STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA SNI DAN ASCE 7-05

Transkripsi

1 STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA SNI DAN ASCE 7-05 Oleh : Rheinhardt Maupa NRP : Dosen Pembimbing : Tavio, ST, MT, Ph.D Bambang Piscesa, ST, MT

2 LATAR BELAKANG Indonesia merupakan negara yang rawan terkena gempa. Perlunya suatu tata cara untuk menciptakan struktur bangunan tahan gempa di Indonesia. Menurut para praktisi gempa di Indonesia, SNI perlu direvisi. ASCE menjadi acuan utama untuk merevisi peraturan SNI

3 RUMUSAN MASALAH 1.Bagaimana cara mendesain struktur gedung tahan gempa dengan sistem lantai flat plate berdasarkan Tata Cara Pembebanan Gempa SNI dan ASCE 7-05? 2. Bagaimana perbedaan hasil perhitungan beban gempa untuk gedung dengan sistem lantai flat plate yang didesain berdasarkan tata cara SNI dan ASCE 7-05? 3. Bagaimana perbedaan hasil penulangan untuk gedung dengan sistem lantai flat plate yang didesain berdasarkan tata cara SNI dan ASCE 7-05?

4 TUJUAN 1. Mengetahui cara mendesain struktur gedung tahan gempa dengan sistem lantai flat plate berdasarkan Tata Cara Pembebanan Gempa SNI dan ASCE Menunjukkan perbedaan hasil perhitungan beban gempa untuk gedung dengan sistem lantai flat plate yang didesain berdasarkan tata cara SNI dan ASCE Dalam hal ini perbedaan yang akan ditunjukkan meliputi nilai base shear dan drift yang terjadi. 3. Menunjukkan perbedaan hasil penulangan untuk gedung dengan sistem lantai flat plate yang didesain berdasarkan tata cara SNI dengan pembebanan gempa berdasarkan SNI dan ASCE Dalam hal ini perbedaan yang akan ditunjukkan meliputi hasil penulangan untuk kolom, balok, pelat, dan shearwall.

5 BATASAN MASALAH Desain struktur dan pendetailan tulangan memakai SNI Perhitungan gaya gempa memakai SNI dan ASCE Sistem struktur berupa sistem lantai flat plate. Gedung terletak di wilayah gempa 4, tanah keras, dan berfungsi sebagai perkantoran. Tidak meninjau perencanaan pondasi dan struktur sekunder. Perhitungan analisis struktur menggunakan program ETABS 9.07.

6 METODOLOGI

7 DATA PERANCANGAN Tipe bangunan : Perkantoran Jumlah Tingkat : 10 Tingkat Wilayah Gempa : Menengah (Zona 4), Tanah Keras Lebar Bangunan : 30 m Panjang Bangunan : 40 m Tinggi Bangunan : 35,5 m Ketinggian tiap lantai : Lantai 1 = 4,00 m Lantai Selanjutnya = 3,50 m Mutu beton (f c ) : 35 MPa Mutu Baja (f y ) : 400 MPa

8 DENAH MODEL 6 Y X A B C D E F G H I

9 PRELIMNARY DESIGN PERANCANGAN PELAT Tebal pelat 20 cm PERANCANGAN KOLOM Dimensi kolom 60/60 cm PERANCANGAN BALOK TEPI Dimensi Balok 40/60 PERANCANGAN SHEARWALL Tebal Shearwall 40 cm

10 Pembebanan Gempa SNI Pembagian Wilayah Gempa di Indonesia berdasarkan SNI

11 Pembebanan Gempa SNI Waktu Getar Bangunan (T) Memakai Method A dari UBC Section Pada arah X dan Y T 1 = C t (H) 3/4 = 0,0488 x (35,5) 3/4 = 0,71 detik 2.Koefisien gempa dasar (C) perkiraan awal Dari gambar respon spektrum disamping, untuk wilayah 4 dengan T = 0,71 dan jenis tanah Keras diperoleh C = 0,42

12 3.Koefisien gempa dasar (C) sebenarnya Setelah dilakukan pengecekan dengan T rayleigh didapatkan nilai C untuk arah X = 0,31 dan arah Y = 0,42 4.Gaya geser dasar V 1 C I R W t Pada arah X : 0,31 1 Vx ,08 787, 13ton 5,5 Pada arah Y : 0,42 1 Vx , , 5ton 5,5 5.Distribusi gaya geser dasar Sesuai SNI Pasal : F i W n i 1 i W z i i z i xv

13 Pembebanan Gempa ASCE 7-05 Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon Spektral 0,2 detik Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon Spektral 1 detik

14 Pembebanan Gempa ASCE Waktu Getar Bangunan (T) Pada arah X dan Y T = C t (H) 3/4 = 0,0488 x (35,5) 3/4 = 0,71 detik 2.Percepatan respons spektrum MCE Untuk short periode Dari peta gempa dengan percepatan respon spektral 0,2 s diperoleh S s = 0,5-0,6 g untuk daerah Bali dan F a = 1,0 S MS = F a х S s = 1,0 х 0,6 g= 0,6 g Untuk periode 1 s Dari peta gempa dengan percepatan respon spektral 1 s diperoleh S 1 = 0,15-0,2 g untuk daerah Bali dan F v = 1,0 S MS = F v х S s = 1,0 х 0,2 g= 0,2 g

15 3.Parameter Percepatan Spektral Rencana Untuk short periode 2 2 SDS. SMS.0,6g 0, 4g 3 3 Untuk periode 1 s 2 2 SD 1. SM1.0,2g 0, 13g Koefisien Gempa Dasar (Cs) C S SDS R I S T R I D1 dan tidak kurang dari C untuk T<T L =4s S Cs 0,4 5 1,25 0,1 Cs 0,13 5 0,71 1,25 0,046 diambil Cs yang terkecil 0,046

16 7.Base Shear V = C S х W = 0,046 х ,08 = 642,44 ton 8.Distribusi gaya geser Sesuai ASCE 7-05 Pasal : F X = C VX. V dengan C VX Wx. hx i n 1 i k w. h k i Nilai k diperoleh dari interpolasi berikut: T = 0,5 s, k= 1 T = 2,5 s, k= 2 k = 1,1

17 9.Desain Diafragma Berdasarkan ASCE 7-05, Pasal , diafragma lantai dan atap harus didesain untuk menahan gaya gempa rencana ditiap tingkat. F px n F i x i n w i x i w px dimana: F px = gaya desain diafragma F i = gaya desain yang diterapkan di Tingkat i w i = tributari berat sampai Tingkat i w px = tributary berat sampai diafragma di Tingkat x

18 Distribusi Gaya Gempa Tiap Tingkat Tingkat hi SNI ASCE 7-05 Arah X Arah Y Arah X Arah Y (m) Fi (ton) V (ton) Fi (ton) V (ton) Fi (ton) V (ton) Fi (ton) V (ton)

19 Story Story 10 Distribusi gaya horizontal Arah X SNI ASCE Fi (ton) 10 Distribusi gaya horizontal Arah Y SNI ASCE Fi (ton)

20 Story Story Base Shear Arah X V (ton) SNI ASCE Base Shear Arah Y V (ton) SNI ASCE

21 Story Story Drift SNI dan ASCE 7-05 untuk masing-masing arah dalam grafik berikut: Tingkat SNI 1726 ASCE 7-05 Ux Uy Ux Uy Arah X SNI ASCE Drift (mm) Arah Y Series1 4 3 Series Drift (mm)

22 12db=300 Penulangan Balok Tepi Berdasarkan Beban Gempa SNI 1726 B 5000 C Komponen Batas 800 x 800 Kolom x ld=300 A B C 50 A B C Ø Ø Ø12-120

23 12db=300 Penulangan Balok Tepi Berdasarkan Beban Gempa ASCE 7-05 B 5000 C Komponen Batas 800 x 800 Kolom x l d=300 A B C 50 A B C Ø Ø Ø12-110

24 Penulangan Kolom Berdasarkan Beban Gempa SNI Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø D 16 KOLOM EKSTERIOR 20 D 16 DETAIL KOLOM INTERIOR

25 Penulangan Kolom Berdasarkan Beban Gempa ASCE Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø D 16 KOLOM EKSTERIOR 20 D 16 DETAIL KOLOM INTERIOR

26 Penulangan Pelat Berdasarkan Beban Gempa SNI 1726 JALUR KOLOM JALUR TENGAH JALUR KOLOM KOLOM 60/60 KOLOM 60/60 D D D D D D D16-50 D16-50 D D D16-50 D

27 Penulangan Pelat Berdasarkan Beban Gempa ASCE 7-05 JALUR KOLOM JALUR TENGAH JALUR KOLOM KOLOM 60/60 KOLOM 60/60 D16-80 D16-80 D D D16-80 D16-80 D16-40 D16-40 D D D16-40 D

28 Penulangan Shearwall

29 Penulangan Shearwall Berdasarkan Beban Gempa SNI D19 4Ø D D12-150

30 Penulangan Shearwall Berdasarkan Beban Gempa ASCE D19 4Ø D D12-100

31 KESIMPULAN Gaya geser dasar gempa dengan pembebanan gempa SNI adalah sebesar 787,18 ton untuk arah X dan 1066,55 ton untuk arah Y Gaya geser dasar gempa dengan pembebanan gempa ASCE 7-05 adalah sebesar 1396,61 ton untuk arah X dan untuk arah Y. Pembebanan gempa ASCE 7-05 menghasilkan gaya geser dasar untuk arah X dan Y yang lebih besar dibanding dengan gaya geser dasar yang dihasilkan oleh SNI Berdasarkan hasil analisa program, ASCE 7-05 menghasilkan Drift (displacement lateral) yang lebih besar dibanding SNI Dimana drift yang terjadi sebesar 34,01 mm. Dari hasil penulangan dapat disimpulkan, untuk penulangan kolom dan balok pada SNI dan ASCE 7-05 hasil penulangan tidak berbeda jauh. Hal ini dikarenakan balok dan kolom menerima beban lateral yang kecil. Perbedaan Penulangan terlihat jelas pada elemen penahan beban lateralnya yaitu pelat dan shearwall. Dimana didapatkan hasil penulangan yang jauh lebih banyak terutama pada tulangan pada jalur kolom pada pelat dan tulangan horizontal pada shearwall apabila gedung didesain berdasarkan ASCE Hal ini dikarenakan gaya gempa rencana berdasarkan ASCE 7-05 jauh lebih besar dari gaya gempa rencana berdasarkan SNI

32 SARAN Untuk perencanaan bangunan gedung tahan gempa di Indonesia, sudah seharusnya menggunakan Tata Cara Pembebanan Gempa yang terbaru yakni berdasarkan ASCE Disamping karena teknologinya lebih maju dibanding SNI , perhitungan gaya gempa rencana yang dihasilkan juga lebih akurat karena persyaratan-persyaratan untuk bangunan tahan gempa lebih spesifik dan mendetail. Untuk studi selanjutnya, perencanaan bangunan dengan menggunakan pembeban gempa ASCE 7-05, pendetailan tulangannya sebaiknya dilakukan dengan menggunakan ACI-08 karena ketentuan-ketentuan pada ASCE 7-05 lebih relevan pada ACI-08 dibanding SNI yang merujuk pada ACI-99. Untuk selanjutnya studi bisa dilakukan pada struktur yang memiliki konfigurasi tidak simetris.

33 TERIMA KASIH