RS GROUP. Apa yang bisa Kita bantu?? RENUNGAN

Transkripsi

1

2 RENUNGAN Disaat kita hidup dalam kemewahan, selalu mengenakan aksesoris mahal, bergaul dengan lingkungan orang- orang yang berada Ingatlah, bahwa masih banyak orang- orang yang hidupnya jauh di bawah kita. Orang- orang yang selalu berpikir Besok apa yang bisa dimakan..? Orang- orang yang memiliki beberapa keterbatasan, mulai dari tidak adanya orang tua, minimnya dana untuk bersekolah, dan sedikitnya pakaian yang bisa mereka kenakan. Apa yang bisa Kita bantu?? Kami berharap, ebook ini tidak di copy paste tanpa izin dari Penulis, karena ebook ini dijual dan lebih dari 10% dana yang terkumpul akan disedekahkan dan digunakan untuk menyantuni anak- anak yatim piatu tersebut. Anda bisa berpartisipasi untuk mempromosikan ebook ini ke teman- teman dan rekan kerja, melalui pembelian online di website Kami di : Kami memang bukan orang yang sempurna, Kami juga bukan orang yang suci, tapi kami memiliki niatan yang tulus untuk peduli dan membantu orang- orang seperti mereka. Best Regard, Muhammad Miftakhur Riza Manager and Structural Engineer at A

3 KATA PENGANTAR Ilmu teknik sipil pada dasarnya adalah ilmu yang kuno. Orang- orang terdahulu pun telah mampu menciptakan berbagai macam konstruksi yang kokoh, hal tersebut dibuktikan dengan berbagai macam penemuan bangunan- bangunan prasejarah. Namun ilmu teknik sipil tersebut terus berkembang karena 3 hal yaitu : adanya inovasi material- material baru, teknik atau metode pelaksanaan yang semakin canggih, dan adanya teknologi yang membantu dalam hal perencanaan, pengawasan, dll. Perkembangan ilmu teknik sipil dirasakan begitu cepat karena adanya keinginan dan kebutuhan manusia yang semakin meningkat, seperti banyaknya gedung- gedung tinggi, jembatan, bangunan air, dan sarana prasarana lainnya. Sekarang untuk merencanakan semua itu tidak menjadi masalah dan bisa dilakukan dengan cepat karena kecanggihan teknologi untuk mendesain bangunan sipil. ETABS (Extended Three dimension Analysis of Building Systems) adalah salah satu progam computer yang digunakan khusus untuk perencanaan gedung dengan konstruksi beton, baja, dan komposit. Software tersebut mempunyai tampilan yang hampir sama dengan SAP karena dikembangkan oleh perusahaan yang sama (Computers and Structures Inc, CSI) yaitu salah satu perusahaan pembuat piranti lunak (software) untuk perencanaan- perencanaan struktur. Software- software dari CSI tersebut sudah digunakan di lebih dari 160 negara. Buku ini membahas dengan detail cara- cara untuk mendesain struktur gedung dengan ETABS yang meliputi : pemodelan struktur, input pembebaban, analisis gempa, dan perhitungan struktur balok, kolom, plat, serta pondasi. Buku ini sangat cocok sebagai referensi para pelajar yang sedang mendalami ilmu struktur dan para praktisi di dunia teknik sipil. Penulis,

4 DAFTAR ISI 1. Sistem Struktur 1 2. Asumsi yang Digunakan 2 3. Peraturan dan Standar Perencanaan 2 4. Material Struktur Beton Baja Tulangan Baja Profil 6 5. Detail Elemen Struktur Balok Kolom Plat Lantai Shear Wall Momen Inersia Penampang Pemodelan Struktur Penggambaran Elemen Balok Penggambaran Elemen Kolom Penggambaran Elemen Plat Penggambaran Elemen Shear Wall Pemodelan Pondasi Kekakuan Sambungan (joint) Balok- Kolom Denah Struktur Pembebanan Kombinasi Pembebanan Perhitungan Beban Mati Beban Mati pada Plat Lantai Beban Mati pada Plat Atap Beban Mati pada Balok 38

5 Beban pada Tangga Beban pada Plat Tangga Beban pada Bordes Beban Hidup Beban Gempa Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Otomatis Lantai Tingkat sebagai Diafragma Waktu Getar Alami (T) Faktor Keutamaan (I) Penentuan Jenis Tanah Perhitungan Beban Gempa Nominal (V) Eksentrisitas Rencana (ed) Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Manual Perhitungan Berat Gedung (Wt) Input Beban Gempa Statik Ekuivalen Analisis Gempa Dinamik Respons Spektrum Respons Spektrum Gempa Rencana Analisis Gempa Dinamik Time History Kontrol dan Analisis Analisis Ragam Respon Spektrum Partisipasi Massa Gaya Geser Dasar Nominal, V (Base Shear) Kinerja Sruktur Gedung Kinerja Batas Layan Kinerja Batas Ultimit Perhitungan Struktur dengan ETABS Peraturan yang Digunakan EfektivitasPenampang Analisis Penulangan Balok Desain Tulangan Utama Balok Desain Tulangan Geser (sengkang) 100

6 Desain Tulangan Torsi Desain Tulangan Badan Kontrol Pesyaratan Balok pada SRPMK Gambar Detail Penulangan Balok Penulangan Kolom Desain Tulangan Utama Kolom Desain Tulangan Geser Kolom Kontrol Pesyaratan Kolom pada SRPMK Gambar Detail Penulangan Kolom Penulangan Plat Lantai Desain Pondasi Data Tanah Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Perhitungan Estimasi Biaya Pekerjaan Struktur 118 DAFTAR PUSTAKA 120 PENULIS 121

7 KASUS Sebuah gedung perkantoran 8 lantai akan direncanakan dengan struktur beton. Sistem perencanaan dengan SRPMK (Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus). Gedung tersebut terletak di lokasi zona gempa 3 dengan kondisi tanah sedang. 1. Sistem Struktur Pemodelan struktur dilakukan dengan Program ETABS v9.7.2 (Extended Threedimensional Analysis of Building Systems. Perencanaan dengan Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Pemodelan struktur gedung 8 lantai untuk gedung perkantoran yang akan didesain ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar 1.1. Rencana Pemodelan Struktur Gedung Perkantoran 8 Lantai Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 1

8 2. Asumsi yang Digunakan a. Efek P-delta diabaikan. b. Plat lantai dianggap sebagai elemen shell yang bersifat menerima beban tegak lurus bidang (vertikal) dan beban lateral (horizontal) akibat gempa. c. Pondasi dianggap jepit, karena desain pondasi menggunakan bore pile (pondasi dalam), sehingga kedudukan pondasi diasumsikan tidak mengalami rotasi dan translasi. 3. Peraturan dan Standard Perencanaan a. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Gedung SNI b. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung SNI c. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI d. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung PPPURG Untuk memulai pembuatan model struktur pada ETABS, dapat dilakukan dengan cara File New Model No. Gambar 3.1. Tampilan Awal Program ETABS Setelah itu akan muncul kolom yang berisi data teknis bangunan. Kolom tersebut diisi sesuai dengan model struktur gedung yang akan di desain yang meliputi : a. Jumlah lantai (Number of Stories), b. Ketinggan antar lantai yang sama (Typical Story Height), c. Ketinggian lantai bawah (Bottom Story Height), dan d. Penentuan satuan (Units) yang akan digunakan. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 2

9 Keterangan : ) Number of Stories : jumlah lantai. ) Typical Story Height : ketinggan antar lantai yang sama. ) Bottom Story Height : ketinggian lantai bawah. ) Units : pilihan satuan yang akan digunakan. Gambar 3.2. Input Data Jumlah Lantai, Ketinggiannya, dan Satuan Denah struktur gedung cenderung mempunyai kesamaan (typical) dengan lantai- lantai di bawah atau di atasnya, sehingga pada ETABS dapat dibuat hubungan kesamaan antar lantai dengan menganggap satu/ beberapa lantai sebagai acuan lantai yang lain (Master Story). Keterangan : ) Master Story : bagian lantai yang digunakan untuk acuan lantai yang lain. ) Similar to : lantai yang mempunyai karakteristik yang sama (dengan Master Story). Gambar 3.3. Data Karakteristik Lantai pada ETABS Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 3

10 Jarak antar As untuk penggambaran kolom dan balok dapat diinput dengan cara Edit Edit Grid Data Modify/ Show System sebagai berikut. Gambar 3.4. Coordinate System Gambar 3.5. Input Data Jarak- jarak Grid atau As Bangunan Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 4

11 Tampilan grid yang telah diinput ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar 3.6. Grid atau Sumbu As untuk Penggambaran Balok dan Kolom 4. Material Struktur Struktur gedung didesain menggunakan bahan beton bertulang dengan mutu dan persyaratan sesuai dengan standard peraturan yang ada sebagai berikut : 4.1. Beton Kuat beton yang disyaratkan, fc = 30 Mpa Modulus elastisitas beton, Ec = 4700 fc = 25742,96 MPa = kn/m² Angka poison, υ = 0,2 Modulus geser, G = Ec / [ 2( 1 + υ ) ] = 8757,91MPa = kn/m² 4.2. Baja Tulangan Diameter 12 mm menggunakan baja tulangan polos BJTP 24 dengan tegangan leleh, fy = 240 MPa. Diameter > 12 mm menggunakan baja tulangan ulir BJTD 40 dengan tegangan leleh, fy = 400 MPa. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 5

12 4.3. Baja Profil Mutu baja profil yang digunakan untuk struktur baja harus memenuhi persyaratan setara dengan BJ 40 dengan tegangan leleh fy = 400 MPa. Bahan struktur beton yang digunakan adalah dengan spesifikasi berikut : Mass per unit volume = 2,4 F c (mutu kuat tekan beton) = 20 MPa = knm Fy (tegangan leleh tulangan utama), BJ 40 = 400 Mpa = knm Fys (tegangan leleh tulangan geser/ sengkang), BJ 24 = 240 Mpa = knm Data bahan tersebut dapat diinput ke dalam ETABS dengan cara Define Material Properties Conc Modify seperti ditunjukkan pada Gambar berikut ini. Gambar 4.1. Material Property Data (satuan knm) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 6

13 5. Detail Elemen Struktur Elemen- elemen struktur yang digunakan dalam perencanaan gedung ditunjukkan sebagai berikut : Jenis struktur = Beton bertulang Pondasi = Bore pile diameter 40 cm Kode balok = TB 1-40x80 (balok tie beam arah X) = TB 2-30x50 (balok tie beam arah Y) = B 1-40x70 (balok utama lantai 1 lantai 4) = B 2-40x70 (balok utama lantai 5 lantai 7) = B 3-40x70 (balok utama lantai 5 lantai 7) = B 4-20x50 (balok pemikul lift lantai atap) = B A - 30x60 (balok anak lantai 1 - lantai 7) = B B - 20x40 (balok anak lantai atap) Kode Kolom = K 1-70x70 (kolom utama lantai 1 lantai 4) = K 2-70x70 (kolom utama lantai 5 lantai 6) = K 3-20x20 (kolom utama lantai atap) 5.1. Balok Input elemen struktur balok dilakukan dengan cara Define Frame Section AddRectangular. Gambar 5.1. Input Profil Balok dan Kolom Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 7

14 Detail penampang balok yang digunakan ditunjukkan sebagai berikut. Gambar 5.2. Input Profil Balok B1-40x70 (satuan : meter) Gambar 5.3. Input Profil Balok BA-40x60 (satuan : meter) Gambar 5.4. Input Profil Balok B4-20x50 (satuan : meter) Gambar 5.5. Input Profil Balok TB1-40x80 (satuan : meter) Gambar 5.6. Input Profil Balok TB2-30x50 (satuan : meter) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 8

15 5.2. Kolom Input elemen struktur kolom dilakukan dengan cara Define Frame Section Add Rectangular. Gambar 5.7. Input Profil Kolom K1-70x70 (satuan : meter) Gambar 5.8. Input Profil Kolom K3-70x70 (satuan : meter) Detail penulangan kolom bisa klik Reinforcement sebagai berikut : Gambar 5.9. Desain Penulangan Kolom K1-70x70 (satuan : meter) Gambar Desain Penulangan Kolom K3-20x20 (satuan : meter) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 9

16 Keterangan : Cover to rebar center : tebal selimut beton berdasarkan SNI Beton Pasal 9.7. Number of bar in 3 dir : jumlah tulangan arah sumbu 3. Number of bar in 2 dir : jumlah tulangan arah sumbu 2. Bar size Corner Bar size : dimensi tulangan tepi. : dimensi tulangan ujung atau tepi sudut. Karena ada perbedaan ukuran atau dimensi tulangan yang digunakan di Amerika dengan di Indonesia, maka untuk membuat ukuran tulangan yang kita inginkan bisa dilakukan dengan cara Option Preferences Reinforcement Bar Sizes. Gambar Input Dimensi Tulangan Baru - Diameter 22 (satuan : mm) Keterangan : Bar ID : identitas nama tulangan, Bar Area : luas tulangan, dapat dihitung dengan cara A = ¼ x π x d 2, Bar diameter : ukuran diameter tulangan. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 10

17 Berdasarkan SNI Beton Pasal 9.7 tebal selimut beton minimum yang diizinkan adalah sebagai berikut : Tabel 5.1. Persyaratan Tebal Selimut Minimum Tebal selimut tersebut dapat diinput ke ETABS dengan cara Define Frame Section Rectangular Reinforcement Concrete cover to Rebar Center. Tebal selimut untuk balok dan kalom 40 mm, serta untuk Tie Biem 60 mm. Gambar 5.12.Tebal Selimut untuk Balok (satuan : meter) Gambar 5.13.Tebal Selimut untuk Tie Beam (satuan : meter) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 11

18 5.3. Plat Lantai Input elemen plat dilakukan dengan cara Define Wall/ Slab Deck Section Add New Slab. Ada 3 asumsi dalam pemodelan plat lantai yaitu : Shell : plat diasumsikan menerima gaya vertikal akibat beban mati dan hidup, juga menerima gaya horizontal/ lateral akibat gempa. Membrane : plat diasumsikan menerima gaya horizontal saja. Plate : plat diasumsikan hanya menerima gaya vertikal saja, akibat beban mati dan hidup. Thick Plate : plat diasumsikan mempunyai ketebalan lebih, biasanya digunakan untuk jalan beton, tempat parkir dan plat yang berfungsi sebagai pondasi. Dalam perencanaan ini, plat dimodelkan sebagai Shell, sehingga selain menerima gaya vertikal akibat beban mati dan hidup, plat juga diasumsikan menerima gaya horizontal/ lateral akibat gempa. Input data plat ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Input Data Plat Lantai Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 12

19 Gambar Data Plat S 1 Lantai Basement Gambar Data Plat S 2 Lantai 1- Lantai 7 Gambar Data Plat S 3 Lantai Atap Pada plat lantai basement (S 1 ) diasumsikan sebagai Thick Plate, karena dimensi plat yang digunakan relatif tebal dan plat tersebut juga menumpu di tanah sebagai pondasi Shear Wall Adanya gerakan lift menyebatkan getaran yang berakibat retaknya dinding, maka digunakan shear wall untuk meredam getaran tersebut dan untuk memperbesar kekakuan gedung akibat pengaruh gempa. Karena shear wall tersebut dimodelkan berbentuk tube untuk lubang lift, maka bisa juga disebut core lift. Pemodelan shear wall tersebut dapat dilakukan dengan cara Define Wall/ Slab Deck Section Add New Wall. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 13

20 Gambar Input Elemen Wall Shear wall tersebut dapat diasumsikan sebagai Thick Plate, karena dimensi dinding yang digunakan relatif tebal dan karena plat tersebut juga menumpu di tanah sebagai pondasi Momen Inersia Penampang Besarnya waktu getar alami struktur (T) dapat diketahui dengan menganggap bahwa momen inersia penampang untuk arah 2 axis atau 3 axis adalah utuh tanpa mengalami keretakan, sehingga nilai faktor pengali diisi 1 dengan cara Define Frame Sections Pilih Elemen Balok atau Kolom Modify/ Show Property Set Modifiers. Gambar Nilai Faktor Pengali 1 untuk Penampang Utuh Balok Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 14

21 Gambar Nilai Faktor Pengali 1 untuk Penampang Utuh Kolom 6. Pemodelan Struktur Pemodelan struktur gedung dilakukan secara 3D dengan menggambar semua elemen balok, kolom, plat, dan shear wall. Cara penggambaran masing- masing elemen ditunjukkan sebagai berikut Penggambaran Elemen Balok Penggambaran elemen balok dapat dilakukan secara praktis dengan pilihan Similar Story untuk beberapa lantai yang mempunyai denah balok yang sama (typical), sedangkan untuk kasus dimana lantai yang didesain berbeda dengan lantai yang lain, maka dapat digunakan pilihan One Story. Karakteristik tiap lantai tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.3. Penggambaran elemen balok tersebut dilakukan dengan cara Draw Draw Line Objects Draw Lines. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 15

22 Gambar 6.1. Denah Rencana Balok Tie Beam (elevasi +1 meter) Gambar 6.2. Denah Rencana Balok Lantai 1 sampai Lantai 4 (Similar Stories) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 16

23 Gambar 6.3. Denah Rencana Balok Lantai 5 sampai Lantai 6 (Similar Stories) Gambar 6.4. Denah Rencana Balok Lantai Lantai 7 (elevasi +26,2 meter) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 17

24 Gambar 6.5. Denah Rencana Balok Lantai Atap (elevasi +28,7 meter) 6.2. Penggambaran Elemen Kolom Penggambaran elemen kolom dapat dilakukan secara praktis dengan pilihan Similar Story untuk lantai yang mempunyai denah kolom yang sama (typical), sedangkan untuk kasus dimana lantai yang didesain berbeda dengan lantai yang lain, maka dapat digunakan pilihan One Story. Karakteristik tiap lantai tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.3. Penggambaran elemen kolom dapat dilakukan dengan cara Draw Draw Line Objects Create Column in Region. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 18

25 Gambar 6.6. Denah Rencana Kolom Lantai 1 sampai Lantai 4 (Similar Story) Gambar 6.7. Denah Rencana Kolom Lantai 5 sampai Lantai 7 (Similar Story) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 19

26 6.3. Penggambaran Elemen Plat Penggambaran elemen plat dapat dilakukan dengan cara Draw Draw Area Objects Create Areas at Click. Karena ada lantai yang mempunyai jenis plat yang sama (typical), maka penggambaran plat dapat dilakukan secara praktis dengan pilihan Similar Story, sedangkan untuk kasus dimana lantai yang di desain berbeda dengan lantai yang lain, maka dapat digunakan pilihan One Story. Plat lantai yang diinput ditunjukkan sebagai berikut. Gambar 6.8. Denah Rencana Plat Lantai Basement (S 1 ) Gambar 6.9. Denah Rencana Plat Lantai 1 sampai lantai 7 Basement (S 2 ) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 20

27 Gambar Denah Rencana Plat Lantai Atap (S 3 ) 6.4. Penggambaran Elemen Shear Wall Penggambaran elemen wall dapat dilakukan dengan cara Draw Draw Area Objects Create Areas at Click. Tampilan harus diubah terlebih dahulu menjadi XZ (tampak samping). Elemen wall yang diinput ditunjukkan sebagai berikut. Gambar Elemen Shear Wall Memanjang pada As C-D dan I-J Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 21

28 Gambar Elemen Shear Wall Melintang pada As 2-3 Elemen shear wall didesain mempunyai sifat yang hampir sama dengan kolom yaitu menerima beban aksial dan lentur, maka shear wall tersebut harus dimodelkan sebagai elemen Pilar (Pier). Pemodelan elemen Pier tersebut dilakukan dengan cara memilih elemen shear wall terlebih dahulu, kemudian Assign Shell/ Area Pier Label - Add New Pier. Gambar Pembuatan Pier untuk Elemen Wall Wall 1 adalah shear wall yang terletak di sebelah kiri dan Wall 2 adalah shear wall yang terletak di sebelah kanan. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 22

29 Gambar Pemodelan Elemen Wall sebagai Pier Gambar Tampak Elemen Wall 1 (kiri) dan Wall 2 (kanan) Asumsi desain tulangan untuk shear wall dan dimensinya dapat diinput langsung dengan fasilitas Section Designer dengan cara pilih salah satu tipe wall, kemudian Design Shear Wall Design Define Pier Section for Checking Add New Pier Section Section Designer. Karena bentuk penampang shear wall dari lantai dasar sampai lantai atap adalah sama, maka dapat digunakan pilihan Start from Existing Wall Pier. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 23

30 Gambar Pembuatan Detail Elemen Wall 1 (sebelah kiri) dengan Section Designer Gambar Detail Penulangan dan Dimensi Elemen Wall 1 dengan Section Designer Gambar Pembuatan Detail Elemen Wall 2 (sebelah kanan) dengan Section Designer Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 24

31 Gambar Detail Penulangan dan Dimensi Elemen Wall 2 dengan Section Designer Pemodelan elemen wall sebagai pilar (Pier) dilakukan dengan memberikan tulangan langsung, sehingga elemen Pier tersebut harus dimodelkan dengan General Reinforcement. Bentuk dan desain wall dari lantai atas sampai bawah bentuknya sama, maka Section at Bottom dan at Top juga sama. Pemodelan General Reinforcement tersebut dilakukan dengan cara memilih/ menyeleksi wall terlebih dahulu, kemudian Design Shear Wall Design Assign Pier Sections for Checking General Reinforcing Pier Sections. Gambar General Reinforcing untuk Wall 1 dan Wall 2 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 25

32 6.5. Pemodelan Pondasi Pemodelan pondasi diasumsikan sebagai jepit, karena desain pondasi yang menggunakan bore pile (pondasi dalam), sehingga kedudukan pondasi dianggap tidak mengalami rotasi dan translasi. Pemodelan tumpuan tersebut dapat dilakukan dengan klik semua kolom pada lantai dasar, kemudian Assign Joint/ Point Restrains. Gambar Penentuan Tipe Tumpuan Pondasi sebagai Jepit 6.6. Kekakuan Sambungan (joint) Balok- Kolom Tingkat kekakuan balok- kolom dapat dimodelkan sebagai Rigid Zone Offset atau daerah yang kaku, karena pada struktur beton hubungan balok dan kolom adalah monolite. Nilai Rigid Zone Factor atau faktor kekakuan berkisar dari 0 sampai 1. Angka 0 untuk tanpa kekakuan dan 1 untuk sangat kaku (full rigid). Tidak ada ketentuan khusus untuk nilai tersebut, sepenuhnya adalah Engineering Judgement. Namun manual program menyarankan nilai Rigid Zone Factor adalah 0,5. Pada ETABS nilai kekakuan tersebut dapat diinput dengan memilih semua elemen balok- kolom dengan cara Select By Frame Sections. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 26

33 Gambar Pemilihan Seluruh Elemen Balok dan Kolom Setelah semua elemen balok- kolom dipilih, nilai kekakuan (rigid factor) dapat dimasukkan dengan cara Assign Frame/ Line End (Length) Offsets. Gambar Input Faktor Kekakuan Balok Kolom Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 27

34 7. Denah Struktur Pemodelan dan denah struktur rencana balok, kolom, plat, serta shear wall pada ETABS ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar 7.1. Perencanaan Struktur Gedung Perkantoran secara 3D dengan ETABS Gambar 7.2. Denah Rencana Balok, Kolom, dan Plat Lantai Tie Beam Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 28

35 Gambar 7.3. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai 1 Lantai 4 (Similar Story) Gambar 7.4. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai 5 Lantai 6 (Similar Story) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 29

36 Gambar 7.5. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai 7 Gambar 7.6. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai Atap Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 30

37 Tampak struktur shear wall pada As 3 dan As D ditunjukkan pada Gambar berikut : Gambar 7.7. Penampang Shear Wall pada As 3 Gambar 7.8. Penampang Shear Wall pada As D Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 31

38 8. Pembebanan Jenis beban yang bekerja pada gedung meliputi : a. Beban mati sendiri elemen struktur (Self Weight) Meliputi : berat balok, kolom, shear wall, dan plat. b. Beban mati elemen tambahan (Superimposed Dead Load) Meliputi : dinding, keramik, plesteran, plumbing, mechanical electrical, dll. c. Beban hidup (Live Load) : berupa beban luasan yang ditinjau berdasarkan fungsi bangunan. d. Beban Gempa (Earthquake Load): ditinjau terhadap beban gempa statik dan dinamik. Beban mati sendiri elemen struktur (Self Weight) yang terdiri dari kolom, balok dan plat sudah dihitung secara otomatis dalam ETABS dengan memberikan faktor pengali berat sendiri (self weight multiplier) sama dengan 1, sedangkan beban mati elemen tambahan yang terdiri dari dinding, keramik, plesteran, plumbing, dll diberikan faktor pengali sama dengan 0, karena beban tersebut diinput secara manual. Beban mati elemen tambahan sebaiknya dibuatkan Load Case tersendiri, misal Dead untuk beban mati tambahan dan SW untuk beban mati sendiri (Self Weight). Hal ini untuk menghindari kerancuan antara beban mati tambahan dengan berat sendiri, dan untuk memisahkan massa bangunan tambahan dengan massa bangunan itu sendiri. Jenis beban yang bekerja pada struktur gedung dapat diinput dengan cara Define Static Load Case. Gambar 8.1. Jenis- jenis Beban yang Bekerja pada Struktur Gedung Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 32

39 8.1. Kombinasi Pembebanan Struktur bangunan dirancang mampu menahan beban mati, hidup dan gempa sesuai peraturan SNI Gempa Pasal dimana gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga probabilitas terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun. Kombinasi pembebanan yang digunakan mengacu pada SNI Beton Pasal 11.2 sebagai berikut : Kombinasi = 1,4 D Kombinasi = 1,2 D + 1,6 L Kombinasi = 1,2 D + Lr ± 1 E Keterangan : D : beban mati (dead load), meliputi berat sendiri gedung (self weight, SW) dan beban mati tambahan (superimposed dead load, D), L : beban hidup (live load), tergantung fungsi gedung, Lr : beban hidup yang boleh direduksi dengan faktor pengali 0,5 E : beban gempa (earthquake load), ditinjau terhadap gempa statik (EQ X, EQ Y ), gempa dinamik respons spektrum (P X, P Y ), dan gempa dinamik time history (TH X, TH Y ). Rincian kombinasi pembebanan tersebut ditunjukkan pada Tabel 8.1 berikut : Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 33

40 Tabel 8.1. Kombinasi Pembebanan Nama Kombinasi Kombinasi Pembebanan Jenis Kombinasi Kombinasi 1 Kombinasi 2 1,4 D + 1,4 SW 1,2 D + 1,2 SW + 1,6 L Kombinasi pembebanan tetap (akibat beban mati dan hidup) Kombinasi 3 Kombinasi 4 Kombinasi 5 Kombinasi 6 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 EQ X 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 EQ X 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 EQ Y 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 EQ Y Kombinasi pembebanan sementara (akibat beban mati, hidup, dan gempa statik) Kombinasi 7 Kombinasi 8 Kombinasi 9 Kombinasi 10 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 P X 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 P X 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 P Y 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 P Y Kombinasi pembebanan sementara (akibat beban mati, hidup, dan gempa dinamik respons spektrum) Kombinasi 9 Kombinasi 10 Kombinasi 11 Kombinasi 12 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 TH X 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 TH X 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 TH Y 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 TH Y Kombinasi pembebanan sementara (akibat beban mati, hidup, dan gempa dinamik time history) Berbagai kombinasi pembebanan tersebut diinput ke ETABS dengan cara Define Load Combination Add New Combo. Gambar 8.2. Input Berbagai Macam Kombinasi Pembebanan pada ETABS Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 34

41 Gambar 8.3. Berbagai Macam Kombinasi Pembebanan yang telah Diinput Seluruh kombinasi pembebanan yang telah diinput dalam ETABS tersebut dapat dilihat dengan cara Display Load Definitions Load Combinations sebagai berikut : Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 35

42 Kombinasi pembebanan yang telah diinput ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar 8.4. Output Kombinasi Pembebanan ETABS Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 36

43 8.2. Perhitungan Beban Mati (Dead Load) Beban mati adalah beban dari semua elemen gedung yang bersifat permanen termasuk peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung. Jenis- jenis beban mati pada gedung ditunjukkan pada Tabel berikut : Tabel 8.2. Jenis Beban Mati pada Gedung No. Jenis Beban Mati Berat Satuan 1 Baja 78,5 kn/m 3 2 Beton 22 kn/m 3 3 Pasangan batu kali 22 kn/m 3 4 Mortar, spesi 22 kn/m 3 5 Beton bertulang 24 kn/m 3 6 Pasir 16 kn/m 3 7 Lapisan aspal 14 kn/m 2 8 Air 10 kn/m 3 9 Dinding pasangan bata ½ batu 2,5 kn/m 2 10 Curtain wall kaca + rangka 0,6 kn/m 2 11 Langit- langit dan penggantung 0,2 kn/m 2 12 Cladding metal sheet + rangka 0,2 kn/m 2 13 Finishing lantai (tegel atau keramik) 22 kn/m 3 14 Marmer, granit per cm tebal 0,24 kn/m 2 15 Instalasi plumbing (ME) 0,25 kn/m 2 16 Penutup atap genteng 0,5 kn/m Beban Mati pada Plat Lantai Beban mati yang bekerja pada plat lantai gedung meliputi : Beban pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16 = 0,16 kn/m 2 Beban spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22 = 0,66 kn/m 2 Beban keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22 = 0,22 kn/m 2 Beban plafon dan penggantung = 0,2 kn/m 2 Beban Instalasi ME = 0,25 kn/m 2 Total beban mati pada plat lantai = 1,49 kn/m 2 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 37

44 Beban Mati pada Plat Atap Beban mati yang bekerja pada plat atap gedung meliputi : Berat waterproofing dengan aspal tebal 2 cm = 0,02 x 14 = 0,28 kn/m 2 Berat plafon dan penggantung = 0,2 kn/m 2 Berat Instalasi ME = 0,25 kn/m 2 Total beban mati pada plat atap = 0,73 kn/m 2 Beban mati didistribusikan pada plat secara merata dengan cara Assign Shell/ Area Loads Uniform Load Case Name Dead. Distribusi beban mati yang bekerja pada plat ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar 8.5. Distribusi Beban Mati pada Plat Lantai Beban Mati pada Balok Beban mati yang bekerja pada balok meliput i : Beban dinding pasangan bata ½ batu = 3,6 x 2,50 = 9 kn/m Beban dinding partisi (cladding) = 2 x 0,20 = 0,40 kn/m Beban reaksi pada balok akibat tangga = 13,65 kn/m Beban reaksi pada balok akibat gerakan lift = 70 kn Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 38

45 Beban mati pada balok yang berupa beban garis seperti beban dinding dan partisi diinput dengan cara Assign Frame/ Line Loads Distributed. Sedangkan beban mati yang berupa titik seperti beban lift dan reaksi tumpuan kuda- kuda diinput dengan cara Assign Frame/ Line Loads Point. Distribusi beban mati yang bekerja pada balok ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar 8.6. Distribusi Beban Mati pada Balok Beban pada Tangga Beban pada tangga meliputi beban mati yang berupa antrede, optrede, dan finishing berupa pasangan keramik. Data teknis tangga dalam perencanaan adalah sebagai berikut : Gambar 8.7. Komponen Tangga Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 39

46 Keterangan : Langkah datar (antrede) = 30 cm Langkah naik (optrede) = 20 cm Jumlah total = 18 Pemodelan struktur tangga dengan SAP v. 14 ditunjukkan pada Gambar berikut : Gambar 8.8. Pemodelan Struktur Tangga dengan SAP 2000 Plat tangga dimodelkan sebagai elemen Shell dimana plat tersebut menerima beban vertikal (akibat beban mati dan hidup) dan menerima beban horizontal (akibat gempa). Agar tegangan yang bekerja pada pelat tangga dapat merata, maka plat dibagi dengan piaspias kecil dengan cara Edit- Devide Areas. Gambar 8.9. Pembagian Pias- pias Kecil untuk Meratakan Tegangan yang Terjadi Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 40

47 Beban pada Plat Tangga Beban mati yang bekerja pada plat tangga meliputi : Berat finishing lantai (spesi dan tegel) tebal 5 cm = 0,05 x 22 = 1,1 kn Beban mati total trap beton = ½ x 0,3 x 0,2 x 9 x 1,25 = 0,34 kn Berat besi pegangan (handrill) = 0,1 kn Beban hidup = 3 kn/m Beban pada Bordes Beban mati yang bekerja pada bordes meliputi : Berat finishing lantai (spesi dan tegel) tebal 5 cm = 0,05 x 22 = 1,1 kn Beban hidup = 3 kn/m 2 Distribusi beban mati pada tangga dengan SAP ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Distribusi Beban Mati pada Tangga Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 41

48 Distribusi beban mati dan hidup pada tangga adalah beban terbagi merata pada plat, sehingga dapat diinput dengan cara Assign Shell/ Area Loads Uniform ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Distribusi Beban Mati pada Tangga Tulangan plat lantai tangga dapat didesain langsung pada SAP dengan cara mengganti elemen plat menjadi shell, dengan cara Define Area Section Modify Shell Layered Modify/ Show Layer Defintion Quick Start. Gambar Desain Penulangan Plat Tangga Arah X dan Y Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 42

49 Tegangan yang terjadi pada tangga akibat beban mati dan hidup (kombinasi 2) ditunjukkan pada Gambar berikut : Gambar Tegangan yang Terjadi Akibat Beban Mati dan Hidup (Mu max = 7,89 knm) Kontrol Kekuatan Tangga : Luas tulangan terpakai, As = ¼ x π x d² x b/s = ¼ x 3,14 x 12² x 1000/200 = 542,6 mm² Tinggi blok regangan, a = a = As x fy 0,85 x fc x b 542,6 x 240 0,85 xx 20 xx 1000 = 7,66 mm Tinggi efektif, d = tebal plat selimut ½ diameter tulangan = ½ x 12 = 94 mm Momen nominal, Mn = As x fy x (d - a 2 ) x 10-6 = 542,6 x 240 x ( 94 7,66 2 ) x 10-6 = 11,74 knm Syarat : φ Mn Mu 0,8 x 11,74 7,89 9,39 7,89 OK, Plat tangga mampu menerima beban. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 43

50 8.3. Beban Hidup (Live Load) Beban hidup adalah beban yang bekerja pada lantai bangunan tergantung dari fungsi ruang yang digunakan. Besarnya beban hidup lantai bangunan menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung PPPURG 1987 ditunjukkan pada Tabel berikut : Tabel 8.3. Beban Hidup untuk Gedung No. Jenis Beban Hidup Beban Satuan 1 Dak atap bangunan 1 kn/m 2 2 Rumah tinggal 2 kn/m 2 3 Kantor, sekolah, hotel, pasar, rumah sakit 2,5 kn/m 2 4 Hall, tangga, coridor, balcony 3 kn/m 2 5 Ruang olahraga, pabrik, bioskop, bengkel, 4 kn/m 2 perpustakaan, tempat ibadah, parkir, aula kn/m 2 6 Panggung penonton 5 kn/m 2 Reduksi beban dapat dilakukan dengan cara mengalikan beban hidup dengan koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan bangunan. Besarnya koefisien reduksi beban hidup untuk perencanaan portal dan gempa ditentukan sebagai berikut : Tabel 8.4. Faktor Reduksi Beban Hidup untuk Gedung No. Fungsi Bangunan Faktor Reduksi untuk Portal Faktor Reduksi untuk Gempa 1 Perumahan : rumah tinggal, asrama hotel, rumah 0,75 0,30 sakit 2 Gedung pendidikan : sekolah, ruang kuliah 0,90 0,50 3 Tempat pertemuan umum, tempat ibadah, bioskop, restoran, ruang dansa, ruang pergelaran 0,90 0,50 4 Gedung perkantoran : kantor, bank 0,60 0,30 5 Gedung perdagangan dan ruang penyimpanan : toko, toserba, pasar, gudang, ruang arsip, 0,80 0,80 perpustakaan 6 Tempat kendaraan: garasi, gedung parkir 0,90 0,50 7 Bangunan industri : pabrik, bengkel 1,00 0,90 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 44

51 Dari Tabel 8.3, beban hidup yang bekerja untuk perkantoran adalah sebagai berikut : Beban hidup ruang kerja = 2,5 kn/m² Beban hidup lantai atap = 1 kn/m² Distribusi beban hidup pada lantai dilakukan dengan cara Assign Shell/ Area Loads Uniform Load Case Name Life. Gambar Distribusi Beban Hidup pada Lantai Gedung Perkantoran (2,5 kn/m 2 ) Semua elemen plat dapat dibagi menjadi pias- pias kecil agar disribusi beban dari plat ke balok bisa lebih halus dan merata dengan cara pilih elemen plat, kemudian Edit Mesh Areas. Elemen plat lantai yang telah dibagi menjadi pias- pias kecil dengan Meshing Areas dapat dilihat pada Gambar berikut : Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 45

52 Gambar Pembagian Plat Menjadi Pias- pias Kecil (Meshing Areas) Elemen shear wall yang telah dibagi menjadi pias- pias kecil dengan Meshing Areas dapat dilihat pada Gambar berikut : Gambar Detail Elemen Shear Wall yang telah Dihaluskan dengan Meshing Areas Pembagaian elemen plat menjadi pias- pias kecil cukup dilakukan setiap jarak 0,5 m 1,5 m, karena pembagian pias yang terlalu rapat/ banyak akan membuat proses Run Analysis menjadi lebih lama. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 46

53 8.4. Beban Gempa Analisis beban gempa dilakukan dengan 2 cara yaitu statik ekuivalen dan dinamik respons spektrum. Untuk perhitungan gempa statik ekuivalen dapat dilakukan secara otomatis dengan Auto Lateral Loads dan secara manual dengan cara menginput besarmya beban gempa ke pusat massa struktur tiap lantai Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Otomatis Beban gempa statik ekuivalen adalah penyederhanaan dari perhitungan beban gempa yang sebenarnya dengan asumsi tanah dasar dianggap tetap (tidak bergetar), sehingga beban gempa diekuivalensikan menjadi beban lateral statik yang bekerja pada pusat massa struktur tiap lantai bangunan. Besarnya beban gempa yang bekerja pada struktur dapat dilakukan secara otomatis dengan cara Define - Static Load Cases Pilih gempa Eqx dan Eqy Auto Lateral Load User Coefficient. Gambar Pendefinisian Beban Gempa Statik secara Otomatis dengan Auto Lateral Load Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 47

54 Setelah Auto Lateral Load dipilih, kemudian klik Modify Lateral Load - User Coefficient dan tetapkan arah untuk masing- masing gempa untuk arah X dan Y sebagai berikut. Gambar Pendefinisian Beban Gempa Statik EQ X Arah X Gambar Pendefinisian Beban Gempa Statik EQ Y Arah Y Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 48

55 Lantai Tingkat sebagai Diafragma Pada SNI Gempa Pasal disebutkan bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem lantai dengan ikatan suatu struktur gedung dapat dianggap sangat kaku (rigid) dalam bidangnya dan dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap beban gempa horisontal. Maka, masing- masing lantai tingkat didefinisikan sebagai diafragma kaku dengan cara Assign Joint/ point Diafragms Add New Diafragms seperti pada Gambar berikut. Gambar Input Diafragma pada Masing masing Lantai Elemen lantai yang didefinisikan sebagai diafragma ditunjukkan pada Gambar berikut : Gambar Elemen Plat di Setiap Lantai yang Bekerja sebagai Diafragma Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 49

56 Waktu Getar Alami (T) Berdasarkan UBC (Uniform Building Code) 1997 section , estimasi atau perkiraan waktu getar alami gedung dengan struktur beton dapat dihitung dengan rumus : T = 0,0731 x H 0,75 = 0,0731 x 26,2 0,75 = 0,846 detik Berdasarkan SNI Gempa waktu getar struktur dapat didekati dengan Rumus Rayleigh. T R = 6,3 n i = 1 n g i= 1 W d i i 2 i F d i Dimana : W i : berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (direduksi), z i : ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral, F i : beban gempa statik ekuivalen pada lantai tingkat ke-i, d i : simpangan horisontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm, g : percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9,81 m/det 2, n : nomor lantai tingkat paling atas. Pada ETABS waktu getar alami dapat diketahui secara otomatis dari hasil ragam getar atau Modal Analysis dengan cara Run, kemudian Display Show Mode Shapes.Waktu getar analisis ETABS untuk Mode 1 dan Mode 2 ditunjukkan sebagai berikut : Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 50

57 Gambar Waktu Getar StrukturMode 1 (arah X) dengan T 1 = 0,7877 detik Waktu getar struktur Mode 1 (T 1 ) pada arah X adalah sebesar 0,7877 detik, berarti struktur gedung kemungkinan akan mengalami gerakan dengan tipe pada Gambar 8.22 setiap 0,7877 detik. Perilaku struktur tersebut dapat dilihat dengan cara Start Animation. Dari animasi yang telah dijalankan dapat dilihat bahwa struktur tersebut dominan mengalami translasi (tanpa rotasi) pada arah X pada Mode 1. Berarti struktur tersebut mempunyai kekakuan yang cukup. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 51

58 Waktu getar gedung pada Mode 2 ditunjukkan pada gambar berikut. Gambar Waktu Getar StrukturMode2 (arah Y) dengan T 2 = 0,7366 detik Waktu getar struktur pada Mode 2 (T 2 ) pada arah Y adalah sebesar 0,7366 detik, berarti struktur gedung kemungkinan akan mengalami gerakan dengan tipe pada Gambar 8.23 setiap 0,7366 detik. Dalam SNI Gempa Pasal 5.6 disebutkan bahwa waktu getar alami fundamental harus dibatasi untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel dengan persayaratan T 1 < ζ n, dimana n adalah jumlah lantai dan koefisien ζ tergantung dari zona gempa seperti pada Tabel berikut. Tabel 8.5. Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami Fundamental struktur gedung Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 52

59 Lokasi gedung berada pada zona 3, maka ζ = 0,18 Maka T 1 < ζ x n 0,7877 < 0,18 x 8 0,7877 < 1,44 OK, waktu getar struktur gedung memenuhi persyaratan. Gedung mempunyai kekakuan yang cukup Faktor Keutamaan Gedung (I) Pada SNI Gempa Pasal disebutkan bahwa untuk berbagai kategori gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung dan umur gedung tersebut yang diharapkan, pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan (Important Factor, I) menurut persamaan I = I 1 x I 2. Faktor- faktor keutamaan I 1, I 2 dan I ditetapkan pada Tabel berikut. Tabel 8.6. Faktor Keutamaan (Important Factor, I) untuk Berbagai Kategori Gedung. Semakin penting fungsi gedung, maka nilai faktor keutamaannya juga akan semakin besar. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 53

60 Penentuan Jenis Tanah Konsep perancangan konstruksi didasarkan pada analisis kekuatan batas (ultimatestrength) yang mempunyai daktilitas cukup untuk menyerap energi gempa sesuai dengan peraturan yang berlaku. Pembagian zona gempa di Indonesia dapat dilihat pada Peta Gempa berikut. Gambar Zona Gempa di Indonesia Berdasarkan SNI Gempa Pasal jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang, dan tanah lunak. Jika lapisan setebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi syarat- syarat yang tercantum dalam Tabel berikut : Tabel 8.7. Jenis- jenis Tanah Jenis tanah Kecepatan rambat gelombang geser rata-rata, v s (m/det) Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata, N Kuat geser niralir rata-rata, S u (kpa) Keras v s 350 N 50 S u 100 Sedang 175 v s < N < S u < 100 Lunak Khusus v s < 175 N < 15 S u < 50 Atau, setiap profil dengan tanah lunak yang tebal total lebih dari 3 m dengan PI > 20, w n 40% dan S u < 25 kpa Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 54

61 Hasil data tanah berdasarkan nilai SPT (Soil Penetration Test) dihitung dengan rumus sebagai berikut : Dimana : N : nilai hasil test penetrasi standar rata- rata, t i : tebal lapisan tanah ke-i, N i : hasil test penetrasi standar lapisan tanah ke-i. Getaran yang disebabkan oleh gempa cenderung membesar pada tanah lunak dibandingkan pada tanah keras atau batuan. Proses penentuan klasifikasi tanah tersebut berdasarkan data tanah pada kedalaman hingga 30 m, karena menurut penelitian hanya lapisan- lapisan tanah sampai kedalaman 30 m saja yang menentukan pembesaran gelombang gempa (Wangsadinata, 2006). Data tanah tersebut adalah shear wave velocity (kecepatan rambat gelombang geser), standard penetration resistance (uji penetrasi standard SPT) dan undrained shear strength (kuat geser undrained). Dari 3 parameter tersebutminimal harus dipenuhi 2, dimana data yang terbaik adalah Vs (shear wave velocity) dan data yang digunakan harus dimulai dari permukaan tanah, bukan dari bawah basement (HATTI, 2006). Contoh Perhitungan Nilai SPT untuk penentuan jenis tanah ditunjukkan pada Tabel berikut. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 55

62 Tabel 8.8. Perhitungan Nilai SPT Rata- rata Lapis N SPT Kedalaman (m) Tebal (m) N'= Tebal/ N SPT N' N'= 30/ N' , , , ,105 1,854 16, , ,5 3 0, ,5 6 0, ,143 Dari hasil perhitungan didapat nilai Test Penetrasi Standar rata- rata, N = 16,36 maka berdasarkan Tabel 8.7 termasuk katagori Tanah Sedang Perhitungan Beban Gempa Nominal (V) Beban gempa nominal statik ekuivalen yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung berdasarkan zona gempa, faktor reduksi untuk jenis struktur yang digunakan, fungsi gedung, dan berat total gedung dengan persamaan : V = C x I R W t Dimana : C : nilai faktor respons gempa, yang ditentukan berdasarkan wilayah gempa, kondisi tanah dan waktu getar alami (T), I : faktor keutamaan gedung (berdasarkan SNI Gempa Pasal 4.1.2), R : faktor reduksi gempa (berdasarkan SNI Gempa Pasal 4.3.3), Wt : berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai (direduksi), Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 56

63 Nilai faktor respon gempa berdasarkan wilayah gempa dan jenis tanah ditentukan sebagai berikut : Katagori tanah sedang, maka C = 0,33/ T Karena waktu getar struktur untuk arah X dan Y berbeda, maka nilai faktor respon gempa juga berbeda. Nilai spektrum gempa rencana dihitung sebagai berikut berikut : Gempa statik arah X (Mode 1), T 1 = 0,7877 detik C 1 = 0,33/ 0,7877 = 0,4189. Gempa statik arah Y (Mode 2), T 2 = 0,7366 detik C 2 = 0,33/ 0,7366 = 0,4480. Beban geser nominal untuk perhitungan gempa statik dapat dihitung sebagai berikut : Vx = C 1 x I R W t = 0,4189 x 1 8,5 x ,20 = 5626,67 kn Vy = C 2 x I R W t = 0,448 x 1 8,5 x ,20 = 6017,55 kn Karena struktur gedung didesain dengan daktilitas penuh, diambil faktor daktilitas μ = 5,3 dan ditetapkan kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur gedung f 1 = 1,6 sesuai SNI Gempa Pasal Maka R = μ x f 1 = 5,3 x 1,6 = 8,5. Besarnya nilai faktor daktalitas (μ) dan reduksi gempa (R) ditunjukkan pada Tabel berikut. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 57

64 Tabel 8.9. Parameter Daktilitas Struktur Gedung Besarnya koefisien gaya geser gempa untuk arah X dan Y dapat dihitung sebagai berikut : Koefisien gaya geser dasar gempa arah X = C 1 x I / R = 0,4189 x 1/ 8,5 = 0,0492. Koefisien gaya geser dasar gempa arah Y = C 2 x I / R = 0,4480 x 1/ 8,5 = 0,0527. Besarnya nilai koefisien gaya geser gempa untuk arah X dan Y tersebut diinput ke ETABS dengan cara Define Static Load Cases Pilih Load EQ X dan EQ Y Modify lateral Load Base Shear Coefficient. Gambar Koefisien Gaya Geser Dasar Gempa Arah X Gambar Koefisien Gaya Geser Dasar Gempa Arah Y Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 58

65 Eksentrisitas Rencana (e d ) SNI Gempa pasal menyebutkan bahwa : Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana e d. Apabila ukuran horisontal terbesar denah struktur gedung pada lantai tingkat itu, diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas rencana e d harus ditentukan sebagai berikut : untuk 0 < e 0,3 b, maka e d = 1,5 e + 0,05 atau e d = e 0,05 b Nilai dari keduanya dipilih yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau, dimana eksentrisitas (e) adalah pengurangan antara pusat massa dengan pusat rotasi. Nilai pusat massa dan rotasi bangunan dapat dicari pada ETABS dengan cara Run Display Show Tables Draw Point Objects Analysis Results Building Output Center Mass Rigidity. Gambar Nilai Pusat Rotasi (XCR dan YCR) tiap Lantai Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 59

66 Besarnya eksentrisitas rencana (e d ) tiap lantai dihitung pada Tabel berikut : Tabel Perhitungan Eksentrisitas Rencana (e d ) Tiap Lantai Lantai Pusat Massa Pusat Rotasi Eksentrisitas (e) ed = 1,5e + 0,05b ed = e - 0,05b X Y X Y X Y X Y X Y Tie Beam 32,4 10,683 32,4 9, ,196 1,08 2,87-1,08 0, ,4 10,693 32,4 8, ,756 1,08 3,71-1,08 0, ,4 10,693 32,4 9, ,279 1,08 3,00-1,08 0, ,4 10,688 32,4 9, ,08 2, 58-1,08-0, ,4 10,693 32,4 9, ,879 1,08 2,40-1,08-0, ,4 10,693 32,4 9, ,826 1,08 2,32-1,08-0, ,4 10,693 32,4 9, ,808 1,08 2,29-1,08-0, ,4 10,526 32,4 9, ,61 1,08 2,00-1,08-0,47 Atap 32,4 5,56 32,4 9, ,256 1,08-5,30-1,08-5,336 Dari hasil perhitungan eksentrisitas rencana (e d ), digunakan nilai e d yang paling berpengaruh = 1,5 e + 0,05 b. Besarnya eksentrisitas tersebut dapat diinput ke ETABS dengan cara Define Static Load Case Pilih Gempa EQ x atau EQ y Modify Lateral Load Override. Gambar Input Besarnya Eksentrisitas Rencana (e d ) arah X Gambar Input Besarnya Eksentrisitas Rencana (e d ) arah Y Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 60

67 Perhitungan Beban Gempa Statik Ekuivalen secara Manual Perhitungan beban gempa statik ekuivalen scara manual dilakukan dengan cara menginput beban gempa nominal statik ekuivalen Fi pada pusat massa tiap lantai gedung. Besarnya beban gempa tersebut dihitung dengan persamaan : F i = Dimana : Wi z n i = 1 W z i i i V W i : berat lantai tingkat ke-i, berupa beban sendiri gedung, beban mati tambahan dan beban hidup yang telah direduksi 30% (untuk gedung perkantoran), Z i : ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral struktur bangunan, n : lantai tingkat paling atas, V : beban geser dasar nominal. Agar gempa statik dapat diinput secara manual, maka definisi dari beban gempa harus diubah dulu dengan cara Define Static Load Cases Pilih Load Eqx dan Eqy None. Gambar Pendefinisian Beban Gempa Statik secara Manual Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 61

68 Perhitungan Berat Gedung (Wt) Berat total gedung (Wt) akibat berat sendiri secara otomatis dapat dihitung dengan ETABS dengan cara menyeleksi luasan masing- masing lantai, kemudian Assign Group Names. Gambar Pembuatan Group pada Tiap Lantai untuk Mengetahui Berat Gedung Setelah masing- masing lantai dibuat Group, berat gedung tiap lantai dapat diketahui dengan cara Display Show Tables Building Data Groups Groups Masses and Weights. Gambar Berat dan Massa Bangunan Tiap Lantai Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 62

69 Berat gedung tambahan seperti plesteran, dinding, keramik, dll harus dihitung secara manual ditambah dengan 30% beban hidup. a. Beban Mati Tambahan Beban mati tambahan pada plat Lantai Base Dinding tinggi 3,6 m = 3,6 x 171,2 x 2,5 = 1540,80 kn Beban mati tambahan pada plat tiap lantai 1 sampai 6 (Luas = 1310,14 m 2 ) Pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16 x 1310,14 = 209,62 kn Spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22x 1310,14 = 864,69 kn Keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22 x 1310,14 = 288,23 kn Plafon dan penggantung = 0,2 x 1310,14 = 262, 03 kn Instalasi ME = 0,25 x 1310,14 = 327,53 kn Dinding bata tinggi 3,6 m = 3,6 x 171,2 x 2,5 = 1540,80 kn Dinding partisi (cladding) = 2 x 115,2 x 0,20 = 46,08 kn Beban reaksi pada tangga = 13,65 kn + Beban mati total pada plat = 3553,35 kn Beban mati tambahan pada plat lantai 7 (Luas = 867,14 m 2 ) Beban plafon dan penggantung = 0,2 x 867,14 = 173,43 kn Beban instalasi ME = 0,25 x 867,14 = 216,78 kn Beban dinding bata tinggi 3,6 m = 3,6 x 129,6 x 2,5 = 1166,4 kn Beban dinding partisi (cladding) = 2 x 72 x 0,20 = 28,8 kn Beban total reaksi kuda- kuda = 520 kn + Beban mati tambahan total pada plat lantai 7 = 2105,41 kn Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 63

70 b. Beban Hidup Tambahan Beban hidup tambahan pada plat lantai base (Luas = 1327,42 m 2 ) Beban hidup untuk gedung perkantoran = 2,5 kn/m 2 Faktor reduksi = 0,3 Beban hidup total = 2,5 x 0,3 x 1327,42 = 995,56 kn Beban hidup tambahan pada plat tiap lantai 1 sampai 6 (Luas = 1310,14 m 2 ) Beban hidup untuk gedung perkantoran = 2,5 kn/m 2 Faktor reduksi = 0,3 Beban hidup total = 2,5 x 0,3 x 1310,14 = 982,6 kn Beban hidup tambahan pada plat lantai 7 (Luas = 867,14 m 2 ) Beban hidup untuk gedung perkantoran = 1 kn/m 2 Faktor reduksi = 0,3 Beban hidup total = 1 x 0,3 x 867,14 = 260,14 kn Beban hidup tambahan pada plat atap (Luas = 34,56 m 2 ) Beban hidup untuk gedung perkantoran = 1 kn/m 2 Faktor reduksi = 0,3 Beban hidup total = 1 x 0,3 x 34,56 = 10,37 kn Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 64

71 Beban mati tambahan dan beban hidup tambahan dihitung, kemudian ditambah dengan berat sendiri gedung (self weight) menjadi beban total seperti perhitungan berikut : Tabel Perhitungan Beban Mati dan Beban Hidup Tambahan Tingkat Lantai Beban Mati Beban Hidup Berat Sendiri Beban Total Tambahan (kn) Tambahan (kn) (kn) (kn) Tie Beam 1540,80 995, , , ,35 982, , , ,35 982, , , ,35 982, , , ,35 982, , , ,35 982, , , ,35 982, , , ,41 260, , ,11 Atap 0,00 10, , ,06 Beban total = ,20 Besarnya perhitungan gaya lateral ekuivalen (F i ) setiap lantai dihitung sebagai berikut. Tabel Perhitungan Gaya Lateral Gempa Statik Ekuivalen (F i ) Tingkat Beban Total (kn) Z (m) W x Z (KnM) Fx (kn) Fy (kn) Tie Beam 8794,46 1, ,46 30,72 32, ,60 4, ,36 248,83 266, ,58 8, ,92 441,70 472, ,25 11, ,11 627,07 670, ,04 15, ,85 822,08 879, ,92 19, , , , ,18 22, , , , ,11 26, ,76 994, ,19 Atap 1986,06 28, ,04 199,09 212,91 Σ Wt = ,20 Σ W x Z = ,06 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 65

72 SNI Gempa Pasal menyebutkan bahwa : Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama pembebanan tadi dengan efektifitas hanya 30%. Beban gempa untuk masing- masing arah harus dianggap penuh (100%) untuk arah yang ditinjau dan 30% untuk arah tegak lurusnya. Beban gempa yang diinput pada 2 arah tersebut sebagai antisipasi datangnya gempa dari arah yang tidak terduga, misalnya dari arah 15, 30, 45, dll. Beban gempa yang diinput ke pusat massa tersebut ditunjukkan pada Tabel berikut. Tabel Perhitungan Gaya Lateral Gempa Statik Ekuivalen (F i ) untuk Setiap Arah Lantai Perhitungan gempa 100% arah yang ditinjau dan 30% arah tegak lurus Fx (kn) 30% Fx (kn) Fy (kn) 30% Fy (kn) Tie Beam 30,72 9,22 32,85 9, ,83 74,65 266,09 79, ,70 132,51 472,34 141, ,07 188,12 670,57 201, ,08 246,62 879,11 263, ,82 305, ,57 327, ,70 373, ,98 398, ,21 298, ,19 318,96 Atap 199,09 59,73 212,91 63,87 Pada SNI Gempa 2002 Pasal disebutkan bahwa titik tangkap beban gempa statik dan dinamik adalah pada pusat massa. Untuk mengetahui koordinat titik pusat massa tersebut dapat dilakukan dengan cara mengurangi pusat rotasi dengan eksentrisitas rencana (e d ). Perhitungan koordinat pusat massa ditunjukkan dalam Tabel berikut. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 66

73 Tabel Koordinat Pusat Massa pada Tiap Lantai Story Pusat Massa Pusat Rotasi ed = 1,5e + 0,05b Koordinat pusat X Y X Y X Y massa Tie Beam 32,4 10,683 32,4 9,487 1,08 2,87 31,32 6, ,4 10,693 32,4 8,937 1,08 3,71 31,32 5, ,4 10,693 32,4 9,414 1,08 3,00 31,32 6, ,4 10,688 32,4 9,688 1,08 2,58 31,32 7, ,4 10,693 32,4 9,814 1,08 2,40 31,32 7, ,4 10,693 32,4 9,867 1,08 2,32 31,32 7, ,4 10,693 32,4 9,885 1,08 2,29 31,32 7, ,4 10,526 32,4 9,916 1,08 2,00 31,32 7,921 Atap 32,4 5,56 32,4 9,816 1,08-5,30 31,32 15,120 Adanya perbedaan letak dinding yang tidak beraturan, perbedaan dimensi struktur antar lantai yang berbeda, dll menyebabkan letak titik pusat massa setiap lantai pun berbedabeda. Koordinat pusat massa yang telah diketahui tersebut, kemudian diinput ke ETABS untuk memasukkan gaya gempa statik dengan cara Draw Draw Point Objects. Gambar Koordinat Pusat Massa pada Lantai 1 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 67

74 Gambar Koordinat Pusat Massa pada Lantai 2 Input koordinat pusat massa pada lantai berikutnya (lantai 3 sampai lantai atap) juga dilakukan dengan cara yang sama Input Beban Gempa Statik Ekuivalen Pada SNI Gempa 2002 Pasal disebutkan bahwa titik tangkap beban gempa statik dan dinamik adalah pada pusat massa. Jadi gaya gempa lateral ekuivalen (Fx dan Fy) yang telah dihitung pada tersebut diinput ke koordinat pusat massa bangunan tiap lantai dengan cara klik koordinat pusat massa, kemudian Assign Joint/ Point Loads Force Load Case Name EQ X / EQ Y. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 68

75 Gambar Input Beban Gempa arah X (EQ X ) pada Lantai 1 Gambar Input Beban Gempa arah Y (EQ Y ) pada Lantai 1 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 69

76 Gambar Input Beban Gempa arah X (EQ X ) pada Lantai 2 Gambar Input Beban Gempa arah Y (EQ Y ) pada Lantai 2 Catatan : Input beban gempa lantai berikutnya dapat diinput dengan cara yang sama. Perhitungan gempa statik ekuivalen bisa dilakukan dengan cara manual atau otomatis, tergantung dari konfigurasi struktur dan denah gedung. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 70

77 Analisis Gempa Dinamik Respons Spektrum Analisis beban gempa dinamik respons spektrum ditentukan oleh percepatan gempa rencana dan massa total struktur. Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, massa bangunan sangat menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Maka massa tambahan yang diinput pada ETABS meliputi massa akibat beban mati tambahan dan beban hidup yang direduksi dengan faktor reduksi 0,3 (sesuai fungsi gedung). Massa akibat berat sendiri (self weight) elemen struktur sudah dihitung secara otomatis oleh program. Jadi hanya perlu input massa tambahan (berupa plesteran, dinding, keramik, dll) yang dilakukan dengan cara Define Mass Source. Gambar Input Massa Beban Mati Tambahan (Dead) dan Beban Hidup Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 71

78 Respons Spektrum Gempa Rencana Dalam analisis beban gempa dinamik, respons spektrum disusun berdasarkan respons terhadap percepatan tanah (ground acceleration) hasil rekaman gempa. Desain spektrum merupakan representasi gerakan tanah (ground motion) akibat getaran gempa yang pernah terjadi pada suatu lokasi. Hal- hal yang dipertimbangkan adalah zona gempa dan jenis tanah. Desain kurva respons spektrum untuk zona gempa 3 dengan kondisi tanah lunak adalah sebagai berikut : T C = 0,33/T 0 0,23 0,2 0,55 0,6 0,55 0,8 0,41 1 0,33 1,2 0,28 1,4 0,24 1,6 0,21 1,8 0,18 2 0,17 2,2 0,15 2,4 0,14 2,6 0,13 2,8 0,12 3 0,11 Input data kurva spektrum gempa rencana kedalam ETABS dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan input manual ke program ETABS dan input otomatis dengan cara mencopy data spektrum dari Excel ke notepad kemudian dimasukkan ke ETABS. a. Input Manual Input manual nilai spektrum gempa ke dalam ETABS dapat dilakukan dengan cara Define Response Spectrum Functions User Spectrum Add New Spectrum. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 72

79 Gambar Input Manual Kurva Response Spectrum dengan User Spectrum b. Input Otomatis Input otomatis nilai spektrum gempa dapat dilakukan dengan cara mencopy data spektrum dari Excel ke notepad kemudian dimasukkan ke ETABS dengan cara Define Response Spectrum Functions Spectrum From File Add New Spectrum. Gambar Nilai Kurva Spektrum Gempa yang Dibuat di Excel dan Copy ke Notepad Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 73

80 Gambar Input Otomatis Kurva Response Spectrum dengan Spectrum From File Setelah kurva respon spektrum dibuat, kemudian harus didefinisikan spectrum case dengan cara Define Response Spectrum Case Add New Spectrum. Data yang harus diinput adalah sebagai berikut : a. Redaman struktur beton (damping) = 0,05 Merupakan perbandingan redaman struktur beton dengan redaman kritis = 0,05. b. Modal Combination : CQC (Complete Quadratic Combination) Penjumlahan respons ragam getar untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu- waktu getar alami yang berdekatan, apabila selisih nilai waktu gerarnya kurang dari 15%. SS (Square Root of the Sum of Squares) Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan. c. Input Response Spectra Faktor keutamaan (I) = 1 (untuk gedung perkantoran) Faktor reduksi gempa (R) = 8,5 (untuk daktalitas penuh) Faktor skala gempa arah X = (G x I)/ R = 9,81 x 1/ 8,5 = 1,15 Faktor skala gempa arah Y = 30% x Gempa arah X = 0,346 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 74

81 Response Spectrum Case Data dengan ETABS ditunjukkan pada Gambar berikut : Gambar Response Spectrum Case Gempa Arah X (PX) Gambar Response Spectrum Case Gempa Arah Y (PY) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 75

82 Analisis Gempa Dinamik Time History Berdasarkan SNI Gempa Pasal Perhitungan respons dinamik struktur gedung terhadap pengaruh gempa rencana, dapat dilakukan dengan metode analisis dinamik 3 dimensi berupa analisis respons dinamik linier dan non linier time history (riwayat waktu) dengan suatu akselerogram gempa yang diangkakan sebagai gerakan tanah masukan. Percepatan muka tanah asli dari gempa masukan harus diskalakan ke taraf pembebanan gempa nominal tersebut, sehingga nilai percepatan puncak A = Ao x I. R Dimana : A = percepatan puncak gempa rencana pada taraf pembebanan nominal sebagai gempa masukan untuk analisis respons dinamik linier riwayat waktu struktur gedung. Ao = percepatan puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana berdasarkan wilayah gempa dan jenis tanah tempat struktur gedung I = faktor keutamaan gedung ( I =1, untuk gedung perkantoran). R = faktor reduksi gempa berdasarkan SNI Gempa Pasal Besarnya nilai percepatan puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana (Ao) ditunjukkan pada Tabel berikut. Tabel Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Puncak Muka Tanah Zona Gempa Indonesia Maka besarnya nilai A = Ao x I R = 0,23 x 1 8,5 = 0,027 g Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 76

83 Instalasi program ETABS yang standard biasanya belum bisa digunakan untuk analisis gempa dinamik dengan Time History, maka program harus dimodifikasi dulu dengan cara klik instalasi program/ install ulang, kemudian Modify Time History Function This Feature will be installed on local hard drive. Gambar Modifikasi Program ETABS untuk Analisis Gempa Time History Setelah program mempunyai fitur yang lengkap untuk analisis gempa dinamik, data akselerogram Gempa El Centro dapat diinput otomatis dari ETABS dengan cara Define - Time History Functions- Function From File Add New Function Browse. Gambar Input Akselerogram El Centro pada ETABS Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 77

84 Nilai percepatan puncaknya gempa El Centro sebesar 0,3194 g dapat diketahui dengan View File. (Keterangan : T adalah periode dan a adalah percepatan gempa). T a T a T a Gambar Nilai Percepatan Puncaknya Gempa El centro Sebesar 0,3194 g Agar percepatan akselerogram tersebut sesuai target, maka diperlukan faktor pengali sebagai berikut : Faktor skala = (0,027 / 0,3194) x 9,81 = 0,8289. Dengan 30% arah tegak lurusnya = 0,03 x 0,8289 = 0,284. Gambar Detail Hubungan Antara Periode (T) dengan Akselerasi Gempa Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 78

85 Berdasarkan Gambar 8.48, waktu rekaman total gempa El Centro adalah 12,113 detik dengan interval waktu rata- rata (Output Time Step Size) 0,05 detik. Maka besarnya Number of Output Time Steps adalah waktu total dibagi interval waktu rata- rata = 12,113 / 0,05 = 242, Nilai tersebut diinput ke ETA BS dengan cara Define- Time History Cases-Add New History untuk arah X dan Y dengan redaman struktur beton (damping) sebesar 5% sesuai SNI Gempa Pasal Gambar Input Case Time History Arah X (Th X ) Gambar Input Case Time History Arah Y (Th Y ) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 79

86 9. Kontrol dan Analisis Setelah pemodelan struktur dan pembebanan selesai dilakukan, maka struktur perlu dicek terhadap standard dan persyaratan yang berlaku sebagai berikut Analisis Ragam Respons Spektrum Pada SNI Gempa Pasal disebutkan bahwa untuk struktur gedung yang memiliki waktu getar alami yang berdekatan atau selisih nilainya kurang dari 15%, harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC). Jika waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respons ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SS). Waktu getar alami tersebut dapat diketahui dengan ETABS dengan cara Run Display Show Table Analysis Result Modal Information Table : Modal Participating Mass Ratios. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 80

87 Gambar 9.1. Data Waktu Getar Struktur untuk 12 Mode Untuk menentukan tipe analisis ragam respons spektrum yang sesuai, maka selisih dari periode dihitung sebagai berikut : Tabel 9.1. Perhitungan Selisih Periode (ΔT) setiap Mode Mode Period (T) Δ T (%) 1 0, ,49 2 0, ,47 3 0, ,55 4 0, ,97 5 0, ,11 6 0, ,36 7 0, ,80 8 0, ,98 9 0, , , , , , , ,65 Keterangan : ΔT : Selisih periode/ waktu getar yang dihitung dengan cara = (T 1 T 2 ) / T 1 x 100% dan seterusnya. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan pada Tabel 9.1,terlihat bahwa waktu getar struktur ada yang melebihi 15%, maka sebaiknya digunakan kombinasi ragam spektrum SS sesuai dengan persayaratan SNI Gempa Pasal Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 81

88 Modifikasi tersebut dapat dilakukan dengan cara Define Response Spectrum Cases Modify Show Spectrum Modal Combination. Gambar 9.2. Modifikasi Kombinasi Ragam Spektrum menjadi Tipe SS 9.2. Partisipasi Massa Pada SNI Gempa Pasal disebutkan bahwa jumlah ragam vibrasi yang ditinjau dalam penjumlahan respons harus menghasilkan partisipasi massa minimum 90%. Dalam ETABS besarnya partisipasi massa tersebut dapat diketahui dengan Run Display Show Table Analysis Result Modal Information Table : Modal Participating Mass Ratios. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 82

89 Gambar 9.3. Jumlah Partisipasi Massa pada 12 Mode (kurang dari 90%) Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, jumlah partisipasi massa pada Mode ke 12 masih belum mencapai 90%. Maka jumlah mode harus ditambah dengan cara Analyze Set Analysis Option Set Dynamic Parameters Number of Modes. Gambar 9.4. Peningkatan Jumlah Mode agar Partisipasi Massa Menjadi Lebih dari 90% Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 83

90 Berdasarkan hasil modifikasi peningkatan jumlah Mode, telah didapatkan jumlah partisipasi massa minimum lebih dari 90%. Hal ini telah sesuai dengan Pasal SNI Gempa Pasal Gambar 9.5. Jumlah Partisipasi Massa pada 22 Mode (lebih dari 90%) 9.3. Gaya Geser Dasar Nominal, V (Base Shear) Pada SNI Gempa Pasal disebutkan bahwa : Nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh diambil kurang dari 80% nilai respons ragam yang pertama. Bila respons dinamik struktur gedung dinyatakan dalam gaya geser dasar nominal V, maka persyaratan tersebut dapat dinyatakan menurut persamaan berikut : V dinamik > 0,8 V statik Cara menampilkan base shear akibat beban gempa statik dan dinamik dapat dilakukan dengan cara Run Display Show Table Pilih Load Case untuk EQ x, EQ y, P x, P y, TH x dan TH y. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 84

91 Gambar 9.6. Seleksi Load Case untuk Perhitungan Base Shear Agar seleksi data dapat dipilih dengan lebih muda, Load Case bisa dipilih satu per satu. Mulai dari EQ x, EQ y, P x, P y, TH x dan TH y. Jumlah base shear untuk masing- masing gempa dijumlahkan seperti ditunjukkan pada Tabel berikut : Tabel 9.2. Hasil Penjumlahan Base Shear untuk Masing- masing Gempa Tipe Beban Gempa Fx (kn) Fy (kn) 80% Statik X 80% Statik Y EQ X , , , ,536 Statik EQ Y -1805, , ,592 P X 4019, ,7 P Y 1447, ,77 Dinamik TH X 3493, ,93 Th Y 1193, ,4 Dari Tabel tersebut disimpulkan persyaratan gaya geser gempa dinamik belum terpenuhi (V dinamik < 0,8 V statik ), maka besanya V dinamik harus dikalikan nilainya dengan faktor skala 0,8 V statik V dinamik a. Faktor Skala Gempa Dinamik Respon Spektrum : Arah X = 9012, ,28 = 2,24 Arah Y = 9645, ,77 = 2,55 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 85

92 Nilai faktor skala yang telah dikoreksi tersebut diinput ke ETABS dengan cara Define Response Spectrum Cases Modify/ Show Spectrum. U1 = 1,154 x 2,24 = 2,585 U2 = 0,30 x 2,585 = 0,775 Gambar 9.7. Modifikasi Faktor Skala Gempa Dinamik Respon Spektrum X (P X ) U1 = 0,30 x 2,943 = 0,883 U2 = 1,154 x 2,55 = 2,943 Gambar 9.8. Modifikasi Faktor Skala Gempa Dinamik Respon Spektrum Y (P Y ) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 86

93 b. Faktor Skala Gempa Dinamik Time History : Arah X = 9012, ,41 = 2,58 Arah Y = 9645, ,4 = 2,34 Nilai faktor skala yang telah dikoreksi tersebut diinput ke ETABS dengan cara Define Time History Cases Modify/ Show Spectrum. Dir 1 = 0,8289 x 2,58= 2,14 Dir 2 = 0,30 x 2,14 = 0,642 Gambar 9.9. Modifikasi Faktor Skala Gempa Dinamik Time History X (TH X ) Dir 2 = 0,8289 x 2,34 = 1,94 Dir 1 = 0,30x 1,94= 0,582 Gambar 9.9. Modifikasi Faktor Skala Gempa Dinamik Time History Y (TH Y ) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 87

94 9.4. Kinerja Sruktur Gedung Kinerja Batas Layan Pada SNI Gempa Pasal 8.1 disebutkan bahwa kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja, peretakan beton yang berlebihan, mencegah kerusakan non struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat yang diizinkan tidak boleh melampaui 0,03/R x tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm. Diambil yang terkecil. Besarnya simpangan yang terjadi tersebut dapat diketahui pada ETABS dengan cara Run Display Show Story Respons Plot. Besarnya simpangan arah X akibat gempa statik ditunjukkan sebagai berikut. Gambar Besarnya Simpangan akibat Beban Gempa Statik Arah X Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 88

95 Besarnya simpangan arah Y akibat gempa statik ditunjukkan sebagai berikut. Tabel Besarnya Simpangan akibat Beban Gempa Statik Arah Y Perhitungan kinerja batas layan akibat simpangan arah X dan Y dapat dibaca dari grafik dan dihitung sebagai berikut. Perubahan simpangan, ΔS = simpangan lantai atas - simpangan lantai dibawahnya. Simpangan yang diizinkan = 0,03/R x tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm No Lantai Tabel 9.3. Kinerja Batas Layan Akibat Simpangan Gempa Statik X Tinggi tingkat (mm) Simpangan (mm) Δ S (mm) Diizinkan (mm) Ket. 1 Tie Beam ,59 0,59 3,53 OK 2 Lantai ,80 3,21 12,71 OK 3 Lantai ,17 5,37 12,71 OK 4 Lantai ,93 5,76 12,71 OK 5 Lantai ,59 5,66 12,71 OK 6 Lantai ,56 4,97 12,71 OK 7 Lantai ,85 4,29 12,71 OK 8 Lantai ,27 3,42 12,71 OK 9 Atap ,15 0,88 8,82 OK Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 89

96 No Lantai Tabel 9.4. Kinerja Batas Layan Akibat Simpangan Gempa Statik Y Tinggi tingkat (mm) Simpangan (mm) Δ S (mm) Diizinkan (mm) Ket. 1 Tie Beam ,39 0,39 3,53 OK 2 Lantai ,41 3,02 12,71 OK 3 Lantai ,10 4,69 12,71 OK 4 Lantai ,37 5,27 12,71 OK 5 Lantai ,63 5,26 12,71 OK 6 Lantai ,71 5,08 12,71 OK 7 Lantai ,29 4,58 12,71 OK 8 Lantai ,10 3,81 12,71 OK 9 Atap ,63 2,53 8,82 OK Kinerja Batas Ultimit Pada SNI Gempa Pasal disebutkan bahwa kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela dilatasi). Simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali ξ = 0,7 x R (untuk gedung beraturan). Dalam Pasal 8.2.2, disebutkan bahwa dalam segala hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung untuk batas ultimit tidak boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 90

97 Perhitungan simpangan untuk kinerja batas ultimit ditunjukkan sebagai berikut : Faktor pengali, ξ = 0,7 x R = 0,7 x 8,5 = 5,95 Simpangan yang diizinkan, Δ max = 0,02 x H No Lantai Tabel 9.5. Kinerja Batas Ultimit Akibat Simpangan Gempa Statik X Tinggi tingkat (mm) Simpangan (mm) Δ S x ξ Diizinkan (mm) Ket. 1 Tie Beam ,59 3,51 20,00 OK 2 Lantai ,80 19,10 72,00 OK 3 Lantai ,17 31,95 72,00 OK 4 Lantai ,93 34,27 72,00 OK 5 Lantai ,59 33,68 72,00 OK 6 Lantai ,56 29,57 72,00 OK 7 Lantai ,85 25,53 72,00 OK 8 Lantai ,27 20,35 72,00 OK 9 Atap ,15 5,24 50,00 OK No Lantai Tabel 9.6. Kinerja Batas Ultimit Akibat Simpangan Gempa Statik Y Tinggi tingkat (mm) Simpangan (mm) Δ S x ξ Diizinkan (mm) Ket. 1 Tie Beam ,39 2,32 20,00 OK 2 Lantai ,41 17,97 72,00 OK 3 Lantai ,1 27,91 72,00 OK 4 Lantai ,37 31,36 72,00 OK 5 Lantai ,63 31,30 72,00 OK 6 Lantai ,71 30,23 72,00 OK 7 Lantai ,29 27,25 72,00 OK 8 Lantai ,1 22,67 72,00 OK 9 Atap ,63 15,05 50,00 OK Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 91

98 10. Perhitungan Struktur dengan ETABS Peraturan yang Digunakan Peraturan yang digunakan adalah SNI Struktur Beton untuk Gedung yang mengadopsi peraturan ACI Perbedaan yang harus disesuaikan adalah faktor reduksi untuk SNI Beton Indonesia. Perbedaan faktor reduksi tersebut karena masih lemahnya tingkat pengawasan kerja dan mutu untuk proyek konstruksi di Indonesia. Faktor reduksi berdasarkan SNI Beton Pasal 11.3 adalah sebagai berikut. Reduksi lentur (bending) = 0,8 Reduksi geser (shear) = 0,75 Nilai reduksi tersebut dapat diganti pada ETABS dengan cara Options Preferences Concrete Frame Design. Gambar Penyesuaian Faktor Reduksi sesuai SNI Beton EfektivitasPenampang Pada struktur beton pengaruh keretakan beton harus diperhitungkan terhadap kekakuannya. Maka, momen inersia penampang unsur struktur dapat ditentukan sebesar momen inersia penampang utuh dikalikan dengan persentase efektifitas penampang berdasarkan SNI Beton Pasal sebagai berikut. Balok = 0,35 I g Kolom = 0,70 I g Dinding struktural = 0,35 I g Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 92

99 Nilai persentase efektifitas penampang tersebut diinput ke ETABS dengan cara Define Frame Sections Modify/ Show Property Set Modifiers. Gambar Contoh Input Nilai Persentase Efektifitas Penampang Balok Gambar Contoh Input Nilai Persentase Efektifitas Penampang Kolom Gambar Input Nilai Persentase Efektifitas Penampang Shear Wall Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 93

100 10.3. Analisis Gaya Dalam Analisis untuk mengetahui besarnya gaya dalam berupa momen dan gaya geser dapat dilakukan dengan cara Analyze Run Analyze. Kemudian Display Show Member Forces/ Stress Diagram Frame/ Pier/ Spandrel Forces. Keterangan : ) Axial Force : untuk menampilkan gaya aksial. ) Shear 2-2 : untuk menampilkan gaya geser pada sumbu 2-2. ) Shear 3-3 : untuk menampilkan gaya geser pada sumbu 3-3. ) Torsi : untuk menampilkan besarnya torsi. ) Moment 2-2 : untuk menampilkan momen pada sumbu 2-2. ) Moment 3-3 : untuk menampilkan momen pada sumbu 3-3. ) Fill Diagram : untuk menampilkan warna pada diagram momen dan gaya geser. ) Show Values on Diagram : untuk menampilkan nilai pada diagram momen dan gaya geser. Gambar Pilihan untuk Menampilkan Diagram Momen dan Gaya Geser Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 94

101 Diagram momen dan gaya geser yang terjadi akibat berbagai macam kombinasi pembebanan ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Diagram Momen dan Gaya Geser Akibat Beban Mati dan Hidup Gambar Diagram Momen dan Gaya Geser Akibat Gempa Statik Arah X Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 95

102 Gambar Diagram Momen dan Gaya Geser Akibat Gempa Dinamik Time History Setelah di Run, Struktur dapat dianalisa kekuatannya dalam menahan berbagai macam beban yang ada dengan cara Design Concrete Frame Design Start Design/ Start of Structure. Gambar Pengecekan Struktur dengan ETABS Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 96

103 Beberapa frame balok yang berwarna merah (Overstress) dapat dimodifikasi dengan cara : memeriksa kembali pemodelan struktur, meningkatkan mutu material, atau memperbesar dimensi Penulangan Balok Luas tulangan utama balok secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design Concrete Frame Design Display Design Info Longitudinal Reinforcing. Balok yang akan dianalisis ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Tampak Luas Tulangan Utama Balok Arah Memanjang Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 97

104 Luas tulangan geser (sengkang) secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design Concrete Frame Design Display Design Info Shear Reinforcing. Gambar Tampak Luas Tulangan Geser (sengkang) Arah Memanjang Luas tulangan torsi secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design Concrete Frame Design Display Design Info Torsion Reinforcing. Gambar Tampak Luas Tulangan Torsi Arah Memanjang Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 98

105 Detail besarnya momen, gaya geser, torsi, dan luas tulangan balok yang ditinjau dapat diketahui dengan cara klik kanan elemen, kemudian Summary. Gambar Detail Informasi Momen, Luas Tulangan, Gaya Geser, dan Torsi, Balok yang Ditinjau Desain Tulangan Utama Balok Detail luas tulangan utama yang ditinjau pada Gambar ditunjukkan sebagai berikut Daerah tumpuan Daerah lapangan Daerah tumpuan Digunakan tulangan ulir diameter 22 (D22) As = ¼ Л d 2 = ¼ x 3,14 x 22 2 = 380 mm 2 a. Tulangan utama daerah tumpuan : Luas tulangan bagian atas = 2001 mm 2 jumlah tulangan = 2001 / 380 = 5,3 6 Luas tulangan bagian bawah = 969 mm 2 jumlah tulangan = 969 / 380 = 2,6 3 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 99

106 b. Tulangan utama daerah lapangan : Luas tulangan bagian atas = 636 mm 2 jumlah tulangan = 636 / 380 = 1,67 2 Luas tulangan bagian bawah = 910 mm 2 jumlah tulangan = 910 / 380 = 2, Desain Tulangan Geser (sengkang) Detail luas tulangan geser (sengkang) yang ditinjau pada Gambar ditunjukkan sebagai berikut Daerah tumpuan Daerah lapangan Daerah tumpuan Digunakan tulangan polos diameter 10 As = ¼ Л d 2 = ¼ x 3,14 x 10 2 = 78,5 mm 2 a. Tulangan geser daerah tumpuan : Asumsi digunakan sengkang 2P (sengkang 2 kaki diameter 10 mm setiap jarak 150 mm), maka luas tulangan per 1 m = 2 x ¼ Л d 2 x 1000/150 = 2 x ¼ x 3,14 x 10 2 x 1000/150 = 1507 mm 2. Sehingga luas tulangan per meter panjang = 1507 /1000 = 1,507 mm 2 / mm. Kontrol keamanan : 1,507 > 0,878 sengkang aman dan mampu menahan gaya geser b. Tulangan geser daerah lapangan : Asumsi digunakan sengkang 2P (sengkang 2 kaki diameter 10 mm setiap jarak 200 mm), maka luas tulangan per 1 m = 2 x ¼ Л d 2 x 1000/200 = 2 x ¼ x 3,14 x 10 2 x 1000/200 = 785 mm 2. Sehingga luas tulangan per meter panjang = 785 /1000 = 0,785 mm 2 / mm. Kontrol keamanan : 0,785 > 0,501 sengkang aman dan mampu menahan gaya geser. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 100

107 Desain Tulangan Torsi Detail dari luas tulangan torsi pada balok yang ditinjau pada Gambar ditunjukkan sebagai berikut Bagian atas menunjukkan luas tulangan torsi untuk sengkang dan bagian bawah menunjukkan luas tulangan torsi untuk tulangan utama (atas dan bawah). Karena luas tulangan torsi lebih kecil dari luas tulangan utama dan sengkang, maka tidak diperlukan tulangan untuk torsi Desain Tulangan Badan Dimensi balok yang relatif tinggi (lebih dari 400 mm) membuat resiko retak pada bagian badan semakin besar. Maka harus diberi tulangan pinggang dengan jarak antar tulangan maksimal d/6 atau 300 mm (diambil yang terkecil). Perhitungan d = tinggi balok - selimut - D sengkang - ½ D tul. utama = (½ x 22) = 639 mm Maka diambil jarak tulangan minimum 300 mm, sehingga dengan tinggi balok 700 mm digunakan 2 buah tulangan badan pada masing- masing sisi Kontrol Persyaratan Balok pada SRPMK Berdasarkan SNI Beton Pasal 23.3 komponen struktur lentur SRPMK harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : a. Gaya aksial terfaktor pada balok dibatasi maksimum 0,1x Ag x fc Cek : 0,1 x Ag x fc = 0,1 x 400 x 700 x 30 Mpa = 840 kn. Dari perhitungan ETABS gaya aksial yang terjadi adalah 0. Nilai tersebut dapat diketahui dengan Run Display Show Table Frame Output Beam Forces. Jadi 0 < 840 kn OK. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 101

108 b. Bentang bersih struktur minimal 4x tinggi efektifnya. Tinggi efektif = (d) = 700 ( ½ x 22) = 639 mm x 4 = 2556 mm. Bentang bersih balok = bentang balok - dimensi kolom = = 6500 mm. Jadi 6500 mm > 2556 mm OK. c. Perbandingan lebar dan tinggi minimal 0,3 b = 400 mm, h = 700 mm, b/ h = 400/ 700 = 0,57. Jadi 0,57 > 0,3 OK. d. Lebar elemen tidak boleh : Kurang dari 250 mm b = 400 mm > 250 mm OK. Melebihi lebar komponen struktur pendukung (diukur pada bidang tegak lurus terhadap sumbu longitudinal komponen struktur lentur) + jarak pada tiap sisi komponen struktur pendukung yang tidak melebihi dari ¾ tinggi struktur lentur. Jadi b = 250 mm < 700 mm OK. e. Persyaratan Tulangan Longitudinal Luas tulangan atas dan bawah tidak boleh kurang dari persyaratan tulangan minimum untuk struktur lentur sesuai SNI Beton Pasal 12.5 : As min = fc 4 fy x b x d = 30 4 x 400 As min = 1,4 fy x 400 x 639 = 874,98 mm2 x b x d = 1,4 x 400 x 639/ 400 = 894,6 mm2 Berdasarkan output tulangan pada Gambar 10.10, luas tulangan di daerah lapangan bagian atas 636 mm 2 dan bagian bawah 910 mm 2, sehingga luas tulangan total = 1546 mm 2 > 894,6 mm 2 OK. Cek rasio tulangan : ρ = As b x d = x 639 = 0,00604 Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 102

109 ρ b 0,85 x fc = β fy ( fy ) = 0,85 0,85 x ( 600 ) = 0,0325 ρ max = 0,75 x ρ b = 0,75 x 0,0325 = 0,0243 Berdasarkan SNI Beton Pasal , batas rasio tulangan yang digunakan adalah 0,025. Jadi ρ < ρ max dan ρ < 0,025 OK. f. Persyaratan Tulangan Geser Tulangan geser/ sengkang yang dipasang pada sendi plastis harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : Sengkang tertutup pertama harus dipasang 50 mm dari muka tumpuan. Jarak sengkang tidak boleh lebih = dari d/4 Cek : jarak sengkang tumpuan 150 mm < 639/4 = 159 OK. Jarak sengkang tidak boleh lebih dari 8D utama. Cek : jarak sengkang tumpuan 150 mm < 8 x 22 = 176 OK. Jarak sengkang tidak boleh lebih dari 24D sengkang. Cek : jarak sengkang tumpuan 150 mm < 24 x 10 = 240 OK. Jarak sengkang tidak melebihi 300 mm. Cek : jarak sengkang tumpuan 150 mm < 300 OK. Jarak sengkang maksimum di sepanjang balok adalah d/2 Cek : jarak sengkang lapangan 250 mm < 639/2 = 319 mm OK. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 103

110 Gambar Detail Penulangan Balok Detail penulangan balok berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Detail Penulangan Balok Penulangan Kolom Luas tulangan utama kolom secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design Concrete Frame Design Display Design Info Longitudinal Reinforcing. Kolom yang akan dianalisis ditunjukkan pada gambar berikut. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 104

111 Gambar Tampak Luas Tulangan Utama Kolom Arah Memanjang Luas tulangan geser (sengkang) secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design Concrete Frame Design Display Design Info Shear Reinforcing. Gambar Tampak Luas Tulangan Geser (sengkang) Kolom Arah Memanjang Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 105

112 Gambar Detail Informasi Luas Tulangan, Momen, Gaya Geser, dan Torsi, Kolom yang Ditinjau Untuk menampilkan diagram interaksi kolom yang ditinjau, dapat dilakukan dengan cara klik kanan kolom, kemudian Interaction. Gambar Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 106

113 Desain Tulangan Utama Kolom Detail dari luas tulangan utama kolom yang ditinjau = 4900 mm 2. Digunakan tulangan ulir diameter 22 As = ¼ Л d 2 = ¼ x 3,14 x 22 2 = 380 mm 2 Maka jumlah tulangan yang dibutuhkan = 4900/ 380 = 13 digunakan 16 tulangan agar dapat tersebar disemua sisi kolom. Jadi tulangan utama kolom adalah 16D Desain Tulangan Geser Kolom Dari ETABS detail luas tulangan geser (sengkang) kolom yang ditinjau = 1,005 mm 2. Digunakan tulangan polos 3P 10 As = 4 x ¼ Л d 2 = 3 x ¼ x 3,14 x 10 2 = 235,5 mm 2 Jarak sengkang = 235,5 / 1,005 = 234,3 mm digunakan 120 mm (sesuai persyaratan). Jadi tulangan geser (sengkang) kolom adalah 3P Kontrol Persyaratan Kolom pada SRPMK Berdasarkan SNI Beton Pasal 23.4 komponen struktur yang menerima kombinasi lentur dan aksial pada SRPMK harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : a. Gaya aksial terfaktor maksimal yang bekerja pada kolom harus melebihi 0,1 x Ag x fc Cek : 0,1 x (700 mm x 700 mm) x 30 N/mm 2 = 1470 kn. Dari hasil analisis ETABS diperoleh Pu sebesar 2257 kn Jadi 2257 > 1470 OK. b. Sisi terpendek kolom tidak boleh kurang dari 300 mm. Cek : lebar penampang kolom 700 mm > 300 mm OK. c. Rasio dimensi tidak boleh kurang dari 0,4 Cek : lebar penampang kolom 700 mm > 300 mm OK. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 107

114 d. Persyaratan Tulangan Geser Tulangan geser/ sengkang kolom yang dipasang harus memenuhi persyaratan sesuai SNI Beton Pasal bahwa jarak maksimum sengkang dipilih yang terkecil diantara: ¼ dimensi penampang kolom terkecil. Cek : jarak sengkang kolom di tumpuan 120 mm < ¼ x 700 = 175 mm (OK) Jarak sengkang tidak boleh lebih dari 6D utama. Cek : jarak sengkang kolom di tumpuan 120 mm < 6 x 22 = 132 OK. e. Kuat Kolom Berdasarkan SNI Beton Pasal memenuhi persyaratan Σ M c 1,2 Σ M g. Dimana : kuat kolom harus Σ M c = Jumlah Mn dua kolom yang bertemu di join, Σ M g = Jumlah Mn dua balok yang bertemu di join, Detail penampang kolom yang dianalisis ditunjukkan sebagai berikut. Gambar Detail Kolom yang Ditinjau (warna merah) dengan Mempertimbangkan Balok yang Menumpu dan Kolom di Atasnya (warna hijau) Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 108

115 Gambar Detail Luas Tulangan Kolom dan Balok yang ditinjau untuk Kontrol Strong Column Weak Beam Besarnya Mn balok dapat diketahui dari luas tulangan seperti ditunjukkan pada Gambar sebagai berikut : Luas tulangan tumpuan balok kiri = = 2945 mm As x fy Tinggi blok regangan, a = 0,85 x fc x b 2945 x 400 = 0,85 x 30 x 400 = 115 mm Momen nominal, Mn = ϕ x As x fy x (d - a/2) = 0,8 x 2945 x 400 x ( /2) x 10-6 = 548 knm Luas tulangan tumpuan balok kanan = = 2965 mm As x fy Tinggi blok regangan, a = 0,85 x fc x b 2965 x 400 = 0,85 x 30 x 400 = 116 mm Momen nominal, Mn = ϕ x As x fy x (d a/2) = 0,8 x 2965 x 400 x ( /2) x 10-6 = 551 knm Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 109

116 Maka, jumlah Mn dua balok yang bertemu di join adalah : Σ M g = Mn balok kiri + Mn balok kanan = 548 knm knm = 1099 knm Besarnya Mn pada kolom yang ditinjau dapat diketahui dengan diagram interaksi kolom sebagai berikut knm 1190 knm Gambar Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau Keterangan :, Gaya aksial terfaktor kolom yang di desain, Pn desain = 2257 kn Mn = 1190 knm, Gaya aksial terfaktor kolom yang di atas, Pn kolom atas = 1685 kn Mn = 1050 knm Jadi Σ M c 1,2 Σ M g ,2 x OK, syarat strong column weak beam terpenuhi. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 110

117 Gambar Detail Penulangan Kolom Detail penulangan kolom berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar berikut. Gambar Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 111

118 10.6. Penulangan Plat Lantai Besarnya nilai tegangan yang terjadi pada plat lantai secara otomatis dapat diketahui dengan cara Run Display Show Member Forces/ Stress Diagram Shell Stresses/ Forces. Gambar Tegangan yang Terjadi pada Plat Akibat Beban Mati dan Hidup Dari hasil analis didapatkan Mu = 7,81 knm Digunakan tulangan polos P Luas tulangan terpakai, As = ¼ x π x d² x b/s = ¼ x 3,14 x 10² x 1000/150 = 523,33 mm² As x fy Tinggi blok regangan, a = 0,85 x fc x b 523,33 x 240 a = = 4,92 mm 0,85 xx 30 xx 1000 Momen nominal, Mn = As x fy x (d - a 2 ) x 10-6 Syarat : φ Mn Mu 0,8 x 10,36 7,81 = 523,33 x 240 x (85 4,92 2 ) x 10-6 = 10,36 knm 8,28 7,81 OK, Plat mampu menerima beban. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 112

119 10.7. Desain Pondasi Pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang bor (bore pile). Uraian data tanah dan perhitungan daya dukung pondasi dijelaskan sebagai berikut Data Tanah Hasil uji sondir menunjukkan bahwa kedalaman 0 m 9 m adalah tanah lunak sampai sedang. Dan tanah keras dengan qc >150 kg/cm 2 pada kedalaman -10,00 m. Gambar Uji Sondir pada Kedalaman 0 m 10 m Hasil uji boring menunjukkan bahwa kedalaman 0 m 9 m adalah tanah lunak sampai sedang dengan nilai N SPT = Tanah keras dengan N > 50 mulai kedalaman -12 m. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 113

120 Gambar Uji N SPT sampai Kedalaman -12 m Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Daya dukung aksial tiang terdiri daya dukung ujung dasar tiang dan daya dukung gesekan permukaan keliling tiang, dikurangi berat sendiri tiang dengan rumusan : Q u = Q d + Q g - W Q ijin = (Q d + Q g ) / FK - W Dimana : Q u : daya dukung batas tiang, Q d : daya dukung batas dasar tiang, Q g : daya dukung batas gesekan tiang, W : berat sendiri tiang, FK : faktor keamanan tiang =3. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 114

121 a. Daya Dukung Ujung Tiang Daya dukung ujung tiang untuk beberapa kondisi adalah sebagai berikut. i) Untuk tanah non kohesif : Qd = 40 Nb Ap...(ton) Menurut Mayerhoff (1956) ii) Untuk dasar pondasi di bawah muka air tanah : Nb = ,5 (N-15) iii) Untuk tanah berpasir N > 50 Qd < 750 Ap... (ton) Suyono Sosrodarsono dan Kazuto Nakazawa Keterangan : Nb : harga N-SPT pada elevasi dasar tiang < 40 Ap : luas penampang dasar tiang (cm 2 ) b. Daya Dukung Gesekan Tiang i) Menurut Mayerhoff Q g = 0.20 O (Ni x Li)...(ton) untuk tiang pancang Q g = 0.10 O (Ni x Li)...(ton) untuk tiang bor ii) Menurut Suyono Sosrodarsono dan Kazuto Nakazawa : Qg = O (Ni/2 x Li)...(ton) Keterangan : Ni/2 < 12 ton/m 2 O : keliling penampang tiang Ni : N-SPT pada segmen i tiang Li : panjang segmen i tiang Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 115

122 Tabel Kuat Dukung Pondasi Bore Pile dengan Berbagai Diameter D (m) Ap (m²) W (ton) Nb Nb' Qd (ton) Qg (ton) Q.ijin (ton) Besanya nilai beban titik pondasi daat diketahui dengan cararun Display Show Tables Analysis Results Reactions Support Reactions. Gambar Besarnya Beban Titik Pondasi Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 116

123 Gambar Letak Titik- Titik Pondasi Dari hasil analisis yang telah dilakukan, diperoleh beban titik pondasi antara 250 ton 800 ton. Berdasarkan Tabel 10.1, jika digunakan pondasi bore pile diameter 80 cm, maka daya dukung pondasi adalah 179,06 ton. Jumlah tiang pondasi untuk beban 250 ton = 250/ 179,06 = 1,4 2 tiang Jadi jumlah tiang pondasi untuk beban 800 ton = 800/ 179,06 = 4,46 5 tiang Denah layout pondasi bore pile ditunjukkan sebagai berikut. Gambar Denah Pondasi Bore Pile Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 117

124 11. Perhitungan Estimasi Biaya Pekerjaan Struktur Besarnya biaya yang dikeluarkan untuk pekerjaan struktur beton dalam proyek gedung dipengaruhi oleh banyaknya volume beton yang digunakan untuk pengecoran balok, kolom, shear wall, dan plat lantai. Berat beton untuk konstruksi atas dapat diketahui dengan cara Display Show Tables Building Data Material List. Gambar Berat Beton Struktur Gedung Perkantoran 8 Lantai (ton) Output yang ditampilkan tersebut belum termasuk berat tambahan seperti finishing dan struktur bawah (pondasi), sehingga untuk elemen finishing dan tambahan lainnya serta pondasi harus dihitung manual. Output yang ditampilkan adalah dalam berat (ton), maka untuk mengubah nilainya menjadi volume dapat dibagi dengan berat jenis beton 2,4 ton/m 3. Rincian dari volume beton untuk masing- masing elemen dapat ditabelkan sebagai berikut. Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 118

125 Tabel Berat dan Volume Beton Gedung Perkantoran 8 Lantai No. Elemen Berat (ton) Volume (m³) 1 Kolom 1224, ,23 2 Balok 3585, ,12 3 Wall 330, ,90 4 Plat Lantai 3258, ,52 Total = 3499,77 Jika diasumsikan biaya pekerjaan beton bertulang per m 3 adalah Rp , maka estimasi biaya pekerjaan struktur adalah = Volume pekerjaan x harga satuan = 3499,77 x Rp = Rp Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : 119

126 DAFTAR PUSTAKA Anonim, Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Bangunan Gedung. Yayasan Badan Penerbit PU, Jakarta. Anonim, Tata Cara Perhitungan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI Badan Standarisasi Nasional. Jakarta. Anonim, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta. Anonim, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI Badan Standarisasi Nasional. Jakarta. Asroni, A Balok dan Pelat Beton Bertulang. Graha Ilmu. Yogyakarta. Asroni, A Kolom Fondasi dan Balok T Beton Bertulang. Graha Ilmu. Yogyakarta. Dewobroto, W., Aplikasi Perencanaan Konstruksi dengan SAP Elex Media Komputindo. Jakarta. Imran, I., Hendrik, F., Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Penerbit ITB. Bandung. McCormac, Jack C., Desain Beton Bertulang Edisi Kelima. PT Gelora Aksara Pratama. Bandung. Nasution, A Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang. Penerbit ITB. Bandung. Satyarno I., Purbolaras N., R. Indra PP., Belajar SAP 2000 Analisis Gempa. Zamil Publishing. Yogyakarta. Tavio., Benny Kusuma, Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Penerbit ITS. Surabaya.

127 TENTANG PENULIS Muhammad Miftakhur Riza adalah seorang owner, perencana struktur dan konsultan pada perusahaan A (Azza Reka Struktur). Profesinya di dunia rekayasa dimulai sejak menjadi menjadi mahasiswa teknik sipil di Universitas Gadjah Mada tahun 2010 berkat bimbingan Ir. Hotma Prawoto, MT dan Agus Kurniawan, ST., MT., Ph.D. Pengalaman- pengalaman proyek yang pernah dikerjakan dan hasil pembelajarannya ia tuliskan dalam blog : Ebook ini juga hanya dijual di website tersebut dan lebih dari 10% dana yang terkumpul akan disumbangkan. Contact : riza.inc@gmail.com