasi antara : - Jarak minimum S = 2d - Jarak maksimum S = 6d Tergantung dari fungsi tiang, misalnya : - Sebagai friction pile, minimum S = 3d - Sebagai end bearing pile, minimum S = 2,5d Tergantung dari klasifikasi tanah : - Kalau terletak pada lapisan tanah liat keras, minimum S = 3,5d - Kalau didaerah lapis padat, minimum S = 2d 6

7 BAB III METODOLOGI 3.1 Bagan Alur Penyelesaian Tugas Akhir Mulai Pengumpulan Data Studi literatur Preliminary Desain Dan Pembebanan Perencanaan Struktur Atas Not OK Pemodelan Dan Analisis Struktur Kontrol Desain OK Perencanaan Pondasi Penggambaran Hasil Perencanaan Selesai Gambar 3.1 Langkah Langkah Penyelesaian Tugas Akhir 7

8 3.2 Data Umum Bangunan Berikut data umum perencanaan perluasan gedung Toserba Yogya : Nama gedung : Toserba Yogya Lokasi : Kota Ciamis Fungsi gedung : Toserba Banyak Tingkat : 4 Lantai Panjang gedung : 59,28 meter Lebar gedung : 8 meter Tinggi gedung : 15,15 meter Struktur utama : Baja Gambar 3.2 Tampak depan gedung Gambar 3.3 Tampak samping gedung Gambar 3.4 Denah tampak atas lantai 4 8

9 Gambar 3.5 Denah penempatan bresing Gambar 3.6 Rangka gedung 3 dimensi 9

10 BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ATAS 4.1 Pre Liminary Design Penentuan dimensi penampang elemen pada struktur seperti kolom, balok, bresing, dan balok anak dipilih dengan cara trial and error, dimensi tersebut dipilih dengan pertimbangan kemampuannya dalam menahan beban dengan rasio tegangan yang mencukupi, dengan cara mensubstitusi elemen struktur yang menunjukan kegagalan dengan elemen yang lebih kuat. Hasil akhir dimensi penampang yang dipilih tersebut dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 4.1a Dimensi elemen struktur kolom Lantai Kolom Profil A (cm 2 ) 4 WF ,5 3 WF ,5 2 WF ,5 1 WF ,5 Tabel 4.1b Dimensi elemen struktur balok Lantai Balok Induk 1 Balok Induk 2 Profil A (cm 2 ) Profil A (cm 2 ) 4 WF ,3 WF WF ,3 WF WF ,3 WF WF ,3 WF Tabel 4.1c Dimensi elemen struktur balok Lantai Balok Anak 1 Balok Anak 2 Profil A (cm 2 ) WF ,15 4 WF WF ,15 3 WF WF ,15 2 WF WF ,15 1 WF WF ,15 Tabel 4.1d Dimensi elemen struktur bresing Lantai Bresing Profil A (cm 2 ) 4 WF ,53 3 WF ,53 2 WF ,53 1 WF ,53 10

11 4.2 Perencanaan Pelat Lantai dan Balok Anak Perencanaan Pelat Lantai Pelat direncanakan sebagai sistem pelat komposit, dimana dalam perencanaan ini memakai bondek produk dari PT. Alsun Suksesindo dengan ketebalan 0,75 mm. Gambar 4.1 Tabel perencanaan praktis Gambar 4.2 Properties metal deck Pembebanan a. Beban Hidup = 250 kg/m 2 Panjang bentang antara balok anak adalah 2 m. 11

12 Panjang balok anak adalah 8 m. Dengan beban hidup yang dipakai 300 kg/m 2 Dari gambar 4.1 didapat : Tebal pelat beton diambil = 10 cm Luas tulangan negatif = 2,06 cm 2 /m b. Beban mati = 334,1 kg/m 2 direncanakan memakai tulangan dengan Ø = 10 mm (As = 78,50 mm2 = 0,7850 cm2) banyaknya tulangan yang diperlukan tiap 1 m = A = 2,06 = 2,7 buah 4 buah A s 0,7850 Jarak antar tulangan negatif per-meter = 1000mm/4 = 250 mm. Jadi, dipasang tulangan negatif Ø Tulangan ϕ Pelat bondek t = 0, Perencanaan Balok Anak Pembebanan : Gambar 4.3 Potongan Pelat lantai Beban Hidup = 500 kg/m 2 Beban Mati = 668,2 kg/m 2 Perhitungan qu, Mu max, da, Vu max q u = 1,2.qd + 1,6 ql = 1889,84 kg/m 2 M u max = 1 x qu x l2 8 = 15118,72 kgm V u max = 1 x qu x l 2 12

13 = 7559,36 kg Perhitungan Ix Perlu untuk memenuhi syarat lendutan = 5.q.L4 = 5.M.L2 384.EI 48.EI = 5.M.L2 = 5 15, EI = 21,3 mm < L (22,22 mm) 360 Perencanaan profil WF untuk balok anak Dipakai profil WF A = 84,12 cm 2 tf = 13 mm W = 66 kg/m tw = 8 mm d = 400 mm h = 342 mm b = 200 mm Zx = 1290,458 cm 3 ix = 16,8 cm Zy = 5204,79 cm 3 iy = 4,54 cm r = 16 mm Ix = cm 4 Iy = 1740 cm 4 Mutu baja BJ 41 f u = 4100 kg/cm 2 f y = 2500 kg/cm 2 Kontrol kuat geser h = d 2.(tf + r) = ( ) = 342 mm h/t w = 342/8 = 42,75 5 k n = = 5 + a h = 5,009 1,10 k n. E f y = 1,10 5, k n. E = 69,63 Dengan, (h/t w ) 1,10 f y maka kuat geser nominal pelat badan adalah: V n = 0,6 f y. A w = 0, ,2 = kg V u ϕ V n 7559,36 0, = ok Kontrol Kuat Rencana Lentur Cek kelangsingan penampang Pelat sayap λ = b 2tf = = 7,69 λ p = 170 fy = = 10,75 13

14 k e = 4 tw = = 0,612 0,35 < 0,612 < 0,763 OK λ r = 420 = 420 = 24,49 ( f y f r )/ke ( )/0,612 λ λ p Penampang kompak Pelat badan λ = t w = 42,75 λ p = 1680 fy = = 106,25 λ r = 2550 fy = = 161,28 λ λ p Penampang kompak Karena penampang profil kompak, maka Mn = Mp Mn = Mp = fy Zx = ,458 Tekuk lateral Lb = 8000 mm = kgcm = 32261,45 kgm Lp = 1,76 ry E f y = 1,76 20,69 ( ) = 1029,96 mm 250 Lr = ry X 1 f L X 2 f L Lr = 20, , , Lr = 2473,33 mm Karena Lr < Lb, maka balok termasuk bentang panjang, M n = M cr M p M cr = C b π L E I y G J + πe L 2 Iy I w < M p C b = 12,5 M max 2,5 M max + 3 M A + 4 M B + 3 M C 2,3 14

15 C b = 12, ,72 2, , , , ,04 = C b = 1,136 2,3 M cr = 1,136 3, , , = ,988 kgcm = 20252,15988 kgm M cr = 20252,16 < M p = 32261,45 M u ϕ M n 15118,72 0, ,16 = 18226,95 ok Kondisi balok induk setelah komposit Menghitung momen nominal kontrol kriteria penampang Pelat sayap λ = b 2tf = = 7,69 λ p = 170 fy = = 10,75 k e = 4 tw = = 0,612 0,35 < 0,612 < 0,763 OK λ r = 420 = 420 = 24,49 ( f y f r )/ke ( )/0,612 λ λ p Penampang kompak Pelat badan λ = t w = 42,75 λ p = 1680 fy = = 106,25 λ r = 2550 fy = = 161,28 λ λ p Penampang kompak Profil penampang kompak, dengan φ b = 0,85 dan M n dihitung berdasarkan distribusi tegangan plastis pada penampang komposit (SNI : ). Mencari lebar efektif untuk balok interior : b E = L 4 = = 200 cm menentukan nilai n : 15

16 E beton = 4700 f c = = MPa E baja = MPa n = E baja = = 8,51 8 E beton pelat beton ditransformasi ke penampang baja, sehingga : Lebar efektif ekivalen : b E = 2000 = 250 mm = 25 cm n 8 Menentukan lokasi sumbu netral transformasi: Luas Transformasi A (cm 2 ) Lengan Momen y (cm) A.y (cm 3 ) Pelat beton Profil WF 84, ,6 Σ 309, ,6 y = ΣA.y ΣA 3648,6 = = 11,8 cm (dari tepi atas) 309,12 Besarnya gaya tekan : C = A s.f y = 84, = kg C c = 0,85.f c.a c = 0, (200 10) = kg Karena C c > C, maka garis netral jatuh pada pelat beton. Maka gaya tekan C dalam beton, karena balok diasumsikan berperilaku komposit penuh maka diambil nilai terkecil dari A s.f y dan 0,85.f c.a c a = C 0,85.f c.b E = , = 4,95 cm Gaya tekan resuktan C terletak pada jarak a/2 dari serat atas beton. Gaya tarik resultan T terletak pada titik berat profil WF, lengan momen dari momen kopel C dan T adalah sebesar : y = d/2 + t a/2 = (400/2) (49,5/2) = 275,25 mm kuat lentur nominal dari struktur komposit tersebut : M n = C.y = ,525 = ,5 kg.cm Kuat lentur rencana : ϕ b M n = 0, ,5= ,38 = 49202,3138 kg.m Maka : M u ϕb. M n 16

17 M u = 15118,72 ϕb. M n = 49202,3138 OK Kekuatan nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi. Perhitungan perencanaan penghubung geser Data : Balok anak IWF f c = 25 MPa t = 100 mm L = 8000 mm Gaya geser V h akibat aksi komposit penuh adalah : V h = C = kg Diameter maksimum stud yang diizinkan : 2,5.t f = 2,5 10 = 25 mm Digunakan stud 19,05 mm 50mm. Luas penampang melintang satu buah stud connector : A sc = π 19,052 4 = 285,03 mm 2 Modulus elastisitas beton : E c = 0,041.w 1,5 f c = 0,041.(2400) 1,5 25 = 24102,98 MPa Kuat geser satu buah stud connector : Q n = 0,5.A sc f c. E c A sc. f u Q n = 0,5 285,03 A sc. f u = 285, = N Q n A sc. f u Jumlah stud yang diperlukan : ,98 = ,23 N = 11062,823 kg N = V = = 19,1 20 buah Q n 11062,823 Digunakan minimum 20 stud untuk setengah bentang balok,atau 40 buah untuk keseluruhan bentang. Jika satu buah stud dipasang tiap penampang melintang, jarak antar stud adalah : s = /2 = 400 mm 4.3 Analisis Struktur Input Beban Gempa Analisis struktur untuk mendapatkan gaya gaya dalam dilakukan dengan menggunakan program ETBAS. Besaran beban gempa Fi yang akan di input pada ETABS disajikan dalam table berikut : 17

18 Tabel 4.2 Nominal beban gempa tiap lantai Lantai Wi (kg) Hi (m) Wi.Hi Fi (kg) , , , , , ,652 Σ Wi.Hi Beban Fi kemudian diaplikasikan pada pusat eksentrisitas massa bangunan, yang disajikan dalam table berikut : Tabel 4.3a Eksentrisitas rencana bangunan arah X Lantai XCM YCM XCR YCR e b 1,5e+0,05b e-0,05b ed x y Tabel 4.3b Eksentrisitas rencana bangunan arah Y Lantai XCM YCM XCR YCR e b 1,5e+0,05b e-0,05b ed x y Kombinasi pembebanan Berikut kombinasi pembebanan yang di aplikasikan pada struktur dalam tugas akhir ini : COMB1 =1,4DL COMB2 = 1,2DL + 1,6LL COMB3 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (0,3Ex + 1,0 Ey) COMB4 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (0,3Ex - 1,0 Ey) COMB5 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (-0,3Ex + 1,0 Ey) COMB6 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (-0,3Ex - 1,0 Ey) COMB7 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (1,0 Ex + 0,3 Ey) COMB8 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (1,0 Ex - 0,3 Ey) COMB9 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (-1,0 Ex + 0,3 Ey) COMB10 = 1,2 DL + 1 LL + 2,2 (-1,0 Ex - 0,3 Ey) COMB11 = 0,9 DL 2,2 (0,3Ex + 1,0 Ey) COMB12 = 0,9 DL 2,2 (0,3Ex - 1,0 Ey) COMB13 = 0,9 DL 2,2 (-0,3Ex + 1,0 Ey) COMB14 = 0,9 DL 2,2 (-0,3Ex - 1,0 Ey) COMB15 = 0,9 DL 2,2 (1,0 Ex + 0,3 Ey) 18

19 COMB16 = 0,9 DL 2,2 (1,0 Ex - 0,3 Ey) COMB17 = 0,9 DL 2,2 (-1,0 Ex + 0,3 Ey) COMB18 = 0,9 DL 2,2 (-1,0 Ex - 0,3 Ey) Dimana : DL :beban mati LL : beban hidup EX : beban gempa arah X EY : beban gempa arah Y Waktu Getar Alami Gedung Analisis waktu getar struktur dilakukan dengan cara membandingkan waktu getar yang telah didapatkan dengan cara empiris yaitu T E = 0,65 harus lebih kecil dari waktu getar yang dihitung dengan cara T-RAYLEIGH : Tabel 4.4a T-rayleigh dalam arah X (Tx) Lantai Wi (kg) di-x 2 (cm) Fi (kg) di-x (cm) Wi.di-x 2 Fi.di-x ,705 0, ,468 0, , , ,186 0, ,747 0, , , ,186 0, ,592 0, , , ,354 0, ,652 0, , , , ,084 Tabel 4.4b T-rayleigh dalam arah Y (Ty) Lantai Wi (kg) di-y 2 (cm) Fi (kg) di-y (cm) Wi.di-y 2 Fi.di-y ,705 0, ,468 0, , , ,186 0, ,747 0, , , ,186 0, ,592 0, , , ,354 0, ,652 0, , , , ,479 T R-x = 6,3 n i=1 Wi.di x 2 g n i=1 Fi.di x T R-y = 6,3 n i=1 Wi.di y 2 g n i=1 Fi.di y T R-x = 6, , ,084 = 0,32 T R-y = 6, , ,479 = 0,42 T E < T R-x + 20% T R-x 0,65 > 0,384 T E < T R-y + 20% T R-y 0,65 > 0,504 Karena waktu getar alami fundamental yang dihitung dengan Rumus T-Rayleigh lebih kecil dari waktu getar struktur bangunan yang didapat dengan rumus empiris (T E = 0,65), maka perlu dilakukan perhitungan ulang untuk penentuan distribusi beban gempa pada struktur portal tinjauan. dengan mengambil nilai T R. C = 0,70 V = C.I.W t R 19

20 = 0,70.1 5, ,43 = 72895,429 kg Sementara beban gempa static ekivalen untuk tiap lantai disajikan dalam table berikut : Tabel 4.5 Nominal beban gempa tiap lantai Lantai Wi (kg) Hi (m) Wi.Hi Fi (kg) ,71 15, , , , , , ,19 7, , , , , ,097 Σ Wi.Hi ,170 Tabel 4.6a T-rayleigh dalam arah X (Tx) Lantai Wi (kg) di-x 2 (cm) Fi (kg) di-x (cm) Wi.di-x 2 Fi.di-x ,705 0, , , , ,186 0, , , , ,186 0, , , , ,354 0, , , , , ,310 Tabel 4.6b T-rayleigh dalam arah Y (Ty) Lantai Wi (kg) di-y 2 (cm) Fi (kg) di-y (cm) Wi.di-y 2 Fi.di-y ,705 1, , , , ,186 0, , , , ,186 0, , , , ,354 0, , , , , ,234 T R-x = 6,3 n i=1 Wi.di x 2 g n i=1 Fi.di x T R-y = 6,3 n i=1 Wi.di y 2 g n i=1 Fi.di y T R-x = 6, , ,135 = 0,35 T R-y = 6, , ,770 = 0,49 T R-x < T R-x + 20% T R-x 0,32 < 0,42 OK T R-y < T R-y + 20% T R-y 0,42 < 0,588 OK Kinerja Batas Layan ( s) Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, hal itu dimaksudkan untuk menjaga kenyamanan penghuni gedung, mencegah kerusakan non struktur, membatasi pelelehan baja dan beton yang berlebihan. Untuk 20

21 memenuhi persyaratan s, SNI Pasal 8.1 membatasi simpangan antar tingkat tidak boleh lebih besar dari 0,03 R *hi atau 30 mm Dimana hi adalah tingkat yang ditinjau, diambil mana yang mempunyai nilai terkecil. Simpangan anatar tingkat dihitung dalam table berikut: Tabel 4.7a Analisa s akibat gempa arah X Lantai hi s (mm) Drift s Syarat drift s Keterangan (mm) antar tingkat (mm) (mm) ,65 0,33 16,88 OK ,32 0,82 24,11 OK ,50 0,97 24,11 OK ,53 0,53 16,07 OK Tabel 4.7b Analisa s akibat gempa arah Y Lantai hi s (mm) Drift s Syarat drift s Keterangan (mm) antar tingkat (mm) (mm) ,51 1,07 16,88 OK ,44 2,14 24,11 OK ,30 2,32 24,11 OK ,98 0,98 16,07 OK Kinerja Batas Ultimit ( m) Kinerja batas ultimit m ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung akibat gempa rencana dalam kondisi struktur gedung tersebut dalam ambang keruntuhan. Dimaksudkan untuk membatasi kemungkinan adanya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa dan benturan dengan gedung lain. Sesuai SNI Pasal 8.2 simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur grdung akibat pembebanan beban gempa nominal, dikalikan dengan suatu factor pengali ξ. = ξ x s Dimana ξ = 0,7 x R (untuk gedung beraturan) Untuk memenuhi persyaratan, kinerja batas ultimit m tidak boleh lebih besar dari 0,02.hi, dihitung dalam table berikut : Tabel 4.8a Analisa m akibat gempa arah X Drift m antar tingkat (mm) Lantai hi (mm) Drift s antar tingkat (mm) Syarat drift m (mm) Keterangan ,33 1,29 63,00 OK 21

22 ,82 3,21 90,00 OK ,97 3,80 90,00 OK ,53 2,08 60,00 OK Tabel 4.8b Analisa m akibat gempa arah Y Drift m antar tingkat (mm) Lantai hi (mm) Drift s antar tingkat (mm) Syarat drift m (mm) Keterangan ,07 4,19 63,00 OK ,14 8,39 90,00 OK ,32 9,09 90,00 OK ,98 3,84 60,00 OK 4.4 Perencanaan Sambungan Sambungan balok anak dengan balok induk Hasil perhitungan sambungan terlihat pada gambar berikut : Gambar 4.3 Detail sambungan balok induk dengan balok anak 22

23 4.4.2 Sambungan balok induk dengan kolom Hasil perhitungan sambungan terlihat pada gambar berikut : Gambar 4.4 Detail sambungan balok induk pada bagian web kolom 23

24 4.4.3 Sambungan kolom dengan kolom Gambar 4.5 Detail sambungan kolom dan kolom 24

25 4.4.4 Sambungan balok induk ke flens kolom Gambar 4.6 Detail sambungan Balok induk pada flens kolom Sambungan Bresing Gambar 4.7a Detail sambungan bresing di titik 1 25

26 Gambar 4.7b Detail sambungan bresing di titik 2 26

27 BAB V PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH 5.1 Perencanaan Pelat Dasar Kolom ( Column Base Plate) fc beton = 30 MPa P u = ,46 kg. M u = kgcm Kolom = Profil IWF Plat BJ41, f y = 250 MPa Direncanakan dimensi base plate cm, dengan tebal 2,4 cm. hasil perhitungan ditampilkan dalam gambar berikut : Gambar 5.1 Rencana sambungan base plate dengan kolom 27

28 5.2 Perencanaan Fondasi Tiang Pancang Direncanakan fondasi tiang pancang yang dipancang sampai kedalaman 15 meter dari permukaan tanah. Digunakan tiang pancang pra-tekan tipe pencil shoe produk dari WIKA beton dengan spesifikasi sebagai berikut : Diameter = 50 mm Class = A2 Bending momen crack = 12,50 ton.m Bending momen ultimate = 18,75 ton.m Allowable axial load = 181,70 ton Gambar 5.2 Denah rencana fondasi Dari hasil perhitungan fondasi didapat hasil akhir seperti tergambar berikut ini : Gambar 5.3 Denah rencana fondasi 28

29 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 5.3 Kesimpulan - Walaupun bentuk gedung simetris, tetapi pada aktualnya pusat massa gedung tidak berada ditengah tengah akibat distribusi beban pada masa layan, maka dari itu perlu direncanakan eksentrisitas rencana terhadap titik tangkap gaya gempa. - Struktur rangka baja dengan pengekang bresing mampu memberikan kekakuan yang cukup pada struktur terbukti pada simpangan antar lantai yang masih cukup jauh dari batas maksimum yang di ijinkan. - Dimensi elemen struktur masih bisa diperkecil lagi, mengingat rasio kapasitas penampang terhadap gaya yang bekerja masih sangat aman. - Fondasi yang digunakan adalah fondasi tiang pancang yang mana untuk jumlah kebutuhan jumlahnya lebih dipengaruhi oleh gaya aksial. 5.4 Saran Untuk studi lebih lanjut, bisa dibuat beberapa model struktur gedung dengan penempatan bresing yang berbeda. Sehinggga setelah proses analisis bisa di simpulkan model struktur yang paling baik. 29

30 DAFTAR PUSTAKA Andika, Aditya C. (2012). Perencanaan Struktur Rumah Sakit Dengan Konstruksi Dinding Geser. Program S1 Universitas Siliwangi Tasikmalaya. Tidak Diterbitkan. Departemen Pekerjaan Umum (1987). Pedoman Perencanaan Pembebanan Unutk Rumah Dan Gedung (SKBI ). Jakarta: Yayasan Badan Penerbit PU. Departemen Pekerjaan Umum (2002). Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). Jakarta: Yayasan Badan Penerbit PU. Departemen Pekerjaan Umum (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI ). Jakarta: Yayasan Badan Penerbit PU. Departemen Pekerjaan Umum (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ). Jakarta: Yayasan Badan Penerbit PU. Gunawan, Rudy. Dengan Petuntuk Ir. Morisco. (1987). Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta: Penerbit Ka Hadihardaja, Joetata. Rekayasa Fundasi II (ISBN : ). Jakarta: Penerbir Gunadarma Hardiyatmo, H.C. (20008). Teknik Fondasi 2. Yogyakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Salmon, Charles G., dan Johnson John E. (1996). Struktur Baja Desain dan Perilaku 2. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama Setiawan, Agus. (1996). Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD. Semarang: Penerbir Erlangga 30