DAFTAR ISI. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum Wilayah Gempa... 6

Transkripsi

1 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii BERITA ACARA... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR... viii ABSTRAK... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR TABEL... xx DAFTAR NOTASI... xxii DAFTAR LAMPIRAN... xxvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Rumusan Masalah Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum Wilayah Gempa Respon Spektra Koefisien Respon Seismik Periode Alami Struktur Simpangan Antar Lantai Kombinasi Pembebanan Geser Dasar Seismik Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Struktur Bangunan x

2 2.10 Pemilihan Sistem Struktur Penahan Beban Gempa Kategori Desain Seismik Faktor Redundasi Pushover Analisis Kriteria Struktur Tahan Gempa Sendi Plastis Perencanaan Balok dan Kolom Perencanaan Balok Perencanaan Kolom Desain Kapasitas Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) Komponen Struktur Balok pada SRPMK (SNI pasal 23.3) Komponen Struktur Yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial pada SRPMK (SNI pasal 23.4) Analisa Perencanaan Balok dan Kolom Analisa Perencanaan Balok Analisa Perencanaan Kolom BAB III METODOLOGI Pendahuluan Langkah Umum Perencanaan Struktur Pengumpulan Data Pemodelan Struktur Perhitungan Pembebanan Perhitungan Analisa Struktur Perhitungan Dimensi Analisa Struktur dengan Program ETABS V Pendahuluan Pemodelan Struktur xi

3 3.3.3 Langkah Analisa Struktur Penyajian Laporan dan Format Penggambaran BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pemodelan Kriteria Bangunan Pemodelan Gedung POLDA JATENG Semarang pada ETABS Konfigurasi Gedung Dimensi dan Penampang Struktural Mutu Bahan Faktor Keutamaan Gedung ( I ) Faktor Reduksi Gempa Penentuan Jenis Tanah Respon Spektrum Desain Periode Fundamental Pendekatan Koefisien Respon Seismik Pembebanan Beban pada Plat Lantai T = 15 cm Beban pada Plat Lantai T = 12 cm Beban pada Plat Lantai T = 10 cm Beban pada Plat Lantai T = 20 cm Kombinasi Pembebanan Hasil Analisis Dinamik ETABS Periode Getar Alami Faktor Keefektifan Massa Simpangan Antar Tingkat Hasil Kontrol Struktur Gedung Perbandingan Gaya Geser Antar Lantai Beban Statik Ekivalen dan Dinamik xii

4 4.4.2 Perbandingan Beban Statik Ekivalen dan Dinamik Evaluasi Beban Gempa Kontrol Kinerja Batas Layan Struktur Gedung Kontrol Kinerja Batas Ultimit Struktur Gedung Desain Balok Terhadap Beban Gravitasi Perhitungan Tulangan Utama Perhitungan Tulangan Geser Desain Balok Terhadap Beban Gempa Perhitungan Tulangan Utama Perhitungan Tulangan Geser Desain Kapasitas Balok Persyaratan Desain Balok Perhitungan Momen Negatif Tumpuan Perhitungan Momen Positif Tumpuan Perhitungan Momen Positif Lapangan Kapasitas Minimum Momen Positif dan Negatif Pengecekan Kapasitas Penampang Tulangan Tumpuan Momen Kapasitas pada Balok Perencanaan Tulangan Geser Penulangan Torsi Gambar Penulangan Balok Induk Desain Kolom terhadap Beban Gravitasi Perhitungan Tulangan Utama Perhitungan Tulangan Geser Desain Kolom terhadap Beban Gempa Perhitungan Tulangan Utama Perhitungan Tulangan Geser Desain Kapasitas Kolom xiii

5 Cek Kelangsingan Kolom Syarat Komponen Struktur Perhitungan Tulangan Kolom Perhitungan Kapasitas Kolom Kuat Kolom Cek Penampang Kolom Desain Confinement Reinforcement Desain Shear Reinforcement Pushover Analysis Kurva Kapasitas Kurva Kapasitas Spektrum Pembahasan Skema Distribusi Sendi Plastis BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

6 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Peta Wilayah Gempa Berdasarkan Parameter S s... 6 Gambar 2.2 Peta Wilayah Gempa Berdasarkan Parameter S Gambar 2.3 Respon Spektra Berdasarkan SNI Gambar 2.4 Kurva Kriteria Kinerja Gambar 2.5 Ilustrasi Keruntuhan Gedung Gambar 2.6 Contoh sengkang tertutup yang dipasang bertumpuk Gambar 2.7 Perencanaan Geser untuk Balok-Kolom Gambar 2.8 Contoh Tulangan Transversal pada Kolom Gambar 2.9 Hubungan antara q c dan f r untuk Berbagai Jenis Tanah Gambar 2.10 Grafik Penentuan Faktor Adhesi (Kulhawy,1984) Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Gambar 4.1 Pemodelan Struktur Tampak Perspektif Depan Gambar 4.2 Pemodelan Struktur Tampak Perspektif Belakang Gambar 4.3 Grafik Respon Spektra PUSKIM Gambar 4.4 Input Respon Spektra SNI Gambar 4.5 Periode Getar Alami Gambar 4.6 Faktor Keefektifan Massa Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Gaya Geser Antar Lantai Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Beban Statik Ekivalen dan Dinamik Berdasarkan SNI Gambar 4.9 Besarnya Simpangan akibat Beban Gempa Statik Arah X Gambar 4.10 Besarnya Simpangan akibat Beban Gempa Statik Arah Y Gambar 4.11 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok (Beban Gravitasi) Gambar 4.12 Sketsa Penulangan Lapangan Balok (Beban Gravitasi) Gambar 4.13 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok (Beban Gempa) Gambar 4.14 Sketsa Penulangan Lapangan Balok (Beban Gempa) Gambar 4.15 Sketsa Penulangan Kondisi Gambar 4.16 Sketsa Penulangan Kondisi Gambar 4.17 Sketsa Penulangan Kondisi xv

7 Gambar 4.18 Diagram Regangan dan Gaya Dalam pada Daerah Tumpuan Gambar 4.19 Momen Primer Akibat Goyangan ke Kiri Gambar 4.20 Momen Primer Akibat Goyangan ke Kanan Gambar 4.21 Balok As B (5-6) Gambar 4.22 Potongan Balok As B (5-6) Gambar 4.23 Diagram Interaksi Kolom (Beban Gravitasi) Gambar 4.24 Sketsa Penulangan Utama dan Geser Kolom (Beban Gravitasi) Gambar 4.25 Diagram Interaksi Kolom (Beban Gempa) Gambar 4.26 Sketsa Penulangan Utama dan Geser Kolom (Beban Gempa) Gambar 4.27 Kolom yang Ditinjau As B-6 (Lantai 1) Gambar 4.28 Diagram Interaksi Kolom K 90X90 Desain Kapasitas Gambar 4.29 Pengecekan Diagram Interaksi Kolom K 90x Gambar 4.30 Detail Penulangan Kolom K 90x90 (Desain Kapasitas) Gambar 4.31 Diafragma masing-masing Lantai Gambar 4.32 Static Load Case Names Gambar 4.33 Identitas Analisis Gravitasi dan Pushover Gambar 4.34 Properti Data Pushdown Gambar 4.35 Properti Data PushX Gambar 4.36 Properti Data PushY Gambar 4.37 Properti Sendi Balok Gambar 4.38 Properti Sendi Kolom Gambar 4.39 Analisis Pushdown Gambar 4.40 Analisis PushX Gambar 4.41 Kurva kapasitas arah X Gedung POLDA JATENG Gambar 4.42 Kurva kapasitas arah Y Gedung POLDA JATENG Gambar 4.43 Kapasitas Spektrum X Gedung POLDA JATENG Gambar 4.44 Kapasitas Spektrum X Gedung POLDA JATENG Gambar 4.45 Nilai Displacement D1 Arah X Gambar 4.46 Nilai Displacement D1 Arah Y Gambar 4.47 Gambar portal AS-E sendi plastis step 0 Arah X Gambar 4.48 Gambar portal AS-E sendi plastis step 1 Arah X xvi

8 Gambar 4.49 Gambar portal AS-E sendi plastis step 2 Arah X Gambar 4.50 Gambar portal AS-E sendi plastis step 3 Arah X Gambar 4.51 Gambar portal AS-E sendi plastis step 4 Arah X Gambar 4.52 Gambar portal AS-E sendi plastis step 11 Arah X Gambar 4.53 Gambar portal AS-E sendi plastis step 12 Arah X Gambar 4.54 Gambar portal AS-E sendi plastis step 13 Arah X Gambar 4.55 Gambar portal AS-E sendi plastis step 14 Arah X Gambar 4.56 Gambar portal AS-5 sendi plastis step 0 Arah Y Gambar 4.57 Gambar portal AS-5 sendi plastis step 1 Arah Y Gambar 4.58 Gambar portal AS-5 sendi plastis step 2 Arah Y Gambar 4.59 Gambar portal AS-5 sendi plastis step 4 Arah Y Gambar 4.60 Gambar portal AS-5 sendi plastis step 5 Arah Y Gambar 4.61 Gambar portal AS-5 sendi plastis step 6 Arah Y xvii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Koefisien Situs, F a... 9 Tabel 2.2 Koefisien Situs, F v... 9 Tabel 2.3 Koefisien Respon Seismik Tabel 2.4 Koefisien untuk Batas Atas pada Perioda yang dihitung Tabel 2.5 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x Tabel 2.6 Penentuan Periode Alami Struktur Tabel 2.7 Penentuan Simpangan antar Lantai Tabel 2.8 Faktor Kombinasi Pembebanan Tabel 2.9 Penentuan Gaya Geser Seismik Tabel 2.10 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnya untuk Beban Gempa Tabel 2.11 Faktor Keutamaan Gempa Tabel 2.12 Faktor R, Cd, dan Ω0 untuk Sistem Penahan Gaya Gempa Tabel 2.13 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada Perioda Pendek Tabel 2.14 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada Perioda 1 detik Tabel 2.15 Batasan Rasio Drift Atap Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung Tabel 4.2 Penampang dan Dimensi Struktur Tabel 4.3 Mutu Bahan Tabel 4.4 Beban pada Plat Lantai t = 15 cm Tabel 4.5 Beban pada Plat Lantai t = 12 cm Tabel 4.6 Beban pada Plat Lantai t = 10 cm Tabel 4.7 Beban pada Plat Lantai t = 20 cm Tabel 4.8 Perhitungan Selisih periode ( T) Setiap Mode Tabel 4.9 Faktor Keefektifan Massa Tabel 4.10 Simpangan Antar Tingkat Tabel 4.11 Perbandingan Gaya Geser Antar Lantai (Storey Shear) xviii

10 Tabel 4.12 Perbandingan Beban Statik dan Dinamik (ton) Tabel 4.13 Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X Tabel 4.14 Kontrol Kinerja Batas Layan Arah Y Tabel 4.15 Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X Tabel 4.16 Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah Y Tabel 4.17 Tulangan Utama Tumpuan Balok Induk Dengan Gravitasi Tabel 4.18 Tulangan Utama Lapangan Balok Induk Dengan Gravitasi Tabel 4.19 Perhitungan Tulangan Sengkang Dengan Beban Gravitasi Tabel 4.20 Tulangan Utama Tumpuan Balok Induk Dengan Gravitasi Tabel 4.21 Tulangan Utama Lapangan Balok Induk Dengan Gravitasi Tabel 4.22 Perhitungan Tulangan Sengkang Dengan Beban Gravitasi Tabel 4.23 Penulangan Balok Lentur Tabel 4.24 Momen Kapasitas Lentur Tabel 4.25 Gaya Geser Balok Induk Tabel 4.26 Tulangan Sengkang Balok Induk Tabel 4.27 Penulangan Torsi Tabel 4.28 Penulangan Kapasitas Desain Balok Tabel 4.29 Perbandingan Tulangan Balok Utama Tabel 4.30 Perbandingan Tulangan Geser Balok Tabel 4.31 Penulangan Utama Kolom terhadap Beban Gravitasi Tabel 4.32 Penulangan Geser Kolom terhadap Beban Gravitasi Tabel 4.33 Penulangan Utama Kolom terhadap Beban Gempa Tabel 4.34 Penulangan Geser Kolom terhadap Beban Gempa Tabel 4.35 Strong Column Weak Beam Tabel 4.36 Tulangan Confinement Kolom Tabel 4.37 Tulangan Geser Kolom Tabel 4.38 Perbandingan Tulangan Utama Kolom Tabel 4.39 Perbandingan Tulangan Geser Kolom Tabel 4.40 Nilai Performance Point arah X Gedung POLDA JATENG Tabel 4.41 Nilai Performance Point arah Y Gedung POLDA JATENG Tabel 4.42 Tingkat Kerusakan Struktur Akibat Terbentuknya Sendi Plastis xix

11 DAFTAR NOTASI A b = luas penampang ujung tiang (cm²); luas penampang tiang (cm 2 ) A g = luas bruto penampang (mm²) A s = luas tulangan tarik (mm²); luas selimut tiang (cm 2 ) A sh = luas penampang inti beton, di ukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainnya. A p = luas penampang tiang (cm 2 ) A v = luas tulangan sengkang ikat dalam daerah sejarak s (mm 2 ) A s = luas tulangan tekan (mm²) b = lebar penampang balok (mm) b w C a C d CP = lebar badan atau diameter penampang lingkaran (mm) = koefisien akselerasi = faktor pembesaran defleksi = Collapse Pervention C s = koefisien respons seismik; kohesi undrained (ton/m 2 ) C t C u C v D DF DL D t D 1 d = koefisien rangka beton pemikiul momen = koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung = koefisien respon gempa vertikal = diameter tiang (cm) = faktor distribusi momen di bagian atas dan bawah kolom yang didisain = dead load (beban mati) = displacement total = displacement pertama = tinggi efektif pelat; jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm); diameter tiang (cm) E E c E g = pengaruh beban gempa = modulus elastisitas beton (MPa) = Efisiensi kelompok tiang xx

12 E h E s E v F F a = pengaruh beban gempa horisontal = modulus elastisitas tulangan (MPa) = pengaruh beban gempa vertikal = gaya lateral ekivalen = koefisien situs untuk perioda pendek (pada perioda 0,2 detik) Fs = faktor keamanan = 2,5 F sc = local friction (kg/cm 2 ) F v = koefisien situs untuk perioda panjang (pada perioda 1 detik) f s = tahanan selimut sepanjang tiang (kg/cm 2 ) f y = tegangan leleh profil baja (MPa) f c = kuat tekan karakteristik beton (MPa) H = tebal lapisan tanah (m) h c h n h x I IO J k k c LL LS l n l o MCE R M n M nb = lebar penampang inti beton (yang terkekang) (mm) = ketinggian struktur (m) = spasi horisontal maksimum untuk kaki sengkang tertutup atau sengkang ikat pada muka kolom = faktor keutamaaan struktur = Immediate Occupancy = koefisien lengan momen = faktor panjang efektif = faktor tahanan ujung = live load (beban hidup) = Life Safety = panjang sisi terpanjang = panjang minimum = spektrum respons gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget = kuat momen nominal pada penampang (kn-m) = momen terfaktor dalam keadaan balanced xxi

13 M pr M u M x M y = momen lentur dari suatu komponen struktur dengan atau tanpa beban aksial, yag ditentukan menggunakan sifat-sifat komponen struktur pada joint dengan menganggap kuat tarik pada tulangan longitudinal sebesar minimum = momen yang terjadi pada penampang = momen arah x (ton.m) = momen arah y (ton.m) m n n n x n y = jumlah lapisan tanah yang ada di atas tanah dasar; jumlah tiang dalam 1 kolom = jumlah lantai gedung = jumlah tingkat gedung; jumlah tiang dalam 1 baris; banyaknya tiang pancang = banyaknya tiang dalam satu baris arah y = banyaknya tiang dalam satu baris arah x p = keliling tiang (cm) P ijin = P all = daya dukung vertikal yang diijinkan untuk sebuah tiang tunggal (ton) P maks P n P tiang P u Q all Q E Q p Q s Q ult = beban maksimum yang diterima 1 tiang (ton) = kuat nominal penampang yang mengalami tekan (N) = daya dukung tiang pancang (ton) = kuat beban aksial terfaktor pada eksentrisitas tertentu (N) = nilai daya dukung tanah (ton) = pengaruh gaya seismik horisontal dari V = tahanan ujung selimut tiang (kg) = tahanan geser selimut tiang (kg) = daya dukung pondasi tiang pancang (ton) q c = tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm 2 ) q cb q cu = conus resistence rata-rata 1,5D di bawah ujung tiang (N/ mm²) = conus resistence rata-rata 1,5D di atas ujung tiang (N/ mm²) R R x = faktor reduksi gempa; ragius girrasi = reultan gaya arah x xxii

14 R y S a S DS S D1 S MS S M1 S s = resultan gaya arah y = spektrum respons percepatan disain = parameter respons spektral percepatan disain pada perioda pendek = parameter respons spektral percepatan disain pada perioda 1 detik = parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek = parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik = percepatan batuan dasar pada perioda pendek s x = spasi longitudinal tulangan transvesal dalam panjang l 0 S 1 = percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik s = jarak antar tiang (cm) T a T eff t i V = perioda getar fundamental struktur = waktu getar gedung efektif (dt) = tebal lapisan tanah ke i = gaya lateral (kg) V t V e V n V s V sway V u V x V y W W t x y = beban gempa dasar nominal = gaya geser rencana = kuat geser nominal penampang (N) = kecepatan rambat gelombang geser melalui lapisan tanah ke-i; kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser (N) = gaya geser rencana berdasarkan momen kapasitas pada balok = gaya geser terfaktor penampang (N) = beban gempa arah x = beban gempa arah y = berat lantai = berat total struktur = absis tiang ke pusat koordinat penampang (m) = ordinat tiang ke pusat koordinat penampang (m) α (alpha) B eff = faktor adhesi antara tanah dan tiang = indeks kepercayaan efektif xxiii

15 1 c = 0,85 untuk f c < 30 Mpa = sisi panjang kolom / sisi pendek kolom e (delta e) = deformasi elastis p δ m xe δ y ρ (rho) ρ b ρ g = deformasi plastis = simpangan maksimum = defleksi pada lokasi yang disyaratkn dan ditentukan seuai dengan analisis elastis = pelelehan pertama = rasio tulangan, faktor redundasi untuk desin seismik = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan seimbang = rasio penulangan total terhadap luas penampang kolom min maks σ b (sigma b) = rasio penulangan minimum = rasio penulangan maksimum = tegangan ijin beton (MPa) Ø (phi) Ψ (psi) ƩM c ƩM g ΣP v Σx² Σy² l = tegangan geser pons pada pile cap (kg/cm 2 ) = faktor reduksi lentur = angka kelangsingan = koefisien pengali dari percepatan puncak muka tanah (termasuk faktor keutamaannya) untuk mendapatkan faktor respons gempa vertikal, bergantung pada Wilayah Gempa. = jumlah Mn kolom yang bertemu di joint balok kolom. = jumlah Mn balok yang bertermu di joint balok kolom. = jumlah beban vertikal (ton) = jumah kuadrat jarak arah x (ordinat-ordinat) tiang (m) = jumah kuadrat jarak arah y (absis-absis) tiang (m) = interval lapisan (m) xxiv

16 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A = GAMBAR STRUKTUR LAMPIRAN B = SURAT - SURAT xxv