BAB IV ANALISA STRUKTUR. yang direncanakan serta spesifikasi dan material yang digunakan. 1. Bangunan direncanakan akan digunakan sebagai Perkantoran

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA STRUKTUR 4.1 Data-data Struktur Pada bab ini akan membahas tentang analisa struktur dari struktur bangunan yang direncanakan serta spesifikasi dan material yang digunakan. 1. Bangunan direncanakan akan digunakan sebagai Perkantoran 2. Struktur direncanakan dengan tingkat daktilitas penuh 3. Bangunan 10 lantai 4. Lokasi struktur berada di wilayah gempa 5 5. Sistem pelat yang digunkan adalah konvensional 6. Kuat tekan beton fc = 25 Mpa atau 250 kg/cm 2 7. Tinggi lantai 1-10 = 4 m 8. Tegangan leleh tulangan baja fy = 240 Mpa 9. Modulus elastistas beton Ec = 4700 ffff Mpa = = 2350 Mpa HARGIYANTO IV 1

2 4.2 Perencanaan Awal (Preliminary Design) Preliminary desain bertujuan untuk asumsi awal dalam perencanan bangunan, dimensi-dimensi tersebut dihitung secara teoritis Pra Rencana Pelat Pembebanan Pelat Lantai Gambar 4.1 Denah Beban Lantai 6000 mm 6000 mm Gambar 4.2 Dimensi Satu Pelat HARGIYANTO IV 2

3 Menentukan Koefisien Jepit Pelat (α m ) Koefisien jepit pada pelat merupakan nilai rata-rata α m untuk semua balok pada tepi suatu panel. α 1 α 2 α mm α mm Gambar 4.3 Diagram letak α Untuk α 1 (asumsi tebal pelat 120 mm) be ht ha bo Balok dengan 1 ujung menerus ht > ll = 6000 = 324,32 mmmm diambil ht = 350 mm bo = 210 mm HARGIYANTO IV 3

4 be < = 1500 mmmm 4 be < bbbb = 2040 mmmm 2 ambil yang terkecil be = 960 mm be < bo + 6 (120) = = 960 mm Icb = C 1 x bo x ht 3 C 1 = 1 [1 + ( )( )P ( ) = 0,217 I 2b = C 1 bo htt 3 = 0, = mmmm 4 I 2p = = mmmm 4 αα 1 = II 2bb II 2pp = = 4,52 Untuk α 2 (asumsi tebal pelat 120 mm) be ha ht bo HARGIYANTO IV 4

5 Balok dengan 2 ujung menerus ht > ll = 6000 = 285,7 mmmm diambil ht = 300 mm bo = 180 mm be < = 1500 mmmm 4 be < bbbb = 6000 mmmm 2 ambil yang terkecil be < bo + 8 (120) + 8 (120) = 2220 mm be = 1500 mm C 1 = 1 [1 + ( )( )P ( ) = 0,19 I 2b = C 1 bo htt 3 = 0, = mmmm 4 I 2p = = mmmm 4 αα 2 = II 2bb II 2pp = = 1,07 Karena panjang bentang sama maka α 2 = α 3 = α 4 = 1,07 α rata-rata = 4,52+1,07+1,07+1,07 4 = 1,93 fy = 250 Mpa l n = bentang bersih terpendek pelat = 6 m = 6000 mm HARGIYANTO IV 5

6 α m = 1,93 > 2,0 Berdasarkan SNI 2002 Pelat tanpa penebalan h 120 mm Maka h = 120 mm (Tebal Pelat) Tebal Pelat sesuai dengan asumsi awal. Diambil 120 agar dapat memenuhi syarat. Periksa Kekakuan Pelat Terhadap Lendutan (δ) Pelat Bagian Tengah Pembebanan Ultimit Pada Lantai Beban Mati Tebal Pelat : 0,12 m x 24 KN/mm 2 = 2,88KN/mm 2 Berat Penutup Lantai : (Keramik + Semen) = 1,6 KN/mm 2 Berat Plafon + Rangka : + = 4,48 KN/mm 2 Beban Hidup Gedung diperuntukan untuk perkantoran = 2,5KN/mm 2 Wu = 1,2 qd + 1,6 ql = 1,2 (4,48) + 1,6 (2,5) = 9,38 KN/mm 2 HARGIYANTO IV 6

7 Momen Lentur Pelat (D) D = EE h 3 = ,12 = ,75 12(1 μμ 2 ) 12(1 0,2 2 ) Lendutan Pada Pelat (δ) δδ = αα WWWW bb 4 DD = 1,93 9, ,75 = 0,00059 Lendutan izin maksimum δ izin = L 480 = = 0,0125 δδ < δ izin Maka tebal pelat 120 mm dapat digunakan pada pelat bagian tengah Pra Rencana Balok A. Balok Normal (Balok induk) Ditinjau dari luas lantai yaitu pelat 600 x 600 cm 2 Dimensi balok 250/500 Cek dimensi balok dengan syarat-syarat:...sni pasal 23.3 (1) 1. Bw x mm 250 x 400 = mm ok! 2. bw/h 0,3 25/50 = 0,5 0, ok! 3. ρmin < ρ < ρmax Mu dari SAP = 121,142 KN.m HARGIYANTO IV 7

8 Dari Cur 1 hal untuk fy = 240 Mpa dan fc' = 25 di ketahui ρ min = ρ max = Asumsi Tinggi efektif balok (d) d 1 = 5,8 cm d = h - d 1 Mu/bd 2 = 121,14/ (0,25*0,442 2 ) = 2480,29 Dari tabel CUR 4 didapat ρ = = 50 5,8 = 44,2 cm = 0,442 m 0,0032 < 0,0144 < 0,0404 Jadi dimensi 25/50 bisa dipakai. B. Perencanaan Balok Besar Bentang Balok Besar = 12 m h = (1/12) * L s.d. (1/10) * L = (1/12) * 12 s.d. (1/10) * 12 = 1 m s.d. 1.2 m diambil h = 100 cm b = (1/2) * h s.d. (2/3) * h = (1/2) * 100 s.d. (2/3) *100 = 50 s.d. 67 cm diambil bw = 50 cm C. Perencanaan Balok Anak Disebabkan getaran yang terjadi pada sebuah struktur gedung yang memiliki panjang balok yang lebih dari 25 m 2 (5 x 5), maka harus digunakan balok anak. Balok anak sendiri biasanya memiliki dimensi ½ dari dimensi balok HARGIYANTO IV 8

9 induk, pada struktur ini besar balok induk adalah 25/50, dengan demikian balok anak di disain 15/25 dengan jarak ½ bentang dari balok induk. Periksa Kekakuan Balok Terhadap Lentur PEMBEBANAN BALOK Beban Mati Tebal Pelat :0,12 m x 24 KN/mm 2 = 2,88 KN/mm 2 Berat Penutup Lantai :(Keramik + Semen) = 1,6 KN/mm 2 Berat Plafon + Rangka Berat sendiri balok 0,25 x 0,5 x 24 = 3 KN/m 2 = 7,48 KN/mm 2 + Beban Hidup : 2,5 KN/mm 2 Wu : 1,2 (qq DD ) + 1,6 (qq LL ) 1,2 (7,48) + 1,6 (2,5) = 12,98 KN/mm 2 5 WWWW LL4 δδ 384 EE II I = Momen Inersia Balok I = 1 bb h3 12 = = ,6667cccc 4 Untuk balok bagian tengah δδ = 5 129, = 0,0175 HARGIYANTO IV 9

10 Lendutan izin balok (δδ iiiiiiii ) = = 0,52 δδ < δδ iiiiiiii Maka pada balok tengah dengan dimensi 25 x 50 memenuhi syarat kekakuan Untuk balok besar I = Momen Inersia Balok I = 1 bb h3 12 = = ,6667cccc 4 δδ = 5 129, ,67 = 0,0173 Lendutan izin balok (δδ iiiiiiii ) = = 1,04 δδ < δδ iiiiiiii Maka balok 500 x 1000 pada memenuhi syarat kekakuan HARGIYANTO IV 10

11 4.2.3 Pra Rencana Kolom Penentuan Ukuran Kolom Dari data diatas, dapat dihitung dimensi dari kolom dengan menggunakan rumus : Rumus yang digunakan Ag Pu 0,4xfc ' Ag= bxd 2 Ag= xdxd 3 3 d = xag 2 H = d Pembebanan Kolom Normal HARGIYANTO IV 11

12 Dengan mempertimbangkan keekonomisan struktur, dimensi kolom normal dibagi dalam 3 bagian, yaitu dengan pembagian 1-3, 4-7, Pra Rencana Kolom Tengah Lantai 8-10 Kolom Normal Tengah a. Pembebanan Lantai Atap Beban Mati (PPPP 10 ) Berat sendiri pelat = 6 6 0,12 24 KN/mm 2 = 77,76 KN Berat sendiri balok = (6+6) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 27,36 KN Berat plafond + M/E = 6 6 0,5 = 18 KN Air Hujan = 6 6 0,5 = 18 KN Water profing = 6 x 6 x 0,15 = 5,4 KN + PPPP 1111 = 154,44 KN Beban Hidup (PPPP 10 ) Beban hidup atap = KNmm 2 PPPP 1111 = 36 KN PPPP 10 = 1,2 (PPPP 10 ) + 1,6 (PPPP 10 ) = 1,2 (154,4) + 1,6 (36) = 242,93 KN b. Pembebanan Lantai 9 Beban Mati (PPPP 9 ) Berat sendiri pelat = 6 6 0,12 24 KN/mm 2 = 77,76 KN Berat sendiri balok =(6+6) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 27,36 KN HARGIYANTO IV 12

13 Berat plafond + M/E =6 6 1,6 = 57,6 KN Berat penutup lantai + PPPP 99 =188,64 KN Beban Hidup (PPPP 9 ) Gedung diperuntukan untuk kantor = 6 6 2,5 PPPP 99 = 90 KN PPPP 9 = 1,2 (PPPP 9 ) + 1,6 (PPPP 9 ) + PPPP 10 = 1,2 (188,64) + 1,6 (90) + 242,93 = 613,296 KN c. Pembebanan Lantai 8 Beban Mati (PPPP 8 ) (PPPP 8 ) = (PPPP 9 ) = 188,64 KN (PPPP 8 ) = (PPPP 9 ) = 90 KN PPPP 8 = 1,2 (PPPP 8 ) + 1,6 (PPPP 8 ) + PPPP 9 = 1,2 (188,64) + 1,6 (90) + 613,296 = 983,66 KN HARGIYANTO IV 13

14 Perhitungan Beban Kolom Tengah Normal Lantai Pl Pd Pu Ptotal Atap ,44 242, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, , ,64 370, ,24 Tabel 4.1 Tabel Pembebanan Kolom AAAA PPPP 8 = 983, NN = 98366,4 mmmm 2 0,4 xx ffff 0,4 xx ffff Ag = b x d Ag = 2/3 d x d d 2 = 3 2 xx AAAA = 3 2 xx 98366,4 mm2 d = ,6 mm d = 384,12 mm H = d + 40 H = 384, = 424,12 mm b = 2/3 H b = 2/3 424,12 mm = 256,08 mm HARGIYANTO IV 14

15 Perhitungan lantai lainnya dengan rumus yang sama, dapat di lihat pada tabel di bawah ini : Perhitungan Dimensi Kolom Tengah Normal Lantai Pu Dimensi yang di Ag Persegi Panjang fc' gunakan (N) (N/mm 2 ) (mm²) b D h b h , ,8 127,26 190,89 230, , ,6 202,20 303,31 343, , ,4 256,08 384,12 424, , ,2 300,45 450,67 490, , ,06 508,59 548, , ,8 373,70 560,55 600, , ,6 405,39 608,09 648, , ,4 434,78 652,17 692, , ,2 462,30 693,46 733, , ,28 732,42 772, Tabel 4.2 Tabel Perhitungan Dimensi Kolom Tengah Kolom Pinggir Pembebanan Kolom Pinggir HARGIYANTO IV 15

16 d. Pembebanan Lantai Atap Beban Mati (PPPP 10 ) Berat sendiri pelat = 6 3 0,12 24 KN/mm 2 = 51,84 KN Berat sendiri balok = (6+3) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 20,52 KN Berat plafond + M/E = 6 3 0,5 = 9 KN Air Hujan = 6 3 0,5 = 9 KN Water profing = 6 x 3 x 0,15 = 2,7 KN + PPPP 1111 = 84,06 KN Beban Hidup (PPPP 10 ) Beban hidup atap = KNmm 2 PPPP 1111 = 18 KN PPPP 10 = 1,2 (PPPP 10 ) + 1,6 (PPPP 10 ) = 1,2 (84,06) + 1,6 (18) = 129,67 KN e. Pembebanan Lantai 9 Beban Mati (PPPP 9 ) Berat sendiri pelat = 6 3 0,12 24 KN/mm 2 = 51,84 KN Berat sendiri balok =(6+3) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 20,52 KN Berat plafond + M/E=6 3 1,6 = 28,8 KN Berat penutup lantai + PPPP 99 =101,16 KN HARGIYANTO IV 16

17 Beban Hidup (PPPP 9 ) Gedung diperuntukan untuk kantor = 6 3 2,5 PPPP 99 = 45 KN PPPP 9 = 1,2 (PPPP 9 ) + 1,6 (PPPP 9 ) + PPPP 10 = 1,2 (101,16) + 1,6 (45) + 129,67 = 323,06 KN f.pembebanan Lantai 8 Beban Mati (PPPP 8 ) (PPPP 8 ) = (PPPP 9 ) = 101,16 KN (PPPP 8 ) = (PPPP 9 ) = 45 KN PPPP 8 = 1,2 (PPPP 8 ) + 1,6 (PPPP 8 ) + PPPP 9 = 1,2 (101,16) + 1,6 (45) + 323,06 = 516,46 KN AAAA PPPP 8 0,4 xx ffff = 516, NN = 51646mmmm 2 0,4 xx ffff Ag = b x d Ag = 2/3 d x d d 2 = 3 2 xx AAAA = 3 2 xx 51645,6 mm2 d = mm d = 278,33 mm H = d + 40 HARGIYANTO IV 17

18 H = 278, = 318,33 mm b = 2/3 H b = 2/3 318,33 mm =185,55 mm Perhitungan Kolom Tepi Lantai Pl Pd Pu Ptotal Atap 18 84,06 129, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, ,2 Tabel 4.3 Tabel Pembebanan Kolom Tepi Perhitungan lantai lainnya dengan rumus yang sama, dapat di lihat pada tabel di bawah ini : Lantai Dimensi yang di Pu Ag Persegi Panjang fc' gunakan (N) (N/mm 2 ) (mm²) b d h b h , ,2 92,98 139,47 179, , ,4 146,76 220,14 260, , ,6 185,55 278,33 318, , ,8 217,54 326,31 366, , ,39 368,08 408, , ,2 270,39 405,58 445, , ,4 293,26 439,89 479, , ,6 314,47 471,71 511, , ,8 334,35 501,52 541, , ,10 529,65 569, Tabel 4.4 Tabel Perhitungan Dimensi Kolom Tepi HARGIYANTO IV 18

19 Kolom Besar Pembebanan Kolom Besar Lantai 7-10 a. Pembebanan Lantai Atap Beban Mati (PPPP 10 ) Berat sendiri pelat = 6 9 0,12 24 KN/mm 2 = 155,52 KN Berat sendiri balok 1= (6+3) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 20,52 KN Berat sendiri balok2 = (6) 0,50 (1 0,12) 24 = 72 KN Berat plafond + M/E = 6 9 0,5 = 27 KN Air Hujan = 6 9 0,5 = 27 KN HARGIYANTO IV 19

20 Water profing = 6 x 6 x 0,15 = 8,1 KN + PPPP 1111 = 283, 14 KN Beban Hidup (PPPP 10 ) Beban hidup atap = KNmm 2 PPPP 1111 = 54 KN PPPP 10 = 1,2 (PPPP 10 ) + 1,6 (PPPP 10 ) = 1,2 (283,14) + 1,6 (54) = 426,17 KN b. Pembebanan Lantai 9 Beban Mati (PPPP 9 ) Berat sendiri pelat = 6 9 0,12 24 KN/mm 2 = 155,52KN Berat sendiri balok 1 =(6+3) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 20,52 KN Berat sendiri balok 2=(6) 0,5 (1 0,12) 24 = 72 KN Berat plafond + M/E =6 6 1,6 = 86,4 KN Berat penutup lantai + PPPP 99 =334,44 KN Beban Hidup (PPPP 9 ) Gedung diperuntukan untuk kantor = 6 9 2,5 PPPP 99 = 135 KN PPPP 9 = 1,2 (PPPP 9 ) + 1,6 (PPPP 9 ) + PPPP 10 = 1,2 (334,44) + 1,6 (135) + 426,17 = 1043,50 KN HARGIYANTO IV 20

21 c. Pembebanan Lantai 8 Beban Mati (PPPP 8 ) (PPPP 8 ) = (PPPP 9 ) = 224,64 KN (PPPP 8 ) = (PPPP 9 ) = 135 KN PPPP 8 = 1,2 (PPPP 8 ) + 1,6 (PPPP 8 ) + PPPP 9 = 1,2 (334,64) + 1,6 (135 ) ,5 = 1660,82 KN AAAA Ag = b x d Ag = 2/3 d x d PPPP 8 0,4 xx ffff = 1660, NN = mmmm 2 0,4 xx ffff d 2 = 3 2 xx AAAA = 3 2 xx mm2 d = mm d = 499,12 mm H = d + 40 H = 499, = 539,12 mm b = 2/3 H b = 2/3 539,12 mm =332,75 mm HARGIYANTO IV 21

22 Pembebanan Kolom Kolom Besar Lantai 1-6 d. Pembebanan Lantai 1-6 Beban Mati (PPPP 9 ) Berat sendiri pelat = 6 3 0,12 24 KN/mm 2 = 51,84KN Berat sendiri balok 1 =(6+3) 0,25 (0,50 0,12) 24 = 20,52 KN Berat plafond + M/E =6 3 1,6 = 28,8 KN Berat penutup lantai + PPPP 99 =101,16 KN HARGIYANTO IV 22

23 Beban Hidup (PPPP 9 ) Gedung diperuntukan untuk kantor = 6 3 2,5 PPPP 99 = 45 KN PPPP 9 = 1,2 (PPPP 9 ) + 1,6 (PPPP 9 ) + PPPP 7 = 1,2 (101,16) + 1,6 (45) ,15 = 2471,54 KN Perhitungan Kolom Besar Lantai Pl Pd Pu Ptotal Atap ,14 426, , ,44 617, , ,44 617, , ,44 617, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, , ,16 193, ,504 Tabel 4.5 Tabel Pembebanan Kolom Besar HARGIYANTO IV 23

24 Perhitungan lantai lainnya dengan rumus yang sama, dapat di lihat pada tabel di bawah ini : Perhitungan Dimensi Kolom Besar Lantai Pu fc' , ,8 168,56 252,83 292, , ,6 263,75 395,63 435, , ,4 332,75 499,12 539, , ,2 389,71 584,57 624, , ,4 405,92 608,88 648, , ,6 421,50 632,25 672, , ,8 436,53 654,79 694, , ,05 676,58 716, , ,2 465,12 697,69 737, , ,4 478,78 718,18 758, Tabel 4.6 Tabel Perhitungan Dimensi Kolom Besar Menentukan Kekakuan Kolom Ag Persegi Panjang Dimensi yang di gunakan (N) (N/mm 2 ) (mm²) b d h b h Menurut SNI perencanaan komponen struktur terhadap momen dan beban tekan aksial harus diperhatikan terhadap pengaruh kekakuan, lendutan, momen, dan gaya yang ada pada komponen struktur. Pada metode Clapeyron, terdapat persamaan sebagai berikut : K = 4EI L Dimana : I : Momen Inersia L : Panjang Bentang HARGIYANTO IV 24

25 Menentukan Berat Ultimit Bangunan Lantai 1 (Beban mati) Pelat = hp bj.beton Luas area lantai 1 = 0,12 24 ((18 x 47,5) x 2) = 4924,8 KN Balok Umum = b (h- hp) bj.beton jml balok = 0,25 (0,50 0,12) = 1840,8 KN Kolom = ((0,4 0,6) 1 2 (4 + 4) 24 54)+ ((0,5 0,7) 1 2 (4 + 4) = 2281 KN Penutup lantai + Plafon + Mekanical + Electrical = Luas Area Lt. 1 bj. = ((18 x 47,5) x 2) x 1,6 = 2736 KN + Total (PPPP 1 ) = 11782,56 KN (Beban Hidup) Menurut peraturan SNI Beban hidup untuk atap = 1 KNmm 2 Beban hidup untuk lantai (perkantoran) = 2,5 KNmm 2 HARGIYANTO IV 25

26 Koefisien reduksi beban hidup terhadap gempa sebesar 0,3 (perkantoran) Lantai 10 (Atap) Atap = Koef. Reduksi Luas Area PP ll = 0, = 684 KN Air Hujan = L. Area bj.air koef. Rdksi 0,05 = ,3 0,05 = 34,2 KN + Total (PPPP MMMMMMMM ) = 718,2 KN Lantai 1 (Perkantoran) Perkantoran = Luas Area PP ll koef. Reduksi = ((18 x 47,5) x 2) 2,5 0,3 = 1282,5 KN Beban Ultimit PPPP 1 = 1 (PPPP 1 ) + 1 (PPPP 1 ) = 1(11782,56) + 1 (1282,5) = 13065,06 KN HARGIYANTO IV 26

27 Lantai Dengan menggunakan cara yang sama didapatkan Beban Mati Pelat Balok Kolom Beban Beban screed + keramik +plafond +mekanikal dan electrical Beban Hidup Wd Wl Wu ,4 3093,6 1002, ,4 3093,6 1002, , , ,4 3093,6 1002, , , ,4 3093,6 1391, , , ,8 1840,8 1391, , , , , ,8 1840,8 1391, , , , , ,8 1840,8 1391, , , , , ,8 1840,8 2280, , , , , ,8 1840,8 2280, , , , , ,8 1840,8 2280, , , , ,06 Total 55814, , , , ,12 Tabel 4.7 Tabel Beban Statis Total waktu getar (T) T x = T y = 0,06 HH 3 4 = 0,06 (40) 3 4 = 0,95 detik Faktor Keutamaan I = I 1 I 2 I = 1,0 1,0 = 1,0 Koefisien dasar gempa (C) untuk struktur wilayah gempa 5 C = 0,76 T = 0,76 0,95 = 0,796 Dari grafik 2.3 wilayah gempa 5 didapat C = 0,8 (Lengkung) HARGIYANTO IV 27

28 Faktor Reduksi Gempa (R) 1,6 RR = μμ ff ii RR mm Dimana : R = Faktor Reduksi Gempa µ = Faktor Daktilitas Untuk Struktur Gedung (µ= 5,2 daktail penuh) ff 1 = Faktor Kuat Lebih Beban Beton dan Bahan (ff ii = 1,6) RR = µ ff 1 = 5,2 1,6 = 8,32 Maka, data yang didapat adalah µ = 55, 22 = 88, 3333 Gaya Geser Horizontal Terhadap Gempa (V) sepanjang gedung V x = V y = C 1 I R W t = 0, ,12 KKKK = 14283,02 KKKK 8,32 Menurut peraturan SNI , untuk pembagian sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai yaitu: Fi = Wi Zi n n=1 Wi Zi V HARGIYANTO IV 28

29 Distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa sepanjang tinggi gedung : Lantai Wd Wl Wu Tinggi gedung (h) wu x h V Fi(x,y) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Total , , ,28 Tabel 4.8 Tabel Pembebanan Gempa dengan T empirik Lantai Z Wi F di (mm) Wi x di2 F di , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,56 822, , , ,56 548, , , , ,56 274, , , , ,963 Tabel 4.9 Tabel Pembebanan Pengecekan T Rayleigh HARGIYANTO IV 29

30 Rumus T Rayleigh Ti = 6,3 Wuxdi 2 gxfxdi Gravitasi (g) = 9810 Ti = 3, Dari Hasil Diatas Nilai T = T rayleigh > T empiris 3, > 0, TIDAKOKE..!!!!! Maka perhitungan gempa menggunakan T rayleigh Untuk T = 3, Maka Nilai C = 0, Maka Nilai V = 4519, Lantai Wd Wl Wu Tinggi gedung (h) wu x h V Fi(x,y) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8 6491, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Total , , ,28 Tabel 4.10 Tabel Pembebanan Gempa dengan T Rayleigh HARGIYANTO IV 30

31 CONTROL GEMPA Batas Beban Ultimite Lantai UX (mm) ξ = 0,7R di (mm) drift h (mm) max Cek batas ultimate , Ok 9 122, Ok 8 115, Ok 7 105, not ok 6 90, not ok 5 71, not ok 4 52, not ok 3 33, not ok 2 19, Ok 1 8, Ok Tabel 4.11 Tabel Control Gempa Beban Ultimate Kinerja Batas layan Lantai UX = di Drift h (mm) (0,02 x h)/r Cek KBL ,3 3, Ok 9 122,9 7, Ok 8 115,6 10, Not oke 7 105,1 14, Not oke 6 90,6 18, Not oke 5 71,8 19, Not oke 4 52,2 18, Not oke 3 33,5 14, Not oke 2 19,3 11, Not oke 1 8,2 8, Ok Tabel 4.12 Tabel Control Gempa Beban Layan HARGIYANTO IV 31

32 H = 40 = 0,833 H = 40 = 0,833 A 48 B 48 Elastisitas Kolom (E) = 4700 ffff = = MMMMMM = KKKK cccc 2 II kk bbbbbbbbbb = = ,67 mmmm 4 II kk NNNNNNNNNNNN = = mmmm 4 IIII = = ,67 mmmm 4 Kesimpulan dan Pengambilan Dimensi Struktur Dalam pengambilan dimensi struktur, dimensi dirubah dari perhitungan pra rencana. Hal ini terjadi karena adanya perbesaran kolom dalam sistem perkakuannya. Maka dari itu, penulis mencoba untuk mengurangi dimensi struktur dari perhitungan pra rencana. 1. Dimensi Pelat : 120 mm 2. Dimensi Balok a. Balok Umum : 250/500 b. Balok Besar : 500/1000 Balok Besar digunakan pada balok dengan panjang bentag 12 m 3. Dimensi Kolom a. Kolom Lantai 7 s.d 10 : Kolom Normal : 400/600 Kolom Besar : 500/700 HARGIYANTO IV 32

33 b. Kolom Lantai 3 s.d 7 : Kolom Normal : 300/450 Kolom Besar : 500/700 c. Kolom Lantai 1 s.d 3 : Kolom Normal : 200/300 Kolom Besar : 500/700 Kolom besar didesain dengan metode mengikuti lebar balok pada balok besar pada lantai 7-10 hal ini dilakukan karena untuk menghindari puntiran yang terjadi pada HBK. Setelah dianalisa dengan program etabs maka dapat terjadi perubahan dimensi kolom dan balok, hal ini biasanya ditandai hasil analisa struktur ada batang yang berwarna merah pada program Etabs dan bisa dianalisa dengan besarnya deformasi yang terjadi pada struktur, melebihi batas maksimal atau tidak. Permasalahan demikian dapat diantisipasi dengan penambahan dimensi. Penulis menentukan dimensi pada kolom dengan cara trial and error, dan mendesainnya seefisien mungkin tanpa mengurangi kekuatan dari struktur. HARGIYANTO IV 33

34 4.3 Analisis Struktur B A Denah Lt 7,8,9 dan Atap Gambar 4.6 Denah Lantai 7-10 B A Gambar 4.7 Denah Gedung lantai base-lantai 7 Denah Lt 1 s.d 6 HARGIYANTO IV 34

35 4.3.1 Data Beban Untuk Input ETABS Pada ETABS perhitungan beban mati pada bagian balok tengah diabaikan, karena sudah otomatis masuk dalam perhitungan berat sendiri, kecuali pada pembebanan balok-balok pinggir yang ditambahkan beban kaca.. Bagian Pinggir Beban Mati Berat Kaca : Bj.kaca (tinggi lantai-tinggi balok) = 0,31KN/mm 2 Beban Hidup = 2,5 KN/mm 2 Beban Mati Bagian Atap Tengah Beton : 24 tebal pelat 0,12 m = 2,88 KN/mm 2 Penutup lantai + Plafon + M / E = 1,6 KN/mm 2 Besar Pembebanan Trap Bagian Segi Tiga b b 6 m HARGIYANTO IV 35

36 b = l 0,5 = 6 0,5 = 3 m Pembebanannya: Beban Mati Atap Tengah Jarak Beban 0 2,28 2,28 0 Beban Hidup Atap Tengah Jarak Beban Beban Hidup Lantai 1 s.d 9 Jarak Beban 0 2,5 2,5 0 Beban Mati Lantai 1 s.d 9 Jarak Beban 0 3,88 3,88 0 HARGIYANTO IV 36

37 4.3.2 Perhitungan Gaya Geser Akibat Gempa Luas Setiap Lantai Lantai Luas Tabel 4.13 Tabel Luas Menentukan Berat Ultimit Bangunan Lantai 1 (Beban mati) Pelat = hp bj.beton Luas area lantai 1 = 0,12 24 ((18 x 47.5) x 2) =4924,8 KN Balok Umum = b (h- hp) bj.beton jml balok x Panjang = 0,25 (0,50 0,12) x 6 = 1840,8 KN Kolom normal = (0,40 0,60) 1 2 (4 + 4) = 2281 KN Kolom Besar = (0,50 0,70) 1 (4 + 4) 18 2 HARGIYANTO IV 37

38 Plafond = Luas Area Lt. 1 Koef. Penutup Lantai + M/E = ((18 x 47.5) x 2) x 1,6 = 2736 KN KN Total (PPPP 1 ) =11782,56 (Beban Hidup) Menurut peraturan SNI Beban hidup untuk atap = 1 KNmm 2 Beban hidup untuk lantai (perkantoran) = 2,5 KNmm 2 Koefisien reduksi beban hidup terhadap gempa sebesar 0,3 (perkantoran) Lantai 10 (Atap) Atap = Koef. Reduksi Luas Area qq LL KN = = Total (WWWW aaaaaaaa )= 2280 KN Beban Mati lantai 7 Pelat = hp bj.beton Luas area lantai 1 = 0, x 47 =6566,4 KN HARGIYANTO IV 38

39 Balok Umum = b (h- hp) bj.beton jml balok x Panjang = 0,25 (0,50 0,12) x 6 = 3093,6 KN Kolom normal = (0,3 0,45) 1 2 (4 + 4) = 1002,2 KN Kolom Besar = (0,50 0,70) 1 (4 + 4) 18 2 Plafond = Luas Area Lt. 1 Koef. Penutup Lantai + M/E = (48 x 47.5) x 1,6 = 3648 KN Total (PPPP 1 ) =14310,24 KN Lantai Dengan menggunakan cara yang sama didapatkan Beban Beban Mati Beban screed + keramik Pelat Balok Kolom +plafond +mekanikal dan electrical Beban Hidup Wd Wl Wu ,4 3093,6 1002, ,4 3093,6 1002, , , ,4 3093,6 1002, , , ,4 3093,6 1391, , , ,8 1840,8 1391, , , ,8 1840,8 1391, , , ,8 1840,8 1391, , , ,8 1840,8 2280, , , ,8 1840,8 2280, , , ,8 1840,8 2280, , ,56 Total 55814, , , , ,12 Tabel 4.14 Tabel Beban Ultimit HARGIYANTO IV 39

40 Total waktu getar Bangunan (T) T x = T y = 0,06 HH 3 4 = 0,06 (40) 3 4 = 0,95 detik Faktor Keutamaan I = I 1 I 2 I = 1,0 1,0 = 1,0 Koefisien dasar gempa (C) untuk struktur wilayah gempa 5 C = 0,76 T = 0,76 0,95 = 0,8 Dari grafik 2.3 wilayah gempa 5 didapat C = 0,8 (Lengkung) Faktor Reduksi Gempa (R) 1,6 RR = µ ffff RRRR Dimana : R = Faktor Reduksi Gempa µ = Faktor Daktilitas Untuk Struktur Gedung (µ= 5,2 daktail penuh) ffff = Faktor Kuat Lebih Beban Beton dan Bahan (ffff = 1,6) RR = µ ffff ii = 5,2 1,6 = 8,32 Maka, data yang didapat adalah µ = 55, 22 ffff = 88, 3333 Gaya Geser Horizontal Terhadap Gempa (V) sepanjang gedung V x = V y = C 1 I R = 0,8 1 8,32 W t ,12 = 16001,68 KKKK Menurut peraturan SNI , untuk pembagian sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai yaitu: HARGIYANTO IV 40

41 Fi = Wi Zi n n=1 Wi Zi V Distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa sepanjang tinggi gedung : H = 40 = 0,83 A 48 H = 40 = 0,84 B 47,5 Elastisitas Kolom (E) = 4700 ffff = = MMMMMM = kkkk cccc 2 Pembebanan akibat gaya gempa di tabelkan seperti berikut Wd Wl Wu Tinggi gedung (h) wu x h V Fi(x,y) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8 6491, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Total , , ,28 Tabel 4.15 Tabel Distribusi Beban Gempa Horizontal Gempa XY HARGIYANTO IV 41

42 4.3.3 Permodelan Pembebanan Struktur 1. Beban Mati dan Beban Hidup Dalam analisa rencana struktur, penulis menggunakan software Etabs 9.6. Beban mati struktur akan terdistribusi secara otomatis ketika dimensi telah diinput pada program ETABS. Beban hidup yang digunakan sesuai standar perencanaan yaitu pada lantai 1-9 menggunakan beban hidup 2,5 kn/m 2 karena akan dipergunakan untuk perkantoran, sedangkan lantai 10 menggunakan beban hidup 1 kn/m Beban Gempa Tinggi struktur gedung yang direncanakan adalah 40 m, oleh karena itu analisa gempa yang digunakan dengan analisa statis, mengacu pada peraturan perencanaan. 3. Permodelan Struktur Pemodelan pada Program Etabs menggunakan metode grid, dengan pembuatan grid sesuai jarak atau panjang elemen struktur, kemudian peng inputan data struktur, penggambaran dimensi struktur, input beban dan analisa struktur. Tinggi bangunan 40 m terdiri dari 10 lantai dengan luas yang berbeda pada lantai 1-6 dengan HARGIYANTO IV 42

43 Gambar 4.8 Model Struktur 3D Dalam proses permodelan struktur dan analisa dengan menggunakan program ETABS, mengacu pada kelayakan perencanaan yaitu efisien, kuat, kaku dan stabil. Metode yang dipakai metode trial and error. Penambahan dimensi coba-coba per 5 cm agar didapat dimensi yang efisien dan deformasi gedung tidak lebih dari batas maximal. Dalam perencanaan struktur, penulis menggunakan metode perkakuan perbesaran kolom. HARGIYANTO IV 43

44 Gambar 4.9 Denah Letak Kolom Yang Diperbesar 4. Pembebanan Struktur Beban Mati Pada pembebanan beban mati, pembebanan meratanya ada yang berbentuk segitiga. Beban merata berbentuk segitiga kebanyakan berada pada balok bagian tengah, Beban mati pada bagian tengah sudah termasuk dalam perhitungan berat sendiri yang tidak perlu ditambahkan. HARGIYANTO IV 44

45 Gambar 4.10 Denah lantai 7-10 Gambar 4.11 Pembebanan Beban Mati Struktur HARGIYANTO IV 45

46 Gambar 4.12 Pembebanan Beban Hidup Struktur Pembebanan pada struktur ini dijelaskan sebagai berikut, penambahan beban mati sebagai beban merata yaitu 1,6 kn/m 2 merupakan beban screed + plafon + Mekanikal dan Electrikal yang belum terdistribusi langsung pada program, beban sendiri pelat dan beban sendiri balok tidak diinput karena telah terdistribusi langsung ketika input dimensi pada program. Pembebanan hidup struktur yaitu 2,5 kn/m 2 untuk lantai 1-9 sedangkan lantai atap menggunakan beban 1 kn/m 2, beban dapat berubah-ubah sesuai peruntukan ruang / bangunan. HARGIYANTO IV 46

47 Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan yang diberikan adalah sebagai berikut : 1. 1,4 D 2. 1,4 D + 1,2 L 3. 1 L + 1,2 D + 1 Ex + 0,3 Ey 4. 1 L + 1,2 D 1 Ex + 0,3 Ey 5. 1 L + 1,2 D + 0,3 Ex 1 Ey 6. 1 L + 1,2 D + 0,3 Ex + 1 Ey 7. 0,9 D + 1 Ex + 0,3 Ey 8. 0,9 D 1 Ex + 0,3 Ey 9. 0,9 D + 0,3 Ex + 1 Ey 10. 0,9 D + 0,3 Ex 1 Ey 11. 1,2 D + 1,6 L Analisa Struktur dengan Gempa Normal 2232, , , , , , ,41 822,12 548,08 274,04 Gambar Pembebanan Gempa Normal HARGIYANTO IV 47

48 Gambar 4.13 Hasil Analisa Etabs Dengan Beban Gempa Normal Gambar 4.14 Hasil Analisa Etabs Pada As 5 HARGIYANTO IV 48

49 Dari Analisa beban gempa normal tunjukkan gambar diatas terdapat batang-batang kolom lantai 1-10 yang berwarna merah. Serta terdapat beberapa batang balok yang merah dari lantai 3-6 Gambar 4.15 Gaya Normal Akibat Combo WU Lantai Deformasi 10 0, , , , , , , , , ,0503 Tabel 4.16 deformasi akibat beban gempa normal HARGIYANTO IV 49

50 Rumus Deformasi gedung maksimal d = 2% x ( H/R ) Lantai Deformasi 10 0, , , , , , , , , , Tabel 4.17 Deformasi Maximal Gedung Analisa Struktur dengan pengecekan Trayleigh 905, , ,27 988,57 630,04 525,04 420,03 333,50 222,33 111,17 Gambar Pembebanan T Rayleigh HARGIYANTO IV 50

51 4.16 Hasil AnalisaEtabs Dengan Beban Gempa T Rayleigh Pada hasil analisa ini masih terapat kolom merah pada lantai 7 di elevasi 5, Hali ini kemungkinan disebabkan perilaku struktur pada balok besar dengan bentang 12 m dimana balok ini memiliki lendutan yang besar sehingga mempengaruhi lendutan pada balok disampingnya. Hal ini dapat terjadi karena perilaku alami struktur Lendutan Pada As 5 Akibat Combo WU HARGIYANTO IV 51

52 Gambar 4.18 Diagram Momen As 5 Akibat Combo WU Lantai Deformasi 10 0, , , , , , , , , ,0102 Tabel 4.18 Deformasi Akibat T Rayleigh HARGIYANTO IV 52

53 4.3.7 Analisa Dengan Metode Trial and Error Gambar 4.19 Hasil Analisa Etabs Dengan Trial and Error Gambar 4.20 Geser Pada As 8 Akibat Combo WU HARGIYANTO IV 53

54 Lantai Deformasi Akibat combo 10 0,0915 Combo 5 dan 9 9 0,0893 Combo 5 dan 9 8 0,0847 Combo 5 dan 9 7 0,0766 Combo 5 dan 9 6 0,0653 Combo 5 dan 9 5 0,0527 Combo 5 dan 9 4 0,0395 Combo 5 dan 9 3 0,0265 Combo 5 dan 9 2 0,0151 Combo 5 dan 9 1 0,0092 Combo 5 dan 9 Tabel 4.19 Deformasi Gedung metode Trial and Error Gambar 4.21 Geser Pada As 1 Akibat Combo 5 HARGIYANTO IV 54

55 Gambar 4.22 Geser Pada As 2 Akibat Combo 5 Gambar 4.23 Geser Pada As 3 Akibat Combo 5 HARGIYANTO IV 55

56 Gambar 4.24 Geser Pada As 4 Akibat Combo 5 Gambar 4.25 Geser Pada As 5 Akibat Combo 5 HARGIYANTO IV 56

57 Gambar 4.26 Geser Pada As 6 Akibat Combo 5 Gambar 4.27 Geser Pada As 7 Akibat Combo 5 HARGIYANTO IV 57

58 Gambar 4.28 Geser Pada As 8 Akibat Combo 5 Gambar 4.29 Geser Pada As 9 Akibat Combo 5 HARGIYANTO IV 58

59 Defor. Normal gempa Defor. T rayleigh Defor. Hijau blum kaku Defor. Kolom oke Batas Defor max 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 Gambar 4.30 Grafik Perbandingan Deformasi Grafik ini membandingkan antara besarnya deformasi tiap lantai dan deformasi maximal gedung tiap lantai. Dari hasil analisa inilah maka dijadikan sebagai landasan penulis untuk menggunakan perkakuan perbesaran Kolom Tengah dan pedoman bahwa stuktur telah oke. HARGIYANTO IV 59