Perencanaan Gempa untuk

Transkripsi

1 Perencanaan Gempa untuk Gedung Hipotetis 10 Lantai By Iswandi Imran & Fajar Hendrik Gaya gempa bekerja pada gedung hipotetis seperti terlihat pada gambar. Informasi mengenai gedung: Tinggi lantai dasar 4,5 m. Tinggi tipikal lantai diatasnya 3,7 m. Dimensi kolom untuk semua lantai sama= 60 x 60 cm. Dimensi balok untuk semua lantai sama = 40 x 60 cm. Tebal pelat lantai dan atap = 12 cm. Tebal preliminary design shearwall = 40 cm, dengan panjang 5 m. Kuat tekan beton, f c = 30 MPa. Kuat tarik baja, f y = 400 MPa. 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 1

2 Beban mati, DL tambahan pada lantai: Berat partisi = 2,5 kn/m 2. Beban screed + keramik, plafond, mekanikal, elektrikal = 1,6 kn/m 2. Beban hidup, LL pada lantai: Beban occupancy = 2,5 kn/m 2. Beban mati, DL tambahan pada atap: Beban plafond, mekanikal, dan elektrikal = 0,5 kn/m 2. Beban hidup, LL pada atap: Beban = 1,5 kn/m 2. Seismic design data: Lokasi gedung di zone gempa 4. Kondisi tanah di lokasi proyek termasuk ke dalam kategori tanah sedang. Untuk tanah sedang, Percepatan puncak batuan dasar = 0,2 g. Percepatan puncak muka tanah, A 0 = 0,28 g. (Tabel 5. Pasal SNI ). 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 2

3 T c = 0,6 detik. A m = 2,5 A 0 = 0,7 g. A r = A m x T c = 0,42. (Tabel 6. Pasal SNI ). Gedung digunakan untuk perkantoran biasa, Faktor Keutamaan Struktur, I = 1,0. (Tabel 1. Pasal SNI ). Shearwall dipasang pada grid B dan E di baris 2-3. Terlihat pada denah gedung. Untuk gedung dengan tipe dual system (shearwall yang dipasang pada struktur rangka pemikul momen khusus) pada arah Utara-Selatan, Faktor Reduksi Gempa, R = 8,5 Untuk sistem rangka pemikul momen khusus arah Barat-Timur, R = 8,5. (Tabel 3. Pasal SNI ). 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 3

4 Gambar 1. Denah gedung. 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 4

5 Berat struktur pada lantai 1: Berat sendiri struktur: Berat kolom lantai 1 = (0,6 x 0,6 x 4,5) m 3 x 24 kn/m 3 x 24 + (0,6 x 0,6 x 1,85) m 3 x 24 kn/m 3 x 24 = 933,12 kn + 383,62 kn = 1.316,74 kn. Berat balok lantai 1 = (0,4 x 0,6 x 5,4) m 3 x 24 kn/m 3 x 20 = 622,08 kn + (0,4 x 0,6 x 4,4) m 3 x 24 kn/m 3 x 18 = 459,19 kn = 1.078,27 kn. Berat pelat lantai 1 = (30 x 15) m 2 x 0,12 m x 24 kn/m 3 = kn. Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,9 m) x 24 kn/m 3 x 2 shearwall + (4,4 m x 0,4 m x 1,85 m) x 24 kn/m 3 x 2 shearwall + = 329,47 kn + 156,29 kn = 485,76 kn. Gambar 2. Tampak penempatan shearwall. Berat lantai-lantai lainnya (tipikal) : 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 5

6 Gambar 3. Elemen struktur yang masuk ke dalam perhitungan berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap. 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 6

7 Berat sendiri struktur: Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 3,7) m 3 x 24 kn/m 3 x 24 = 767,23 kn. Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kn. Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = kn. Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,1 m) x 24 kn/m 3 x 2 shearwall = 261,88 kn. Berat lantai 10 (atap) : Berat sendiri struktur: Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 1,85) m 3 x 24 kn/m 3 x 24 = 383,62 kn. Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kn. Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = kn. Berat shearwall 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 7

8 = (4,4 m x 0,4 m x 1,25 m) x 24 kn/m 3 x 2 shearwall = 105,60 kn. Beban mati tambahan tiap lantai = 4,1 kn/m 2 x (15 x 30) m 2 = kn Beban hidup tiap lantai (occupancy load) = 2,5 kn/m 2 x 450 m 2 = kn Beban hidup dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 % saja = 337,5 kn. Beban mati tambahan untuk atap = 0,5 kn/m 2 x 450 m 2 = 225 kn Beban hidup pada atap = 1,5 kn/m 2 x 450 m 2 = 675 kn Beban hidup pada atap juga dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja hanya 30 % saja = 202,5 kn. Berat Struktur Berat lantai 1 = (1.316, , ,76) kn kn + 337,5 kn 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 8

9 = 6.359,27 kn. Berat lantai 2-9 = (767, , ,88) kn kn + 337,5 kn = 5.585,88 kn. Berat lantai 10 = (383, , ,60) kn kn + 202,5 kn = 3.291,00 kn. Tabel 1. Berat struktur per lantai. Lantai Tinggi h x (m) Berat Lantai W x (kn) W x h x (kn m) 10 37, , , , , , , , , Σ AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 9

10 Periode Natural Arah Utara-selatan Arah utara-selatan merupakan sistem rangka dengan shearwall, 0,0488 0, ,8,. T > T c, sehigga Faktor Respons Gempa, A r = A m x T c = 0,7 x 0,6 = 0,42 SNI Pasal Untuk T T c C = A m. 0,42 0,74,. Untuk T > T c C = A r / T, dimana A r = A m x T c. Arah Barat-timur Arah barat-timur merupakan SRPM beton, 0,0731 Gambar 4. C t untuk arah utara-selatan. 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 10

11 0, ,8,. T > T c, sehigga Faktor Respons Gempa, A r = A m x T c = 0,7 x 0,6 = 0,42. 0,42 1,1,. Base Shear Arah Utara-selatan.. 0,57 1, ,5.. Arah Barat-timur 0,38 1, ,5.. Gambar 5. C t untuk arah barat-timur. Gaya Lateral Equivalent 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 11

12 Sehingga gaya lateral yang bekerja di lantai 10 arah utara-selatan: Gaya lateral equivalent yang bekerja di lantai 10 arah barat-timur: Perbandingan tinggi dengan panjang denah dalam arah pembebanan gempa utara-selatan = 37.8/15 = 2,52 < 3, dan juga untuk arah pembebanan gempa barat-timur, perbandingannya = 37,8/30 = 1,26 < 3, sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat sebesar 0,1 V b di lantai tingkat paling atas. Gaya lateral untuk lantai lainnya seperti terlihat pada Tabel 2 dan Tabel 3. Gambar 6. Gaya lateral equivalent di tiap lantai. 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 12

13 Tabel 2. Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah utara-selatan. Tabel 3. Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah barat-timur. Lantai h x w x w x h x F Lateral F x V Story (m) (kn) (kn m) (kn) (kn) , , , , , , , , , , , , , , , , , ,586 87, , ,586 66, , ,586 45, , ,360 28, ,644 Σ 54,339 1,098,171 V x Lantai h x w x w x h x F Lateral F x V Story (m) (kn) (kn m) (kn) (kn) , , , , , , , , , , , , , , , , ,586 87, , ,586 66, , ,586 45, , ,360 28, ,429 Σ 54,339 1,098,171 V x Dalam contoh ini ada 6 portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 413 kn / 6 joint = 68,83 69 kn/joint. Dalam contoh ini ada 4 portal dalam arah barat-timur, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 275 kn / 4 joint = 68,75 69 kn/joint. 21 AGUSTUS 08 HOTEL BOROBUDUR JAKARTA INDONESIA Perencanaan Gempa 13