MAKALAH TUGAS AKHIR STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA SNI 03-76-00 DAN ASCE 7-05 RHEINHARDT MAUPA NRP 306 00 03 Dose Pembmbg : Tavo, ST, MT, Ph.D Bambag Pscesa, ST, MT JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Tekk Spl da Perecaaa Isttut Tekolog Sepuluh Nopember Surabaya 00
STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA SNI 03-76-00 DAN ASCE 7-05 Nama Mahasswa : Rhehardt Maupa NRP : 305 00 03 Jurusa : Tekk Spl FTSP-ITS Dose Pembmbg : Tavo, ST, MT, Ph.D Bambag Pscesa, ST, MT ABSTRAK Sudah sejak tahu 000 terjad perubaha medasar megea peratura peracaga struktur utuk beba gempa d Amerka, tempat egara kblat yag dpaka sebaga acua utuk membuat Tata Cara Perhtuga Perecaaa Beba Gempa, SNI 03-76-00 da Struktur Beto Idoesa, SNI 03-847-00. Perkembaga terakhr peratura Amerka sepert NEHRP-000, ACI 38-08, ASCE 7-05 da IBC 006 seharusya aka mempegaruh peratura SNI terkat yag mash berlaku saat. Mash ada beberapa hal medasar yag cukup sgfka buat para perecaa struktur yag mejad kedala atara la dalam meerapka strateg peracaga struktur utuk meghtug da meetapka besarya gaya gempa recaa, syarat-syarat khusus megea pedetala peulaga, lmtas ketgga serta kofguras bagua yag dzka dar sstm struktur utama pemkul gaya gempa yag seharusya dplh da gaya gempa mmum. Tugas Akhr berupaya meguraka megea peetua da perhtuga gaya gempa recaa sesua perkembaga mutahr dar peratura ASCE7-05. Dalam Tugas Akhr membahas satu macam struktur gedug 0 lata yag memlk kofguras smetrs. Struktur gedug tersebut aka ddesa dega megguaaka dua Tata Cara Pembebaa Gempa, yak SNI 03-76-00 da ASCE 7-05 yag pedetala tulagaya aka memaka SNI 03-847-00. Setelah gaya gempa recaa dhtug berdasarka kedua Tata Cara tersebut, kemuda dlakuka pedetala tulaga berdasarka SNI 03-847-00 yag haslya at aka dbadgka. Dar hasl perhtuga yag telah dlakuka pada Tugas Akhr, dapat dambl kesmpula, struktur dega sstem lata flat plate yag ddesa dega megguaka Tata Cara Pembebaa Gempa ASCE 7-05 memlk gaya geser dasar da kebutuha tulaga yag lebh bayak pada kompoe peaha beba lateralya dbadg dega gaya geser dasar da kebutuha tulaga yag dhaslka oleh Tata Cara Pembebaa Gempa SNI 03-7600. Kata kuc: SNI 03-76-00, ASCE 7-05, Flat plate, gaya geser dasar
BAB I PENDAHULUAN. Latar Belakag Letak Idoesa yag merupaka pertemua tga lempeg yatu lempeg Ido- Australa, lempeg Pasfk da lempeg Eurasa, meyebabka hampr semua wlayah Idoesa mempuya resko gempa tektok tgg. Karea letakya yag demka, Idoesa seaka-aka berada d dalam lgkara ap yag terus membara. Mash gat dalam beak kta pada akhr tahu 004 terjad gempa super dahsyat dega kekuata 8,9 skala rchter yag meyebabka gelombag Tsuam d Aceh, gempa berkekuata 5 skala rchter yag meggucag Jawa Barat ataupu gempa yag baru saja meluluhlatahka Padag kemar dega kekuata 7, skala rchter. Rututa gempa yag terjad d Idoesa tdak haya megakbatka keruga cukup besar tap juga bayakya korba yag berjatuha. Terlepas dar berbaga polemk da kompleksya permasalaha dar perstwa gempa yag terjad, adalah tugas utama dar para ahl maupu prakts khususya yag bergerak d bdag ketekkspla utuk mecptaka suatu tataa baru megea peracaga gempa yag lebh bak lag. Hal tersebut tetuya tdak haya bertujua utuk mecptaka struktur bagua yag lebh kuat da taha gempa, tetap juga bertujua utuk memberka keamaa da keyamaa bag setap orag yag ada da tggal d dalam bagua tersebut. D egara Idoesa sedr, sebelumya telah ada suatu tata cara megea peracaga ketahaa gempa utuk rumah da gedug yatu SNI 03-76-00. Aka tetap, meurut para ahl gempa d Idoesa, peratura drasaka sudah tdak releva lag da tekologya telah tertggal dar seg kostruks da kegempaa. Dkataka demka karea beberapa formula yag dguaka d dalam tata cara secara koseptual salah sehgga tata cara mash harus drevs da dperbak lag. SNI 03-76-00 sedr sebearya megacu kepada tat cara Amerka, Uform Buldg Code, UBC-97. Namu, sejak tahu 000 terjad perubaha medasar megea tata cara peracaga struktur utuk pembebaa gempa d Amerka. Perubaha tetuya aka bayak mempegaruh tata cara yag mash berlaku saat. ASCE 7-05 merupaka tata cara gempa terbaru yag sudah dguaka sebaga dasar peracaga utuk pembebaa gempa d Amerka. Da meurut para ahl gempa d Idoesa, tata cara gempa yag baru dapat djadka acua utama utuk memperbak kesalaha-kesalaha yag ada pada SNI 03-76-00. Megapa harus ASCE 7-05? Mugk tulah yag mejad pertayaa keapa harus ASCE 7-05 yag mejad acua dalam merevs tata cara gempa yag lama. Dua sudah berpalg pada ASCE 7-05, mugk tu salah satu alasaya. Namu, hal medasar yag mejad acua utuk memaka ASCE 7-05 sebaga acua utuk merevs da memperbak SNI 03-76-00 adalah terletak pada kosep desa bagua taha gempa yag dguaka. Pada SNI 03-76- 00, kosep desa yag dguaka mash berbass pada Force Based Desg, bertaha terhadap gempa sedag tapa kerusaka berart da bertaha terhadap gempa maksmum tapa rutuh. Peracaga berbass gaya tersebut tdak meyataka dega jelas krtera kerja yag g dcapa, tetap mekasme kerutuha yag drecaaka mejam tdak terjad kerutuha total (collapse) terhadap gempa besar. Berbeda dega ASCE 7-05 yag megguaka kosep desa Performace Based Earthquake Desg, bagua ddsa utuk mecapa target performace tertetu yag dkatka dega tgkat kerusaka bagua pasca gempa (Hoedajato,Drajat). Kosep lah yag sedag dkembagka da mejad tre terbaru utuk meracag bagua taha gempa d egara-egara maju. Beragkat dar hal d atas, maka ASCE 7-05 dharapka dapat mejad jawaba atas kekuraga-kekuraga yag ada pada SNI 03-76-00 da dapat dterapka d Idoesa sepeuhya. Atas dasar tulah maka peuls melakuka suatu kaja berupa stud perbadga atara tata cara gempa yag lama, SNI 03-76-00 dega tata cara gempa yag baru, ASCE 7-05. Stud dlakuka pada gedug yag megguaka sstem lata flat plate yag dkombaska dega ddg geser.. Rumusa Masalah Dar latar belakag datas dapat dtark beberapa permasalaha yag aka dbahas
dalam tugas akhr, atara la adalah sebaga berkut:. Bagamaa cara medesa struktur gedug taha gempa dega sstem lata flat plate berdasarka Tata Cara Pembebaa Gempa SNI 03-76-00 da ASCE 7-05?. Bagamaa perbedaa hasl perhtuga beba gempa utuk gedug dega sstem lata flat plate yag ddesa berdasarka tata cara SNI 03-76-00 da ASCE 7-05? 3. Bagamaa perbedaa hasl peulaga utuk gedug dega sstem lata flat plate yag ddesa berdasarka tata cara SNI 03-76 da ASCE 7-05?.3 Tujua Adapu tujua yag g dcapa dalam peyusua Tugas Akhr atara la:. Megetahu cara medesa struktur gedug taha gempa dega sstem lata flat plate berdasarka Tata Cara Pembebaa Gempa SNI 03-76-00 da ASCE 7-05.. Meujukka perbedaa hasl perhtuga beba gempa utuk gedug dega sstem lata flat plate yag ddesa berdasarka tata cara SNI 03-76 da ASCE 7-05. Dalam hal perbedaa yag aka dtujukka melput la base shear da drft yag terjad. 3. Meujukka perbedaa hasl peulaga utuk gedug dega sstem lata flat plate yag ddesa berdasarka tata cara SNI 03-847-00 dega pembebaa gempa berdasarka SNI 03-76-00 da ASCE 7-05. Dalam hal perbedaa yag aka dtujukka melput hasl peulaga utuk kolom, balok, pelat, da shearwall..4 Batasa Masalah Batasa permasalaha yag ada dalam stud melput:. Desa struktur da pedetala tulaga memaka SNI 03-847-00.. Perhtuga gaya gempa memaka SNI 03-76-00 da ASCE 7-05. 3. Sstem struktur berupa sstem lata flat plate. 4. Gedug terletak d wlayah gempa 4, taah keras, da berfugs sebaga perkatora. 5. Tdak mejau peracaga podas da struktur sekuder. 6. Tdak mejau aspek ekoom. 7. Perhtuga aalss struktur megguaka program ETABS 9.07. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Umum Pada tugas akhr aka drecaaka struktur bagua gedug yag terletak d Wlayah Gempa meegah. Tpe struktur megguaka sstem lata flat plate yag pedetalaya aka d desa sesua dega SNI-03-847-00, Pasal 3.0 berdasarka pembebaa gempa SNI 03-76-00 da ASCE 7-05.. Flat Plate Pada umumya, ada dua jes sstem lata yatu oe-way beam ad slab (balokpelat satu arah) da two-way slab (pelat dua arah ) yag terdr dar flat plate, flat slab, da waffle slab. ( a ) Gambar (. Jes Sstem Lata (d c ) Flat plate ) merupaka pelat beto pejal dega tebal merata yag metrasfer beba secara lagsug ke kolom pedukug tapa batua balok atau kepala kolom atau drop pael (Jack C. McCormac,00). Flat plate dperkuat dalam dua arah sehgga meeruska bebaya secara lagsug ke kolom-kolom yag medukugya. Pelat membutuhka tgg lata terkecl utuk memberka persyarata tgg ruaga da memberka fleksbltas terbak dalam susua kolom da parts. Kapabltas flat plate terhadap gempa relatve kecl, sumbaga kekakua terhadap beba lateral relatf kecl bahka tdak memada utuk bagua tgg karea kemampua struktur yag lebh doma terhadap beba vertkal (gravtas) dbadg beba lateral, sehgga flat plate perlu sstem struktur peaha lateral tersedr, bsa portal khusus atau shearwall (wryatowordpress,008). Pelat datar puya kelemaha dalam trasfer geser d sekellg kolom. Dega kata ( b )
la, ada bahaya dmaa kolom aka meembus pelat (puchg shear). Tekaa pos d kolom tdak kuat dega tegaga ormal pelat beto. Oleh karea tu, utuk megatas hal tersebut dlakuka peambaha ketebala pelat atau megguaka shearhead.3 Pembebaa Gempa Berdasarka SNI 03-76-00.3. Peratura Perecaaa Syarat-syarat peracaga struktur gedug taha gempa yag dtetapka dalam stadar tdak berlaku utuk bagua sebaga berkut: - Gedug dega sstem struktur yag tdak umum atau yag mash memerluka pembukta tetag kelayaka ya. - Gedug dega sstem solas ladasa (base solato) utuk meredam pegaruh gempa terhadap struktur atas..3. Gempa Recaa Gempa recaa dtetapka mempuya peroda ulag 500 tahu, agar probabltas terjadya terbatas pada 0% selama umur gedug 50 tahu. Akbat pegaruh gempa recaa, struktur gedug secara keseluruha harus mash berdr, walaupu sudah berada dalam kods d ambag kerutuha. Pegaruh gempa recaa tu harus dkalka oleh suatu faktor keutamaa gedug I. Faktor keutamaa utuk meyesuaka perode ulag. Gempa berkata dega peyesuaa umur gedug. Faktor keutamaa bergatug pada berbaga kategor gedug da bagua yag telah datur pada SNI 03-76-00, Pasal 4...3.3 Wlayah Gempa da Respo Spektrum Idoesa dtetapka terbag dalam 6 Wlayah Gempa sepert dtujukka dalam Gambar., d maa Wlayah Gempa adalah wlayah dega kegempaa palg redah da Wlayah Gempa 6 dega kegempaa palg tgg. Pembaga Wlayah Gempa, ddasarka atas percepata pucak batua dasar akbat pegaruh Gempa Recaa dega peroda ulag 500 tahu, yag la ratarataya utuk setap Wlayah Gempa dtetapka dalam Tabel.. Tabel. Percepata Pucak Batua Dasar da Percepata Pucak Muka Taah SNI 03-76-00 Percepata Pucak Muka Percepata Wlayah Pucak Gempa Taah Taah Taah A o ( g ) Batua Dasar Keras Sedag ( g ) Taah Luak 0,03 0,04 0,05 0,08 0,0 0, 0,5 0,0 3 0,5 0,8 0,3 0,30 4 0,0 0,4 0,8 0,34 5 0,5 0,8 0,3 0,36 6 0,30 0,33 0,36 0,38 Gambar.. Wlayah Gempa Idoesa dega percepata pucak batua dasar dega perode ulag 500 tahu sesua SNI 03-76-00 Utuk masg-masg Wlayah Gempa dtetapka spektrum respos gempa recaa sepert dtujukka dalam Gambar.3. C adalah faktor respos gempa dyataka dalam percepata gravtas da T adalah waktu getar alam struktur gedug dyataka dalam detk. Utuk T = 0 la C tersebut mejad sama dega A o, d maa A o merupaka percepata pucak muka taah meurut Tabel.. Gambar.3 Respos spektrum gempa recaa wlayah 4.3.4 Kategor Gedug Kategor struktur berdasarka pada tgkat kepetga gedug pasca gempa, msal gedug umum (hua, aga, kator), bagua moumetal, gedug petg pasca gempa (rumah sakt, stalas ar bersh, pembagkt teaga lstrk, dsb), gedug tempat meympa baha berbahaya (gas, myak bum, baha beracu), atau cerobog da tagk datas meara. Pegaruh Gempa Recaa harus dkalka dega suatu faktor keutamaa I. Dar tabel dbawah, la faktor keutamaa utuk gedug perkatora adalah I =,0. 3
Tabel.. Faktor Keutamaa Faktor Keutamaa Kategor Gedug (I) Gedug umum sepert utuk peghua, peragaa da perkatora.,0 Moume da bagua moumetal,6 Gedug petg pasca gempa sepert rumah sakt, stalas ar bersh, pembagkt teaga lstrk, pusat peyelamata dalam keadaa darurat, fasltas rado da televs. Gedug utuk meympa baha berbahaya sepert gas, produk myak bum, asam, baha beracu.,4,6 Cerobog, tagk d atas meara.,5.3.5 Struktur Gedug Beratura da Tdak Beratura Struktur gedug beratura harus memeuh ketetua SNI 03-76-00, Pasal 4... Pegaruh gempa recaa struktur gedug beratura dapat dtjau sebaga pegaruh beba gempa statk ekvale. Sehgga aalssya dapat megguaka aalss statk ekvale. Struktur gedug tdak beratura adalah struktur gedug yag tdak memeuh syarat kofguras struktur gedug beratura atau tdak sesua SNI 03-76- 00, Pasal 4... Pegaruh gempa struktur harus datur dega megguaka pembebaa gempa damk. Sehgga aalsya dapat megguaka aalss respos damk..3.6 Daktltas Struktur Daktal adalah kemampua deformas elasts tapa kehlaga kekuata yag berart. Sedagka struktur daktal adalah kemampua struktur megalam smpaga pasca elastk yag besar secara berulag kal da bolak-balk akbat gempa yag meyebabka terjadya peleleha pertama, sambl mempertahaka kekuata da kekakua yag cukup, sehgga struktur tersebut tetap berdr, walaupu sudah berada dalam kods d ambag kerutuha Faktor daktltas struktur gedug µ adalah raso atara smpaga maksmum struktur gedug akbat pegaruh gempa recaa pada saat mecapa kods d ambag kerutuha δm da smpaga struktur gedug pada saat terjadya peleleha pertama δy, yatu : δ,0 μ m μ m δ y Dalam persamaa datas µ =,0 adalah la faktor daktltas utuk struktur gedug yag berperlaku elastk peuh, sedagka µ m adalah la faktor daktltas maksmum yag dapat dkerahka oleh sstem struktur gedug yag bersagkuta meurut SNI 03-76- 00, Pasal. 4.3.4. Dalam Tugas akhr aka drecaaka struktur gedug megguaka flat plate. Uraa dar sstem pemkul beba gempa dar flat plate adalah berupa struktur ragka gedug dega ddg geser beto bertulag dmaa beba gravtas dpkul oleh ragka ruag sedagka beba lateral dpkul oleh ddg geser. Sehgga la faktor daktltas maxmum, faktor reduks gempa maxmum, faktor tahaa lebh struktur da faktor tahaa lebh total adalah, µ m = 3,3 ; Rm =5,5 ; f =,8.3.7 Gaya Geser Dasar Gempa da Beba Lateral Gempa Berdasarka SNI 03-76-00, Pasal 6., struktur gedug beratura dapat drecaaka terhadap pembebaa gempa omal akbat gempa recaa dalam arah masg-masg sumbu utama deah struktur tersebut, berupa beba gempa omal statk ekuvale. Apabla kategor gedug memlk faktor keutamaa I meurut Tabel.3 da strukturya utuk suatu arah sumbu utama deah struktur da sekalgus arah pembebaa gempa recaa memlk faktor reduks gempa R da waktu getar alam fudametal T, maka beba geser dasar omal statc ekuvale V terjad d tgkat dasar dapat dperhtugka meurut persamaa: C I V W t R dmaa C adalah la faktor respos gempa yag ddapat dar spektrum respos gempa recaa utuk waktu getar alam fudametal T, sedagka W t adalah berat total gedug, termasuk beba hdup yag sesua. Beba geser omal tersebut datas harus dapat dbagka sepajag tgg struktur gedug mejad beba gempa omal statk ekuvale F yag meagkap pada pusat massa lata ke- meurut persamaa : 4
F W W z z V d maa W adalah berat lata tgkat ke-, termasuk beba hdup yag sesua, z adalah ketgga lata tgkat ke- dukur dar taraf pejepta lateral, sedagka adalah omor lata tgkat palg atas..3.8 Waktu Getar Alam Fudametal Waktu getar alam fudametal struktur gedug beratura dalam arah masg masg sumbu utama dapat dtetuka dega rumus Raylegh sebaga berkut : T W d 6, 3 d g F d maa W da F mempuya art yag sama sepert yag dsebut dalam SNI 03-76-00, Pasal 6..3, d adalah smpaga horsotal lata tgkat ke- dyataka dalam mm da g adalah percepata gravtas yag dtetapka sebesar 980 mm/det..4 Pembebaa Gempa Berdasarka ASCE 7-05.4. Persyarata Dasar Prosedur aalss da desa gempa yag dguaka dalam desa struktur bagua da kompoeya harus sepert yag dtetapka dalam ASCE 7-05. Struktur bagua harus melbatka sstem peaha gaya lateral da vertkal yag legkap yag mampu memberka kekuata, kekakua, da kapastas dspas eerg yag cukup utuk meaha pergeraka taah desa dalam batasa kebutuha deformas da kekuata yag dtetapka. Pergeraka taah desa harus dasumska terjad sepajag segala arah horsotal struktur bagua. Kecukupa sstem struktur harus dtujukka melalu pembetuka model matematk da evaluas model utuk pegaruh pergeraka taah desa. Gaya gempa desa, da dstrbusya sepajag ketgga struktur bagua, harus dbetuk sesua dega salah satu prosedur yag sesua yag dtujukka dalam ASCE 7-05, Pasal.6 da gaya dalam da deformas yag terkat dalam kompoe struktur harus dtetuka. Prosedur alteratf yag dsetuju tdak boleh dpaka utuk meetuka gaya gempa da dstrbusya kecual bla gaya dalam da deformas terkat dalam kompoe struktur dtetuka megguaka model yag kosste dega prosedur yag dadops..4. Prosedur Perecaaa Berbaga data yag dperluka dalam meetuka beba sesmk pada ASCE 7-05 secara umum adalah sebaga berkut :. Kategor hua da faktor keutamaa (I). Klasfkas Ste 3. Peta percepata respo spektral, S S da S 4. Spectral respose coeffcets, S DS da S D 5. Sesmc desg category (SDC) 6. Peetua Koefse R, C d, da 7. Aalyss procedure yag dperguaka 8. Basc sesmc-force-resstg system 9. Desg base shear 0. Sesmc respose coeffcet, C S.4.3 Kategor Hua da Faktor Keutamaa Kategor Hua dar bagua terdapat pada ASCE 7-05, Tabel., sedagka Faktor Keutamaa (I) djelaska pada ASCE 7-05, Tabel.5-..4.4 Klasfkas Ste Berdasarka properts taah d ste, ste harus dklasfkaska sebaga Klasfkas Taah A, B, C, D, E, atau F sesua dega ASCE 7-05, Pasal 0. Dmaa propertes taah tdak dketahu dega cukup detl utuk meetuka Klasfkas Taah, harus dguaka Klasfkas Taah D kecual jka dperoleh data geotekk utuk meetuka klasfkas taah E atau F. Pegklasfkasa taah dtetuka berdasarka kods taah sesua tabel berkut (ASCE7-05, Tabel 0.). Klasfkas Ste Tabel.3 Klasfkas Ste V s N or N ch A. Hard rock >5,000 ft/s NA NA B. Rock C. Very dese sol ad sol rock D. Stff sol,500to 5,000 ft/s,00to 500 ft/s 600to,00 ft/s NA S u NA >50 >,000 psf 5to 50,000to,000 psf E. Soft clay sol <600 ft/s <5 <,000 psf F. Sols requrg ste respose aalyss Lhat Pasal 0.3. Pada tugas akhr, Klasfkas dar daerah gempa yag dtjau berada pada Klasfkas Ste B dega jes taah keras (rock) dega meyesuaka pada peta gempa Idoesa yag terbaru..4.5 Parameter Percepata Pada Peta Secara kuattatp hasl aalss tdak lag dberka dalam betuk peta zog gempa aka tetap dsajka dalam format dua buah 5
peta kotur percepata gempa recaa maxmum dar batua dasar utuk waktu getar pedek 0, detk S S da detk, S. Gambar.4 Peta Wlayah Gempa utuk Percepata Respo Spektral 0, detk Gambar.5 Peta Wlayah Gempa utuk Percepata Respo Spektral detk.4.6 Parameter Percepata Respo Spektral Percepata Respo Spectral MCE utuk perode sgkat (S MS ) da pada perode detk (S M ) yag datur utuk efek klasfkas taah dhtug berdasarka persamaa berkut : S MS = F a S S S M = F ν S Keteraga: S MS = percepata respo spectral MCE pada peta pada perod pedek S M = percepata respo spectral MCE pada peta pada perod detk Dmaa koefse taah F a da F v ddefska dalam ASCE 7-05, Tabel.4- da Tabel.4-. Tabel.4 Koefse Taah, F a Parameter Percepata Respo Spektral Gempa Klasfkas Maksmum Pada Perod Pedek Ste S s S s = S s = S s = S s 0,5 0,5 0,75,0,5 A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 B,0,0,0,0,0 C,,,,0,0 D,6,4,,,0 E,5,7, 0,9 0,9 F Lhat Pasal.4.7 Catata: Guaka terpolas gars lurus utuk Nlala tegah dar S s Klasfkas Ste Tabel.5 Koefse Taah, F v Parameter Percepata Respo Spektral Gempa Maksmum Pada Perod detk S S = S = S = S 0, 0, 0,3 0,4 0,5 A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 B,0,0,0,0,0 C,7,6,5,4,3 D,4,0,8,6,5 E 3,5 3,,8,4,4 F Lhat Pasal.4.7 Catata: Guaka terpolas gars lurus utuk Nlala tegah dar S Parameter Percepata Respo Spektral gempa recaa pada perod pedek, S DS, da pada perod detk, S D, harus dtetuka dar persamaa berkut : S DS = /3 S MS S D = /3 S M.4.7 Kategor Desa Gempa Perhtuga peracaga besarya gaya gempa recaa utuk desa da aalss perhtuga dyataka oleh besarya gaya geser dasar, ketetua megea syarat kekuata da pedetala tulaga serta fleksbltas ketdak teratura betuk bagua da lmtas tgg bagua tdak lag dtetuka oleh peta zog gempa sebagamaa halya yag telah dtetapka dalam SNI 76-0. Pada ASCE 7-05, ketetua megea hal tersebut d atas telah d gatka oleh krtera peracaga baru yag d sebut Kategor Desa Gempa (Sesmc Desg Category-SDC) da dkatka dega Kategor Hua atau Occupacy Category. Struktur harus dperutuka pada Kategor Desa Gempa sesua dega ASCE 7-05, Tabel.6- da Tabel.6-. Tabel.6 Kategor Desa Gempa Berdasarka Parameter Percepata Respo Perod Pedek Nla S DS Kategor Hua I atau II III IV S DS < 0,67 A A A 0,67 S DS < 0,33 B B C 0,33 S DS < 0,50 C C D 0,50 S DS D D D Tabel.7 Kategor Desa Gempa Berdasarka Parameter Percepata Respo Perod detk Nla S D Kategor Hua I atau II III IV S D < 0,067 A A A 0,067 S D < 0,33 B B C 0,33 S D < 0,0 C C D 0,0 S D D D D 6
.4.8 Peetua Koefse R, C d, da 0 Sstem peaha gaya gempa lateral da vertkal dasar harus memeuh pada salah satu tpe yag dtujukka dalam ASCE 7-05, Tabel.- atau kombas sstem sepert dalam ASCE 7-05, Pasal..,..3, da..4. Setap tpe dbag-bag oleh tpe eleme vertkal yag dguaka utuk meaha gaya gempa lateral. Sstem struktur yag dguaka harus sesua dega kategor desa gempa da batasa ketgga yag dtujukka dalam Tabel,.-. Koefse modfkas respos yag tepat, R, faktor kuat lebh sstem, 0, da faktor pembesara defleks, C d, dtujukka dalam Tabel.- harus dguaka dalam peetua geser dasar, gaya desa eleme, da drf tgkat desa. Dalam Tugas akhr aka drecaaka struktur gedug megguaka flat plate. Uraa dar sstem pemkul beba gempa dar flat plate adalah berupa struktur ragka gedug dega ddg geser beto bertulag basa, Sehgga koefse modfkas respos, R, faktor kuat lebh sstem, 0, da faktor pembesara defleks, C d adalah sebaga berkut: R = 5 ; 0 =,5 ; C d = 4,5.4.9 Kofguras Struktur Pada ASCE 7-05, struktur dapat dklasfkaska sebaga beratura atau tdak beratura berdasarka pada kofguras horsotal da vertkal. Ketdakteratura Horsotal Struktur yag mempuya satu atau lebh jes ketdakteratura yag terdapat pada ASCE 7-05, Tabel.3- harus drecaaka sebaga struktur yag mempuya ketdakteratura structural horsotal. Struktur yag dguaka pada kategor recaa gempa pada Tabel.3- harus memeuh ketetua pada tabel dalam subbab tersebut. Ketdakteratura Vertkal Struktur yag mempuya satu atau lebh jes ketdakteratura sepert yag tertera pada ASCE 7-05, Tabel.3- harus drecaaka sebaga struktur yag dega ketdakatura vertcal. Struktur yag dguaka pada kategor recaa gempa pada Tabel.3- harus memeuh ketetua dalam tabel tersebut. Dalam Tugas akhr aka drecaaka struktur dega kofguras deah gedug yag beratura (regular)..4.0 Prosedur Aalss yag dperguaka Aalss struktur yag dbutuhka terdr dar salah satu dar tpe yag dperbolehka dalam ASCE 7-05, Tabel.6- berdasar pada kategor desa gempa struktur, sstem struktural, data damk, da keteratura, atau dega persetujua otortas yag mempuya yursdks, suatu alteratf prosedur yag berlaku umum boleh dguaka. Prosedur Aalss yag terplh harus dselesaka meurut kebutuha sesua dega subbab yag terkat megacu pada Tabel 5.6-..4. Prosedur Gaya Lateral Ekvale Geser dasar gempa (base shear), V, dalam arah yag dtetapka harus dtetuka sesua dega ASCE 7-05, Pers..8-. V = C s W dmaa C s = koefse respos gempa yag dtetuka sesua dega Pasal.8.. W = berat gempa efektf meurut Pasal.7.. Koefse Respos Gempa dapat dhtug sesua dega ASCE 7-05, Pers..8-. S DS Cs R T dmaa S DS = parameter percepata respos spektrum desa dalam retag peroda pedek sepert dtetuka dar Pasal.4.4 R = faktor modfkas respos dalam Tabel.- I = faktor keutamaa hua yag dtetuka sesua dega Pasal.5. Nla C s yag dhtug sesua dega ASCE 7-05, Pers..8- tdak perlu melebh: S D C s utuk T T L R T I S D TL C utuk T > T L s R T I C s harus tdak kurag dar C s = 0,0 Sebaga tambaha, utuk struktur yag berlokas dmaa S sama dega atau lebh besar dar 0,6g, C s harus tdak kurag dar 7
C s 0,5S R I.4. Peetua Peroda Peroda struktur dasar, T, dalam arah yag dtjau harus dperoleh megguaka propert struktur da karaterstk deformas eleme peaha dalam aalss yag teruj. Peroda dasar, T, tdak boleh melebh hasl koefse utuk batasa atas pada peroda yag dhtug (C u ) dar ASCE 7-05, Tabel.8- da peroda dasar pedekata, T a, yag dtetuka dar ASCE 7-05, Pers..8-7. Sebaga alteratf pada pelaksaaa aalss utuk meetuka peroda dasar, T, djka secara lagsug megguaka peroda bagua pedekata, T a, yag dhtug sesua dega ASCE 7-05, Pasal.8... Peroda dasar pedekata (T a ), dalam detk, harus dtetuka dar ASCE 7-05, x Pasal.8.., Pers..8-7, Ta Cth dmaa h adalah tgg dalam ft d atas dasar sampa tgkat tertgg struktur da koefse C t da x dtetuka dar ASCE 7-05, Tabel.8-. Tabel.9 Nla Parameter Peroda Pedekata C t Da x Tpe Struktur C t x Sstem ragka peaha mome dmaa ragka meaha 00% gaya gempa yag dsyaratka da tdak dlgkup atau dhubugka dega kompoe yag lebh kaku da aka mecegah ragka dar defleks blamaa dkea gaya gempa: Ragka peaha mome baja 0,08 (0,074) a 0,8 Ragka peaha mome beto 0,06 (0,0466) a 0,9 Ragka baja dbres secara eksetrs 0,03 (0,073) a 0,75 Semua sstem struktur laya 0,0 (0,0488) a 0,75 a Ekvales metrk dtujukka dalam tada kurug. Dmaa la Peroda dasar, T, tdak boleh melebh, T C u T a dega C u sebaga batasa atas pada peroda yag dhtug yag dtetuka dar ASCE 7-05, Tabel.8-. Tabel.0 Koefse Utuk Batasa Atas Pada Peroda Yag Dhtug Parameter Percepata Respos Spektrum Desa pada detk, Koefse C u S D 0,4,4 0,3,4 0,,5 0,5,6 0,,7.4.3 Dstrbus Gaya Gempa Vertkal Gaya gempa lateral (F x ) (kp atau kn) yag tmbul d semua tgkat harus dtetuka dar ASCE 7-05, Pasal.8.3: k wxhx F x = C vx V da Cvx k w h dmaa C vx = faktor dstrbus vertkal, V = gaya lateral desa total atau geser d dasar struktur w ad w x = pors berat gempa efektf total struktur (W) yag dtempatka atau dkeaka pada tgkat atau x h ad h x = tgg (ft atau m) dar dasar sampa Tgkat atau x k = ekspoe yag terkat dega peroda struktur sebaga berkut: utuk struktur yag mempuya peroda sebesar 0,5 detk atau kurag, k = utuk struktur yag mempuya peroda sebesar,5 detk atau lebh, k = utuk struktur yag mempuya peroda atara 0,5 da,5 detk, k harus sebesar atau harus dtetuka dega terpolas ler atara da.4.4 Dstrbus Gaya Gempa Horzotal Geser tgkat desa gempa d semua tgkat (V x ) (kp atau kn) harus dtetuka dar ASCE 7-05, Pasal.8.4: V x F x dmaa F = pors geser dasar gempa (V) (kp atau kn) yag tmbul d Tgkat. Geser tgkat desa gempa (V x ) (kp atau kn) harus ddstrbuska pada berbaga eleme vertkal sstem peaha gaya gempa d tgkat yag dtjau berdasarka pada kekakua lateral relatf eleme peaha vertkal da dafragma. BAB III METODOLOGI Metodolog aka meguraka da mejelaska uruta pelaksaaa peyelesaa tugas akhr secara rc, mula dar pegumpula data, lteratur da pedoma peracaga, sampa dega kesmpula akhr dar aalsas struktur yatu utuk membadgka dua permodela struktur, Berkut adalah lagkah-lagkah peyelesaa yag aka dlakuka peuls. 8
3. Stud Lteratur Mempelajar lteratur/pustaka yag berkata dega tugas akhr dataraya tetag peratura yag membahas peracaga struktur, atara la : a. Bada Stadarsas Nasoal, Tata Cara Perecaaa Ketahaa Gempa utuk Bagua Gedug (SNI 03-76-00). b. Bada Stadarsas Nasoal, Tata Cara Perhtuga Struktur Beto utuk Bagua Gedug (SNI 03-847-00). c. Bada Stadarsas Nasoal, Tata Cara Perhtuga Pembebaa utuk Bagua Rumah da Gedug (SNI 03-77-989). d. Ketetua Beba Dsa Mmum utuk Gedug da Struktur La (ASCE 7-05). e. Jural-jural yag terkat dega tugas akhr. 3. Stud Kasus Dalam tugas akhr, permodela struktur yag dguaka adalah sstem lata flat plate yag dkombaska dega ddg geser sebaga pemkul beba lateral. Drecaaka ddrka d daerah gempa meegah meurut ketetua SNI 03-847- 00 dega pembebaa gempa berdasarka SNI 03-76-00 da ASCE 7-05 yag atya haslaya aka dbadgka. 6 5 4 3 Y X 600 600 600 600 600 A 500 B C D E F G H I 500 500 500 500 500 500 500 Gambar 3. Model Deah Tpkal Struktur Smetrs Flat Plate 3.3 Prelmary Desg 3.3. Perecaaa Balok Tep Meurut SNI 03-847-00, Tabel 8, balok pada tumpua sederhaa memlk tebal mmum (bla leduta tdak dhtug): h m L 6 a. Utuk struktur rga dega berat jes 500 kg/m 3 000 kg/m 3, la d atas harus dkalka dega,65-(0,0003) Wc tetap tdak kurag dar,09. b. Utuk fy sela 400 Mpa, laya harus dkalka dega (0.4 + fy/700), dmaa L = Pajag beto, Wc = Berat jes beto, f y = Mutu baja. 3.3. Perecaaa Dmes Kolom Adapu rumus yag dguaka utuk merecaaka dmes kolom : f ' c f ' c N uk A f ' c dmaa N uk = beba aksal yag dterma kolom f c = kuat teka beto karakterstk A = luas peampag kolom = faktor reduks utuk kompoe struktur dega tulaga spral maupu segkag kat. aka tetap tersebut haya memperhtugka akbat gaya aksal saja, maka agar kolom juga mampu meaha gaya mome dambl = 0,3 ~0,35 3.3.3 Perecaaa Ketebala Pelat Tebal mmum pelat tapa balok yag meghubugka tumpua-tumpuaya da mempuya raso betag pajag terhadap betag pedek yag tdak lebh dar dua harus memeuh ketetua SNI 03 847 00, Pasal.5.3.. Tegaga leleh, f y 300 400 500 Tabel 3. Ketetua Tebal Mmum Pelat Tapa peebala Pael luar Tapa Dega balok balok pggr pggr Pael dalam 33 36 36 30 33 33 8 3 3 3.4 Pembebaa Pembebaa dkelompokka mejad dua meurut arah gayaya, yatu beba vertkal da beba horzotal. Utuk beba vertkal terdr dar: a. Beba mat (RSNI 03-77 -00) b. Beba hdup ( RSNI 03-77-00) Sedagka beba horzotal terdr dar beba gempa statk da beba ag. Beba gempa drecaaka berdasarka dua tata cara perhtuga pembebaa gempa, yak SNI 03-76-00 da ASCE 7-05. Sedagka beba ag dalam tugas akhr tdak dperhtugka karea mash kalah besar dega beba gempa. 9
3.5 Kombas Pembebaa Kombas Pembebaa yag aka dguaka sesua dega ketetua SNI 03-76-00, Pasal.. a.,4 D b., D +,6 L c., D +,0 L ±,0 E d. 0,9 D ±,0 E 3.6 Aalsa Struktur Peghtuga gaya-gaya dalam pada ragka utama dperoleh dega batua program ETABS v9. 07. 3.7 Pedetala Struktur Prmer 3.7. Peulaga Balok Tep Tulaga drecaaka setelah memperhtugka beba yag dterma. Dalam perhtuga tulaga dguaka raso tulaga ρ m < ρ perlu < ρ max. Utuk struktur yag berada d wlayah gempa meegah maka peulaga balok megkut SNI 03-847-00 Pasal 3.0. sampa dega Pasal 3.0.4. 3.7. Peulaga Geser Balok Tulaga geser balok (segkag) drecaaka sesua ketetua SNI 03-847- 00, Pasal 3 da Pasal 3.0.4.. 3.7.3 Peulaga Kolom Perhtuga dapat dlakuka dega megguaka hasl output program ETABS v9.07 yag kemuda mejad put utuk program PCACOL. Peragkat luak PCACOL dapat membatu kta dalam merecaaka tulaga kolom. Utuk struktur yag berada d wlayah gempa meegah maka peulaga balok megkut SNI 03-847-00, Pasal 3.0., Pasal 3.0., Pasal 3.0.3 da Pasal 3.0.5. 3.7.4 Perecaaa Pelat Peracaga pelat dlakuka dega output gaya dalam dar progam ETABS v9.07 yag kemuda daalsa dega megguaka metoda portal ekvale. 3.7.4. Mome recaa pada jalur tegah. Baga dar mome terfaktor egatf da postf yag tdak dpkul lajur kolom harus dbagka secara proporsoal pada setegah lajur-lajur tegah yag berada d sebelahya.. Masg-masg lajur tegah harus drecaaka mampu memkul jumlah mome yag dberka pada kedua setegah lajur tegah yag bersebelaha. 3. Suatu lajur tegah yag berdekata da sejajar dega sua tu tep yag dtumpu oleh ddg harus drecaaka mampu memkul dua kal mome yag dbagka pada setegah lajur tegah yag berdekata dega tumpua dalam pertama. 3.7.4. Perhtuga tulaga sekuder pelat Tata cara peulaga dlakuka sepert pada peulaga balok. Utuk struktur yag berada d wlayah gempa meegah maka peulaga pelat megkut SNI 03-847- 00, Pasal 3.0.6 utuk pelat dua arah tapa balok. 3.7.4.3 Hubuga slab-kolom Utuk hubuga slab-kolom, yag palg petg alah megea peulaga puchg shear yag semmal mugk harus dhdar. Perumusa geser yag dguaka megaut peratura SNI 03-847-00, Pasal 3.: V c = Sedagka gaya geser yag bekerja pada slab-kolom sesua SNI 03-847-00, Pasal 3..6: Vu vm uc AB V u Ac J c dega dmaa v f ; f 3 b b A c = luas beto yag daggap sebaga peampag krts J c = mome ersa peampag krts s = 40 (kolom dalam), 30 (kolom tep) ;0 (kolom sudut) Tulaga geser dperluka apabla V u > φv c maka V c dtetuka dega rumus: Vc = f c ' b d, dmaa b o permeter o 3 f b ' c s 6 d o b d o b d peampag krts. 3.7.5 Peulaga Ddg Geser Utuk peracaga shearwall harus memeuh ketetua SNI 03-847-00, Pasal 3 da Pasal 6 utuk ddg geser basa. f ' c o f ' c b d o 0