EVALUASI PENGARUH KETIDAKBERATURAN HORIZONTAL PADA STRUKTUR BANGUNAN DENGAN DENAH BERBENTUK U

Transkripsi

1 EVALUASI PENGARUH KETIDAKBERATURAN HORIZONTAL PADA STRUKTUR BANGUNAN DENGAN DENAH BERBENTUK U BERDASARKAN SNI DAN SNI 1726:2012

2 3.3 Variasi Pemodelan

3 OUTLINE PENDAHULUAN TINJAUAN PUSTAKA METODOLOGI PENELITIAN ANALISA DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN REFERENSI

4 Bab 1 - Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Denah berbentuk U ini sering digunakan Denah berbentuk U kategori gedung tidak beraturan Percepatan gempa dan penalti yg berbeda pada kedua peraturan 1.2 Deskripsi Masalah Variasi6 model denahu AnalisaSNI dan SNI 1726:2012 Evaluasi ketidakberaturan 1.3 Tujuan Penelitian Mengetahui perbedaan hasil analisa dan desain akibat ketidakberaturan horizontal berdasarkan kedua peraturan Mengetahui variasi model U yang memiliki perbedaan berat tulangan paling efisien. 1.5 Hipotesis Penelitian Analisa SNI 1726:2012 akan menghasilkan gaya gempa rencana yang lebih besar akibat kenaikan percepatan gempa. Penalti ketidakberaturan horizontal di SNI 1726:2012 lebih kompleks sehingga menghasilkan struktur yang lebih boros 1.6 Sistematika Penulisan Bab 1 Pendahuluan Bab 2 Tinjauan Pustaka Bab 3 Metodologi Penelitian Bab 4 Analisa dan Pembahasan Bab 5 Kesimpulan dan Saran 1.4 Pembatasan Masalah Gedung dual system SRPMK beton bertulang dengan analisa statik ekivalen dan respons spektrum Variasi 6 model berdasarkan panjang dan lebar sudut dalam serta ketinggian. Beban gempa rencana lokasi Jakarta (tanah lunak) Modelisasi dengan program ETABS versi 15 Berat tulangan berdasarkan hasil output ETABS

5 Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Peraturan Gempa SNI Jenis Tanah Wilayah Gempa& Respons Spekrum Kontrol Nilai Waktu Getar Alami Faktor Keutamaan Faktor Reduksi Gempa(R) Berat Seismik Efektif Geser Dasar Seismik Distribusi Vertikal Gaya Gempa Kinerja Batas Layan dan Ultimate P-delta Struktur Gedung Beraturan & Tidak Beraturan 2.2 Peraturan Gempa SNI 1726:2012 Kategori Risiko& Faktor Keutamaan Wilayah Gempa& Respons Spektrum Kategori Desain Seismik(KDS) Faktor Sistem Penahan Gaya Gempa Penentuan Perioda Berat Seismik Efektif Gaya Geser Dasar Seismik Distribusi Gaya Gempa Lateral Tingkat Faktor Pembesaran Torsi Simpangan Antar Tingkat P-delta Kombinasi Pembebanan Redundansi Ketidakberaturan Struktur(Horizontal) - Klasifikasi Diafragma rigid semirigid fleksibel - Gaya Desain Diafragma(Pasal ) - Elemen Kolektor(Pasal ) -Kord Ketidakberaturan Struktur(Vertikal) Tetap dilakukan pengecekan walaupun denah dan struktur gedung dibentuk untuk termasuk dalam kategori ketidakberaturan horizontal.

6 Bab 2 Tinjauan Pustaka (Ketidakberaturan Horizontal) Klasifikasi Diafragma a. Dimensi dan pembebanan b. Rigid c. Fleksibel d. Semirigid The seismic handbook Farzad Naeim, 2000

7 Bab 2 Tinjauan Pustaka (Ketidakberaturan Horizontal) Gaya Desain Diafragma(SNI 1726:2012 Pasal ) Diafragma harus didesain untuk menahan kedua tegangan geser dan lentur yang dihasilkan dari gaya desain serta menyalurkan gaya desain seismik akibat offset horizontal atau perubahan kekakuan dari elemen vertikal. Pada diskontinuitas diafragma, seperti bukaan dan sudut dalam, desain harus menjamin bahwa transfer gaya ke tepi (kord) terkombinasi dengan gaya lainnya dalam diafragma, yaitu kapasitas geser dan tarik diafragma.

8 Bab 2 Tinjauan Pustaka (Ketidakberaturan Horizontal) Elemen Kolektor(SNI 1726:2012 Pasal ) Kord Kordtekan, maks0,2 f c. Tulangan sengkang tidak diperlukan apabila bukan sekitar opening Kord tarik Diberi tulangan selebar 0,25 b b

9 Bab 3 Metodologi Penelitian 3.2 Kriteria Perencanaan Hlantai1 =3,5m Hlantaitypical =3m SNI2002,R =8,5 SNI2012,R =7

10 Bab 3 Metodologi Penelitian 3.2 Kriteria Perencanaan 3.5 Mass Source SNI SNI 1726:2012

11 Bab 3 Metodologi Penelitian 3.3 Variasi Pemodelan

12 2 BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN

13 Analisa SNI vs SNI 1726:2012 No Item SNI 2002 SNI R Faktor skala Diaphragma Rigid Semi rigid 4 Pembebanan SNI SNI 1727: Mass Source LL = 0.3 LL = 0 6 Beton SNI 2847:2013 SNI 2847: Kombinasi Gempa horizontal Gempa horizontal & vertikal

14 Respons Spektrum Respons spektrum 2002 > 2012 T max 2012jauhlebihkecildibandingkan2002 Hal ini menyebabkan bangunan dituntut untuk lebih kaku agar mendekati T max dan menyebabkan gaya gempa yang dihasilkan menjadi lebih besar.

15 HasilAnalisa Gempa

16 HasilAnalisa Gempa PERIODE T SNI sedikit lebih besar dibandingkan SNI 1726:2012 WSNI > SNI 1726:2012. Berat seismik pada SNI mengikutsertakan 30% Live Load(LL) hunian. SNI 1726:2012 tidak mempertimbangkan Live Load (LL) hunian.

17 HasilAnalisa Gempa VSNI1726:2012>SNI Faktor pembesaran torsi (Ax) di SNI 1726:2012 pada semua model adalah 1,0 Nilai redundansi untuk semua model pada SNI 1726:2012 sebesar 1,0 kecuali pada model H:D = 2,25:5 20 Lantai untuk arah X, yaitu sebesar 1,3. Sedangkan pada SNI tidak dijelaskan tentang redundansi sehingga nilai yang diambil sebesar 1,0. Story drift untuk semua model pada kedua arah masih di bawah drift limit. P-delta pada analisa SNI 1726:2012 dapat diabaikan, sedangkan pada SNI pengaruh P-delta harus ditinjau. Pada kedua peraturan sama sama mengkategorikan struktur yang dianalisa sebagai struktur gedung tidak beraturan. Namun, pada SNI 1726:2012 lebih dispesifikasikan jenis ketidakberaturannya yaitu ketidakberaturan horizontal. Dari berbagai macam tipe ketidakberaturan horizontal tersebut, struktur gedung termasuk jenis gedung yang memiliki ketidakberaturan horizontal tipe 2.

18 HasilAnalisa Gempa DUAL SYSTEM Presentase gaya gempa yang dipikul oleh frame arah X dengan analisa SNI 1726:2012 lebih besar daripada SNI Untuk model H:D = 2,25:5 arah X menunjukkan hasil presentase kontrol sistem ganda yang berbeda dengan rata rata model lainnya yang disebabkan oleh pengurangan shearwall SW 3 dan SW 8 sehingga presentase gaya gempa yang dipikul frame jauh lebih besar dibandingkan model lainnya. shearwall menghindari puntir yang tidak diinginkan dan kekakuan yang berlebihan. Kekakuan yang berlebihan menyebabkan output tulangan minimum dari ETABS sehingga tidak bisa dijadikan perbandingan pada berat tulangan. Presentase frame arah Y pada model H:D = 2,25:5 di kedua peraturan tersebut sama sama tidak mencapai syarat minimum (25%) akibat minimnya elemen frame yang menahan gaya gempa arah Y tersebut. Untuk arah Y, presentase perbedaan kedua peraturan tersebut sangat kecil. Namun pada bangunan 20 lantai, terdapat perbedaan yang menunjukkan presentase gaya gempa yang dipikul oleh frame dengan analisa SNI lebih besar.

19 Gaya Geser Tingkat Kumulatif H : D = 5 : 5 30 Lantai

20 Gaya Geser Tingkat Kumulatif H : D = 4 : 5 30 Lantai

21 Gaya Geser Tingkat Kumulatif H : D = 2,25 : 5 30 Lantai

22 Gaya Geser Tingkat Kumulatif H : D = 5 : 5 20 Lantai

23 Gaya Geser Tingkat Kumulatif H : D = 4 : 5 20 Lantai

24 Gaya Geser Tingkat Kumulatif H : D = 2,25 : 5 20 Lantai

25 Gaya Geser Tingkat Kumulatif Hasil tersebut menunjukkan bahwa semakin kecil variasi dimensi sumbu Y dan ketinggian lantainya, semakin kecil pula kenaikan gaya geser tingkat kumulatif yang terjadi. Semakin kecil variasi dimensi sumbu Y dan ketinggian lantainya maka periode struktur semakin kecil. SNI 1726:2012, variasi dimensi sumbu Y dan ketinggian lantainya yang semakin kecil menghasilkan periode struktur yang mendekati periodemaksimum(t max )sehinggamenghasilkanfaktorskalayang semakin kecil pula. Kombinasi hal tersebut menyebabkan perbedaan gaya geser tingkat kumulatif yang berbanding lurus dengan perbedaan dimensi variasi sumbu Y dan ketinggian lantainya.

26 Story Drift H : D = 5 : 5 30 Lantai

27 Story Drift H : D = 4 : 5 30 Lantai

28 Story Drift H : D = 2,25 : 5 30 Lantai

29 Story Drift H : D = 5 : 5 20 Lantai

30 Story Drift H : D = 4 : 5 20 Lantai

31 Story Drift H : D = 2,25 : 5 20 Lantai

32 Story Drift Semakin kecil kenaikan drift max disebabkan oleh semakin kecil pula kenaikan gaya geser yang terjadi. Namun pada model H:D = 2,25:5 20 Lantai drift max arah y justru mengalami penurunan. Hal ini disebabkan nilai faktor pembesaran defleksi SNI (ξ) sebesar 5,95 > nilai faktor pembesaran defleksi SNI 1726:2012(Cd) yaitu sebesar 5,5. Penurunan nilai faktor pembesaran defleksi tersebut sebesar 7,6% sedangkan kenaikan V y rata rata hanya sebesar 3,0%.

33 Berat Tulangan Semakin kecil variasi dimensi sumbu Y dan ketinggian lantainya menghasilkan kenaikan presentase berat tulangan yang semakin kecil pula. Presentase kenaikan tulangan kolom lebih kecil dari elemen lainnya yang disebabkan oleh mayoritas kolom menghasilkan tulangan minimum. Namun terjadi kenaikan pada model H:D = 2,25:5 20 Lantai yang disebabkan oleh redundansiarahx(ρ x )yangberbedadengan model lainnya, yaitu 1,3.

34 Ketidakberaturan Horizontal SNI Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral adalah 87,5 m dan 57,5 m,lebihdari 10 tingkat atau40m. Denah struktur gedung bukan persegi panjang dan memiliki panjang tonjolan lebih dari 25% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut. SNI 1726:2012 Ketidakberaturan Horizontal tipe 2 Denah bangunan berbentuk U dan apabila diproyeksikan terdapat denah struktur dari dalam hasilnya lebih besar dari 15% dimensi dalam arah yang ditentukan. Denah struktur gedung menunjukkan coakan sudut dan panjang sisi coakan tersebut lebih dari 15% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut. Penalti Penalti Analisa respons dinamik Peningkatan 25% Gaya Desain Diafragma - Diafragma ke dinding geser - Kolektor ke dinding geser Prosedur Analisis

35 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Pengecekan Ketidakberaturan Horizontal Tipe 2

36 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Peningkatan 25% Gaya Desain Diafragma Gaya desain diafragma ditingkatkan 25% sebagai antisipasi dari ketidakberaturan penyaluran gaya diafragma ke elemen vertikal yang disebabkan oleh ketidakberaturannya denah bangunan. Peningkatan 25% gaya desain diafragma menghasilkan tulangan ekstra pada diafragma ke shearwall sebagai tulangan geser friksi, tulangan elemen kolektor ke shearwall dan tulangan kord pada balok serta pelat lantai. Besarnya jumlah tulangan esktra yang diperlukan tergantung dari besarnya gaya gempa rencana, berat diafragma dan ketebalan pelat lantai

37 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Peningkatan 25% Gaya Desain Diafragma - Diafragma ke shearwall Tulangan diafragma ke shearwall diperlukan untuk menahan geser friksi antara difragma dengan sisi shearwall.

38 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Peningkatan 25% Gaya Desain Diafragma - Elemen Kolektor ke shearwall Tulangan kolektor untuk mengumpulkan gaya gayageseryanginginditransferke shearwall. Elemen kolektor dimodelisasikan sebagai balok yang memiliki lebar yang sama dengan lebar shear wall.

39 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Peningkatan 25% Gaya Desain Diafragma - Kord(pelat lantai dan balok) Tulangan kord diperlukan untuk menahan tekan dan tarik di tepi akibat gaya geser utama. Tulangan kord pelat lantai selebar 0,25 b dan diletakkan di tengah ketebalan pelat (antara tulangan pelat lantai) Tulangan kord balok diletakkan di tengah ketebalan balok(antara tulangan longitudinal balok)

40 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Peningkatan 25% Gaya Desain Diafragma - Hasil Tulangan Ekstra 1. Tidak banyak tulangan ekstra pada pelat lantai akibat ketebalan pelat lantai yang cukup memadai, yaitu130mm 2. Overstress balok kolektor menunjukkan bahwalebar efektif (b eff ) elemen kolektor harus lebih besar dari lebar shearwall sehingga elemen kolektor merupakan perpaduan antara balok dengan pelat lantai. 3. Tulanganekstrarata rataterbesarterdapatpadamodelh:d=5:530lantai

41 Ketidakberaturan Horizontal (Tipe 2 SNI 1726:2012) Prosedur Analisis Tabel13SNI1726:2012: StrukturtidakberaturandenganT<3,5T s dan mempunyai hanya ketidakberaturan horizontal tipe 2, 3, 4 atau 5 atau ketidakberaturan vertikal tipe 4, 5a, atau 5b diizinkan menggunakan prosedur analisa gaya lateral ekivalen, spektrum respons ragam dan riwayat waktu. Hasil Analisa: Gedung memiliki ketidakberaturan horizontal tipe 2 dan T > 3,5T s untuk gedung 30 lantai, namunt<3,5t s untukgedung20lantai. Kesimpulan: Analisa yang digunakan adalah analisa spektrum respons ragam.

42 3 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

43 Kesimpulan Analisa dengan SNI 1726:2012 menghasilkan gaya gempa rencana yang lebih besar, namun bukan akibat dari kenaikan percepatan gempanya melainkan karena batasan acuan periode getar yang digunakan pada SNI 1726:2012 lebih kecil daripada SNI Semakin tinggi sifat ketidakberaturan horizontal maka semakin tinggi pula kenaikan gaya geser, drift max dan berat tulangan dari SNI ke SNI 1726:2012. Namun pada model H:D = 2,25:5 20 Lantai SNI 1726:2012 drift max arah y justru mengalami penurunan. Hal ini disebabkan nilai faktor pembesaran defleksi SNI (ξ) sebesar 5,95, lebih besar dari nilai faktor pembesaran defleksi SNI 1726:2012 (Cd) yaitu sebesar 5,5. Penurunan nilai faktor pembesaran defleksi tersebut sebesar 7,6% sedangkan kenaikan Vy rata rata hanya sebesar 3,0%. Pada berat tulangan terjadi kenaikan yang besar pada model H:D = 2,25:5 20 Lantai yang disebabkanolehredundansiarahx(ρ x )sebesar1,3. Penalti ketidakberaturan horizontal menurut SNI 1726:2012 tentang peningkatan 25% gaya desain diafragma menghasilkan tulangan ekstra pada diafragma ke shearwall sebagai tulangan geser friksi, tulangan elemen kolektor ke shearwall dan tulangan kord pada balok serta pelat lantai. Besarnya jumlah tulangan esktra yang diperlukan tergantung dari besarnya gaya gempa rencanadanberatdiafragma.modelh:d=5:530lantai menghasilkan tulangan ekstra terbesar akibat peningkatan 25% gaya desain diafragma. Tulangan ekstra tersebut menyebabkan desain pada analisa SNI 1726:2012 memerlukan tulangan yang lebih banyak dibandingkan dengan SNI Rentang pertambahan tulangan akibat perbedaan peraturan yaitu sebesar 5,6% - 22,0%. Presentase kenaikan berat tulangan yang paling kecil adalah model H:D = 2,25:5 30 Lantai sebesar 5,6% dan yang terbesar adalahmodelh:d=2,25:520lantaisebesar22,0%.

44 Referensi American Concrete Institute(ACI).(2008). Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318M-08) and Commentary. ACI 318M-08. American Concrete Institute(ACI).(2011). Building Code Requirements for Structural Concrete. ACI American Concrete Institute(ACI).(2014). Building Code Requirements for Structural Concrete. ACI American Society of Civil Engineers (ASCE). (2010). Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. ASCE Reston, VA : ASCE. Budiono, Bambang.(2011). Presentasi Seminar HAKI 2011: Konsep SNI Gempa x. Jakarta: HAKI (Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia) CSI Knowledge Base.(2014). Center of Rigidity for Semi-rigid diaphragm. CSI Knowledge Base.(2014). Rigid vs Semi-rigid diaphragm. Federal Emergency Management Agency (FEMA). (2009). NEHRP Recommended Seismic. Washington, D.C.: FEMA Federal Emergency Management Agency(FEMA).(2012) NEHRP Recommended Seismic Provision Design Example.Washington, D.C. : FEMA Ghosh,S.K.(2014).SignificantChangesfromASCE7-05toASCE7-10, part 1: Seismic Design Provisions. Gregory MacRae & Bruce Deam. (2009). Building Regularity for Simplified Modelling. EQC Project No. 06/514. New Zeland. Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia (HAKI). (2015). Shourtcourse HAKI 2015: Penerapan Tata Cara Perancangan Struktur Tahan Gempa. Jakarta: HAKI(Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia). Himanshu Gaur, R.K. Goliya, Krishna Murari, Dr. A. K Mullick. (2014). A Parametric Study of Multy-storey R/C Building With Horizontal Irregularity. International Journal of Research in Engineering and Technology. Ghana, India. IBC SEAOC.(2012). Structural Design Manual Vol 1.

45 Referensi ICC.(2009). International Building Code(IBC). Falls Church, VA: ICC Lujiang Yang, Dewen Liu, Zhongli Guo, Jing Li, Bihui Dai. (2014). Engineering Mechanic in High-Rise Building With Irregular Planer. Applied Mechanic and Material Vol 540 pp Switzerland. Mario De Stefano, Barbara Pintucchi. (2007). A Areview of Research on Seismic Behaviour of Irregular Buildng Structure Since Florence, Italy. Naeim, Farzad. (2000). The Seismic Design Handbook 2 nd Edition. Los Angeles, CA. National Institute of Standard and Technology (NIST). (2010). NEHRP Seismic Design of Cast-in-place Concrete Diaphragms Chord and Collector. NIST GCR California. Rahim, Sjahril A.(2016) Kuat Lateral Tingkat Struktur. Depok, Indonesia. Rekesh Sakale, R K Arora dan Jitendra Chouchan. (2014). Seismic Behaviour of Building Having Horizontal Irregularities. International Journal of Structural and Civil Enginnering Research Vol 3 No 4. S. K. Ghosh. Significant Changes form ASCE 7-05 to ASCE 7-10, part 1 Seismic Design Provisions. Standard Nasional Indonesia (SNI). (1989). Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung. SNI Bandung: Badan Standarisasi Indonesia. Standard Nasional Indonesia (SNI). (2002). Standard Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. SNI Bandung: Badan Standarisasi Indonesia. Standard Nasional Indonesia (SNI). (2012). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Banunan Gedung dan non Gedung. SNI 1726:2012. Bandung: Badan Standarisasi Indonesia. Standard Nasional Indonesia (SNI). (2013). Beban Minimum untuk Perencanaan bangunan Gedung dan Struktur Lain. SNI 1727:2013. Bandung: Badan Standarisasi Indonesia. Standard Nasional Indonesia (SNI). (2013). Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. SNI 2847:2013. Bandung: Badan Standarisasi Indonesia. Thomas F. Hausler.(2014). The Most Common Errors in Seismic Design and How to Properly Avoid Them Annual Conference Proceedings of National Council of Structural Engineers Associates(NCSEA). Kansas City.

46 TERIMA KASIH