6 2.2. Analisis Beban Gempa (SNI 1726-2012) 2.2.1. Gempa Rencana Gempa rencana alam perancangan struktur geung ini itetapkan sebagai gempa yang kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangungan 50 tahun aalah sebesar 2 persen. 2.2.2. Faktor Keutanaan an Kategori Resiko Struktur Bangunan Sesuai tabel 1 SNI 1726-2012, untuk berbagai resiko struktur bangunan geung an non geung sesuai engan tebel 2.1, pengaruh gempa rencana terhaapnya harus ikalikan engan suatu faktor keutamaan Ie menurut tabel 2.2. Tabel 2.1 Kategori Resiko Bangunan Geung an Non Geung untuk beban Gempa Jenis Pemanfaatan Geung an non geung yang memiliki resiko renah terhaap jiwa manusia saat terjai kegagalan, termasuk, tetapi tiak ibatasi untuk, antara lain : - Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, an perikanan - Fasilitas sementara - Guang penyimpanan - Rumah jaga an struktur kecil lainnya Semua geung an struktur lain, kecuali yang termasuk alam kategori resiko I,III,IV, termasuk, tetapi tiak ibatasi untuk : - Perumahan - Rumah toko an rumah kantor - Pasar - Geung perkantoran - Geung apartemen/rumah susun - Pusat perbelanjaan/ mall - Bangunan inustri - Fasilitas manufaktur - pabrik Geung an non geung yang memiliki resiko tinggi terhaap jiwa manusia paa saat terjai kegagalan, termasuk, tapi tiak ibatasi untuk : - bioskop - geung pertemuan - staion - fasilitas kesejatan yang tiak memiliki unit beah an unit gawat arurat - fasilitas penitipan anak - penjara - Bangunan untuk orang jompo Kategori Resiko I II III
7 Tabel 2.1 Kategori Resiko Bangunan Geung an Non Geung untuk beban Gempa (lanjutan) Geung an non geung, tiak termasuk ke alam kategori resiko IV, (termasuk, tetapi tiak ibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang muah meleak) yang menganung bahan beracun atau peleak i mana jumlah kanungan bahannya melebihi nilai batas yang isyaratkan oleh instansi yang berwenang an cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjai kebocoran. Geung an non geung yang itunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tiak ibatasi untuk : - Bangunan-bangunan monumental - Geung sekolah an fasilitas peniikan - Rumah sakit an fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki asilitas beah an unit gawat arurat. - Tempat perlinungan terhaap gempa bumi, angin baai, an tempat perlinungan arurat lainnya - Fasilitas kesiapan arurat, komunikasi, pusat operasi an fasilitas lainnya untuk tanggap arurat. - Pusat pembangkit energi an fasilitas publik lainnya yang ibutuhkan paa saat keaaan arurat. - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara peningin, struktur stasiun listrik, tangki air pemaam kebakaran atau struktur rumah atau struktur penukung air atau material atau peralatan pemaam kebakaran) yang isyaratkan untuk beroperasi paa saat keaaan arurat Geung an non geung yang ibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke alam kategori resiko IV III IV Tabel 2.2 Faktor Keutamaan Gempa Kategori resiko Faktor keutamaan gempa, I e I atau II 1,0 III 1,25 IV 1,5 2.2.3. Kombinasi Beban an pengaruh beban Gempa Peninjauan an penghitungan beban paa perancangan geung ini berasarkan paa Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Geung SNI 2847-2013 pasal 9.2.1 an Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Geung an Non Geung SNI 1726-2012 Pasal 4.2.2 an Pasal 7.4. 1. 1,4 D 2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R) 3. 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (1,0Latau 0,5W)
8 4. 1,2D + 1,0W + 1,0L+ 0,5(Lr atau R) 5. 1,2D + 1,0E + 1,0L 6. 0,9D + 1,0W 7. 0,9D + 1,0E Dengan pengaruh beban gempa, E itentukan oleh persamaan (2-01) an (2-02) : 1. Untuk penggunaan alam kombinasi beban 5 2. Untuk penggunaan alam kombinasi beban 7 E = Eh + Ev (2-01) E = Eh - Ev (2-02) Dengan Eh an Ev itentukan oleh persamaan (2-03) an (2-04) : Eh = ρqe (2-03) Ev = 0,2SDSD (2-04) U = kuat perlu D = beban mati L = beban hiup Lr = beban hiup paa atap R = beban hujan W = beban angin E = beban gempa Eh = pengaruh beban gempa horizontal Ev = pengaruh beban gempa vertikal ρ = faktor reunansi QE = pengaruh gaya gempa horizontal ari V atau Fp SDS = parameter percepatan spektrum respons esain paa perioa penek 2.2.4. Klasifikasi Situs Dalam perumusan kriteria esain seismik suatu bangunan i permukaan tanah atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak ari batuan asar ke permukaan tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus
9 iklasifikasikan terlebih ahulu. Profil tanah i situs harus iklasifikasikan sesuai engan tabel 2.3 bersasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas. Penetapan kelas situs harus melalui penyeliikan tanah i lapangan an pengujian i laboratorium engan minimal mengukur secara inepenen ua ari tiga parameter tanah yang tercantum alam tabel 2.3. kelas situs yang iberlakukan aalah kelas situs yang paling buruk ari hasil analisis. Kelas Situs s Tabel 2.3 Klasifikasi Situs v (m/etik) N atau ch N u s (kpa) SA (batuan keras) >1500 Tiak apat ipakai Tiak apat ipakai SB (batuan) 750 sampai 1500 Tiak apat ipakai Tiak apat ipakai SC (tanah 350 sampai 750 >50 > 100 keras,sangat paat an batuan lunak) SD (tanah seang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100 SE (tanah lunak) <175 <15 <50 Atau setiap profil tanah yang menganung lebih ari 3 m tanah engan karakteristik sebagai berikut : 1. Ineks pltastisitas, PI > 20, 2. Kaar air, w > 40, 3. Kuat geser niralir, s u < 25 kpa SF (tanah khusus, Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih ari yang membutuhkan karakteristik berikut : investigasi geoteknik speisfik an analisis respons spesifik situs) - rawan an potensi gagal atau runtuh akibatn beban gempa seperti muah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah - lempung sangat organik an atau gambut (ketebalan, H > 3 m) - lempung berplastisitas sangat tinggi ( H > 7,5 m, IP > 75) lapisan lempung lunak/setengah teguh engan ketebalan H > 35 m engan s u < 50 kpa Dalam klasisfikasi situs, profil tanah yang menganung beberapa lapisan tanah an atau batuan yang nyata berbea, harus ibagi menjai lapisan-lapisan ari nomor ke-1 hingga ke-n ari atas ke bawah, sehingga aa total n-lapisan tanah yang berbea paa lapisan 30 m paling atas tersebut. Untuk menapatkan nilai kecepatan rata-rata gelombang geser vs menggunakan langkah persamaan (2-05), tahanan penetrasi stanar lapangan rata-
10 rata N menggunakan persamaan (2-06) an tahanan penetrasi stanar rata-rata untuk lapisan tanah non-kohesif N ch menggunakan persamaan (2-07) serta kuat geser niralir rata-rata s u harus melalui langkah ari persamaan (2-09) : 1. Nilai Kecepatan rata-rata Gelombang Geser, v s v s n i1 n i1 v i i si (2-05) i vsi n i i1 = tebal setiap lapisan antara kealaman 0 sampai 30 m = kecepatan gelombang geser lapisan i inyatankan alam meter peretik (m/etik) = 30 m 2. Tahanan penetrasi stanar lapangan rata-rata N an tahanan penetrasi stanar rata-rata untuk lapisan tanah non-kohesif N ch N n i1 n i1 N i i i (2-06) Dengan Ni an i alam persamaan (2-06) berlaku untuk tanah nonkohesif, tanah kohesif, an lapisan batuan. N ch m i1 s N i i (2-07) Dengan Ni an i alam persamaan (2-07) berlaku untuk tanah nonkohesif saja, an
11 m m i s i1 j1 i s (2-08) s = ketebalan total lapisan tanah non-kohesif 30 m paling atas Ni = tahanan penetrasi stanar 60 persen energi (N60) yang terukur langsung i lapangan tanpa koreksi engan nilai < 305 pukulan/m. 3. kuat geser niralir rata-rata s u s u k c i1 s i ui (2-09) k i i1 c = ketebalan total ari lapisan-lapisan tanah kohesih i alam lapisan 30 meter paling atas. (m) PI = ineks plastisitas w = kaar air (%) sui = kuat geser niralir (kpa), engan nilai tiak lebih ari 250 kpa 2.2.5. Parameter Percepatan Terpetakan c (2-10) Setelah mengetahui klasifikasi situs an mengetahui letak lokasi banguan, langkah berikutnya aalah mengetahui parameter percepatan batuan asar paa perioa penek (Ss) an percepatan batuan asar paa perioa 1 etik (S1). Keua parameter ini bisa iambil ari peta gempa SNI 1726-2012. 2.2.6. Parameter Percepatan Gempa Setelah mengetahui klasifikasi situs an paremater percepatan batuan asar, langkah berikutnya aalah menghitung koefisien atau parameter percepatan gempa
12 berasarkan klas situs terahulu an nilai ari peta gempa supaya bisa iapatkan respons spektral percepatan gempa maksimum yang ipertimbangkan risikotertarget (MCER). Untuk menentukan respons spektral percepatan gempa MCER i permukaan tanah, iperlukan faktor amplifikasi sesimik paa perioa 0,2 etik an perioa 1 etik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan paa getaran perioa penek (Fa) an faktor amplifikasi getaran terkait percepatan paa getaran perioa 1 etik (Fv). Parameter spektrum respons percepatan paa perioa penek (SMS) an perioa 1 etik (SM1) yang isesuaikan engan pengaruh klasifikasi situs, harus itentukan ari persamaan (2-11) an (2-12) : SMS = Fa SS (2-11) SM1 = Fv S1 (2-12) Dengan nilai Fa an F1 itentukan oleh tabel 2.4 an 2.5. Tabel 2.4 Koefisien situs, Fa Kelas Situs Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan paa perioa penek, T=0,2 etik, Ss S s <0,25 S s =0,5 S s =0,75 S s =1,0 S s >1,25 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0 SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0 SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9 SF SS Tabel 2.5 Koefisien situs, Fv Kelas Situs Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan paa perioa penek, T=1 etik, Ss S s <0,25 S s =0,5 S s =0,75 S s =1,0 S s >1,25 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5 SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4 SF SS
13 Catatan : 2. Untuk nilai-nilai antara Ss apat ilakukan interpolasi linier 3. SS = situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik an analisis respons situs spesifik. 2.2.7. Parameter Percepatan Spektral Desain Parameter percepatan spektral esain untuk perioa penek, SDS an paa perioa 1 etik, SD1 harus itentukan melalui persamaan (2-13) an (2-14) : 2.2.8. Kategori Desain Seismik (KDS) 2 S DS S MS (2-13) 3 2 S D1 S M 1 (2-14) 3 Dari nilai SDS, SD1 an ketegori resiko geung akan iapatkan ua kategori esain seismik. Nilai yang iambil aalah yang paling besar ari keua KDS tersebut. Nilai tersebut iapatkan harus ari nilai alam tabel 2.6 an tabel 2.7 : Tabel 2.6 Kategori Desain Seismik berasarkan Parameter Respons Percepatan Perioa Penek, SDS Nilai SDS Kategori Resiko I atau II atau III IV S DS <0,167 A A 0,167 < S DS < 0,33 B C 0,33 < S DS <0,5 C D 0,50 < S DS D D Tabel 2.7 Kategori Desain Seismik berasarkan Parameter Respons Percepatan Perioa 1 etik, SD1 Nilai SD1 Kategori Resiko I atau II atau III IV S D1 <0,067 A A 0,067 < S D1 < 0,133 B C 0,133 < S D1 <0,2 C D 0,20 < S D1 D D
14 2.2.9. Sistem Struktur an Parameter Struktur Sistem struktur yang ipilih harus sesuai engan batasan an memperhatikan koefisien alam jenis sistem struktur tersebut. No Sistem penahan gaya seismik Sistem rangka pemikul momen 1 Rangka baja pemikul momen khusus 2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 3 Rangka baja pemikul momen menengah 4 Rangka baja pemikul momen biasa 5 Beton bertulang pemikul momen khusus 6 Beton bertulang pemikul momen menengah 7 Beton bertulang pemikul momen biasa 8 Rangka baja an beton komposit pemikul momen khusus 9 Rangka baja an beton komposit pemikul momen menengah 10 Rangka baja an beton komposit terkekang parsial pemikul momen 11 Rangka baja an beton komposit pemikul momen biasa 12 Rangka baja canai ingin pemikul momen khusus engan pembautan Tabel 2.8 Faktor R, C, Ω o R C Ωo Batasan sistem struktur an batasan tinggi struktur, hn (m) Kategori esain seismik B C D E F 8 3 5,5 TB TB TB TB TB 7 3 5,5 TB TB 48 30 TI 4,5 3 4 TB TB 10 TI TI 3,5 3 3 TB TB TI TI TI 8 3 5,5 TB TB TB TB TB 5 3 4,5 TB TB TI TI TI 3 3 2,5 TB TI TI TI TI 8 3 5,5 TB TB TB TB TB 5 3 4,5 TB TB TI TI TI 6 3 5,5 48 48 30 TI TI 3 3 2,5 TB TI TI TI TI 3,5 3 3,5 10 10 10 10 10 TB TI : tiak ibatasi : tiak iijinkan 2.2.10. Faktor Reunansi Struktur penahan beban lateral engan kategori esain seismik D, E an F harus ikenakan faktor reunansi, ρ, sebesar 1,3 alam kombinasi bebannya.
15 Boleh igunakan faktor reunansi sebesar 1,0 apabila syarat-syarat berikut ini terpenuhi. a. Masing-masing tingkat yang menahan lebih ari 35% geser asar akan arah yang itinjau harus sesuai engan tabel 2.8. b. Struktur engan enah beraturan i semua tingkat engan sistem penahan gaya gempa teriri ari paling seikit ua bentang perimeter penahan gaya gempa yang merangka paa masing-masing sisi struktur alam masingmasing arah orthogonal i setiap tingkat yang menahan lebih ari 35% geser asar. Jumlah bentang untuk ining geser harus ihitung sebagai panjang ining geser ibagi engan tinggi atau ua kalo panjang ining geser ibagi engan tinggi tingkat, hs untuk konstruksi rangka ringan. Tabel 2.9 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih ari 35% gaya geser asar Elemen penahan gaya lateran Rangka engan bresing Rangka pemikul momen Persyaratan Pelepasan bresing iniviu, atau sambungan yang terhubung, tiak akan mengakibatkan reuksi kuat tingkat sebesar lebih ari 33%, atau sistem yang ihasilkan tiak mempunyai ketikateraturan torsi yang berlebihan Kehilangan tahanan momen i sambungan balok ke kolom i keua ujung balok tunggal tiak akan mengakibatkan lebih ari reuksi kuat tingkat sebesar 33%, atau sistem yang ihasilkan tiak mempunyai ketiakteraturan torsi yang berlebihan 2.2.11. Proseur Perhitungan Gaya Lateral Ekivalen A. Geser Dasar Seismik Geser asar seismik, V alam arah yang itetapkan harus itentukan sesuai engan persamaan (2-15) : V =CsW (2-15) Cs = koefisien respons seismik. W = berat seismik efektif (kn)
16 B. Perhitungan Koefisien Respons Seismik Koefisien respons seismik, Cs harus itentukan sesuai engan : Cs = S DS R I e (2-16) SDS = parameter percepatan spekturm respons esain alam rentang Perioa penek R = faktor moifikasi respons yang itentukan oleh sistem penahan gempa yang ipilih = faktor keutamaan gempa yang itentukan kategori risiko Ie Nilai Cs yang ihitung tiak perlu lebih ari Cs harus tiak kurang ari Cs = S D 1 (2-17) R T I e Cs = 0,044SDSIe > 0,01 (2-18) Untuk struktur yang berlokasi i aerah i mana S1 sama engan atau lebih besar ari 0,6g, maka Cs harus tiak kurang ari : Cs = 0,5S 1 R I e (2-19) SD1 = parameter percepatan spektrum respons esain paa perioa 1,0 etik T = perioa funamental struktur (etik) = parameter percepatan spektrum respons maksimum S1
17 C. Penentuan Perioa Perioa funamental struktur, T, alam arah yang itinjau harus iperoleh menggunakan properti struktur an karakteristik eformasi elemen penahan alam analisis yang teruji. Perioa funamental struktur, T, tiak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas paa perioa yang ihitung (Cu) ari tabel 2.10 an perioa funamental penekatan, Ta yang itentukan sesuai persamaan (2-20). Sebagai alternatif, paa pelaksanaan analisis untuk menentukan perioa funamental struktur, T, iijinkan secara langsung menggunakan perioa bangunan penekatan, Ta, yang ihitung engan persamaan (2-20) berikut : T C h (2-20) a t n hn aalah ketinggian struktur, alam (m), i atas sampai tingkat tertinggi struktur, an nilai parameter perioa penekatan Ct an itentukan alam tabel 2.11. Tabel 2.10 Koefisien Untuk Batas Atas paa Perioe yang Dihitung Parameter Percepatan respons spektral esain paa 1 etik, Koefisien Cu SD1 > 0,4 1,4 0,3 1,4 0,2 1,5 0,15 1,6 < 0,1 1,7 Tabel 2.11 Nilai Parameter Perioa Penekatan Ct an Tipe Struktur Ct Sistem rangka pemikul momen i mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang isyaratkan an tiak ilingkupi atau berhubungan engan komponen yang lebih kaku an akan mencegah rangka ari efleksi jika ikenai gaya gempa : Rangka baja pemikul momen 0,0724 a 0,8 Rangka beton pemikul momen 0,0466 a 0,9 Rangka baja engan bresing eksentris 0,0731 a 0,75 Rangka baja engan bresing terkekang terhaap tekuk 0,0731 a 0,75 Semua sistem struktur lainnya 0,0488 a 0,75
18 Sebagai alternatif, iijinkan untuk menentukan perioa funamental penekatan (Ta), alam etik, an persamaan (2-21) untuk struktur engan ketinggian tiak melebihi 12 tingkat engan sistem penahan gaya gempa teriri ari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan an tinggi tingkat paling seikit 3 m. Ta = 0,1N (2-21) Dengan N aalah jumlah tingkat. D. Distribusi Vertikal Gaya Gempa Gaya gempa lateral (F), alam (kn), yang timbul i semua tingkat harus itentukan ari persamaan (2-22) an (2-23) : F = CvV (2-22) an Cv = n i w 1 h i k w h k i (2-23) Cv V wi an w hi an h k = faktor istribusi vertikal = gaya lateral esain total atau geser i asar struktur, inyatakan alam kilo newton (kn) = bagian berat seismik efektif total struktur yang itempatkan atau ikenakan paa tingkat i atau (kn) = tinggi ari asar sampai tingkat i atau, alam meter (m) = eksponen yang terkait engan perioa struktur berikut ini: struktur engan perioa 0,5 atau kurang, k=1 struktur engan perioa 2,5 atau lebih, k=2 struktur engan perioa 0,5-2,5 k=2, atau interpolasi linear antara 1 an 2.
19 E. Distribusi Horizontal Gaya Gempa Geser tingkat esain gempa i semua tingkat (V) alam (kn) harus itentukan ari persamaan (2-24) : n V (2-24) F i i Dengan Fi aalah bagian ari geser asar seismik (V) yang timbul i tingkat i, alam kilo newton (kn) Geser tingkat esain gempa (V), alam (kn) harus iistribusikan paa berbagai elemen vertikal sistem penahan gaya gempa i tingkat yang itinjau berasarkan paa kekakuan lateral relatif elemen penahan vertikal an iafragma. F. Penentuan Simpangan Antar Lantai Pasal 7.12.1.1 SNI 1726-2012 menyebutkan untuk sistem penahan gaya gempa yang teriri ari hanya rangka momen paa struktur yang irancang untuk kategori esain seismik D, E atau F, simpangan antar lantai tingkat esain (Δ) tiak boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat ijin (Δa) yang ibagi engan faktor reunansi (ρ) untuk semua tingkat. Bagi struktur yang irancang untuk kategori esain seismik C, D, E atau F yang memiliki ketiakberaturan horisontal tipe 1a atau 1b, simpangan antar lantai esain (Δ) harus ihitung sebagai selisih terbesar ari efleksi titik-titik i atas an i bawah tingkat yang iperhatikan yang letaknya segaris secara vertikal, i sepanjang salah satu bagian tepi struktur. Defleksi pusat massa i tingkat (δ) (mm) harus itentukan sesuai engan persamaan (2-25) :
20 C e (2-25) I e C = faktor amplifikasi efleksi itentukan oleh jenis struktur penahan gaya gempa terpilih δ = efleksi paa lokasi yang isyaratkan (mm) = faktor keutamaan gempa, itentukan oleh kategori resiko Ie Simpangan antar lantai tingkat ijin (Δa) iuraikan paa tabel 2.12 : Tabel 2.12 Simpangan antar lantai tingkat ijin Struktur Kategori risiko I atau II III IV Struktur, selain ari struktur ining geser batu bata, 4 tingkat atau kurang engan ining interior, partisi, langit-langit an sistem ining eksterior yang telah iesain untuk mengeakomoasi simpangan antar lantai tingkat 0,025h sc 0,020h sc 0,015h sc Struktur ining geser kantilever batu bata 0,010h sc 0,010h sc 0,010h sc Struktur ining geser batu bata lainnya 0,007h sc 0,007h sc 0,007h sc Semua struktur lainnya 0,020h sc 0,020h sc 0,020h sc Dengan hs aalah tinggi tingkat i bawah tingkat 2.3. Teori Struktur Beton Bertulang (SNI 2847-2013) 2.3.1. Kekuatan Desain Kuat rencana yang iberikan oleh suatu komponen struktur, sambungan engan komponen struktur lain, an penampangnya, sehubungan engan lentur, beban normal, geser an torsi, harus iambil sebesar kekuatan nominal ihitung sesuai engan persyaratan an asumsi ari Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Geung SNI 03-2847-2013 pasal 9.3.2.1 sampai engan 9.3.2.7, faktor reuksi kekuatan (ϕ) itentukan sebagai berikut : 1. Penampang terkenali tarik (ϕ =0,90) 2. Penampang terkenali tekan
21 a. Komponen struktur engan tulangan spiral (ϕ =0,75) b. Komponen struktur bertulang lainnya (ϕ =0,65) 3. Geser an torsi (ϕ =0,75) 4. Tumpuan paa beton (ϕ =0,85) 2.3.2. Pelat Satu Arah Ketika perbaningan panjang an lebar suatu pelat lebih ari ua, maka pelat tersebut termasuk pelat satu arah. Untuk menghitung momen terfaktor an kebutuhan tulangan untuk pelat satu arah, bisa menggunakan rumus atau engan analisis tampang. a. Menghitung momen terfaktor engan analisis tampang M u M n (2-26) maka Mn = Cc. z = Ts. z (2-27) a Mn = Cc. z = a. b.0,85 f ' c (2-28) 2 Mn = Ts. z = a A s f y (2-29) 2 b. Menghitung momen terfaktor engan rumus M u M n (2-30) Maka tahanan momennya aalah R n M u M n (2-31) 2 2 b.. b. Nilai rasio penulangan (ρ) aalah
22 0,85 f ' ρ = f y c 1 2Rn 1 0,85 f ' c (2-32) As =ρ.b. (2-33) Dengan Mn Mu cc Ts z a Rn = Φ ρ fy f c = momen nominal (N-mm) = momen terfaktor (N-mm) = gaya tekan beton (N) = gaya tarik baja tulangan (N) = lengan momen, jarak antara pusat gaya tarik an pusat gaya tekan yang membentuk kopel. (mm) = jarak ari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm) = tinggi blok tegangan persegi ekivalen (mm) = faktor reuksi kekuatan = rasio penulangan = kekuatan leleh tulangan (MPa) = kekuatan tekan beton (MPa) Mengenai persyaratan tebal minimum ari SNI 2847-2013 pasal 9.5.2 tabel 9.5(a), apat ilihat paa tabel 2.13. Komponen Struktur Pelat masif satu arah Tabel 2.13 Tebal Minimum Pelat Satu Arah Tebal minimum (h) Dua tumpuan Satu ujung Dua ujung seerhana menerus menerus kantilever l/20 l/24 l/28 l/10 Catatan : a. Panjang bentang alam mm. b. Nilai yang iberikan harus igunakan langsung untuk komponen struktur engan beton normal an tulangan Mutu 420 MPa. Untuk fy 420 MPa, nilainya harus ikalikan engan (0,4 + fy/700) 2.3.3. Pelat Dua Arah Apabila perbaningan panjang an lebar pelat tiak lebih ari ua, maka pelat tersebut termasuk pelat ua arah. Aa beberapa jenis pelat ua arah (Imran,
23 2014), iantaranya pelat atar, lantai atar, pelat waffel, an sistem pelat engan balok. 1. Tebal minimum pelat Berasarkan pasal 9.5.3.2 Tabel 9.5(c) an pasal 9.5.3.3 SNI 2847-2012, ketebalan pelat ua arah harus memenuhi syarat sebagai berikut : a. Untuk αfm < 0,2 menggunakan tabel 2.2 Tegangan leleh fy (MPa) Tabel 2.14 Tabel tebal minimal pelat ua arah Tanpa penebalan Dengan penebalan Panel Panel Eksterior Panel Eksterior interior Tanpa balok pinggir Dengan balok pinggir Tanpa balok pinggir Dengan balok pinggir Panel Interior 280 ln/33 ln/36 ln/36 ln/36 ln/40 ln/40 420 ln/30 ln/33 ln/33 ln/33 ln/36 ln/36 520 ln/28 ln/31 ln/31 ln/31 ln/34 ln/34 Dengan catatan : ln = panjang bentang bersih alam arah panjang untuk fy antara nilai alam tabel, tebal minimum iinterpolasi linier. b. Untuk 0,2 <αfm < 2,0 makatebal minimum pelat tiak boleh kurang ari fy n 0,8 1400 h 36 5 ( fm 0,2) (2-34) an tiak boleh kurang ari 125 mm. c. Untuk nilai rata-rata α,αfm 2,0, tebal minimum pelat tiak boleh kurang ari : h n fy 0,8 1400 36 9 (2-35)
24 an tiak boleh kurang ari 90 mm Dengan: α = Rasio kekuatan lentur penampang balok terhaap kekuatan lentur pelat. αfm = Nilai rata-rata nilai α untuk semua balok paa tepipanel. β = Rasio imensi panjang terhaap penek = Panjang bentang bersih (mm) ln Menurut Imran (23,2014), rasio kekakuan balok-pelat ihitung engan persamaan (2-36) berikut : E cb cb b (2-36) cs l I b l E I s E E Ecb = moulus elastisitas balok beton (MPa) Ecs = moulus elastisitas pelat beton (MPa) Ib = momen inersia balok tak retak (mm 4 ) Is = momen inersia pelat tak retak (mm 4 ) 2. Metoe Desain cs I I s Aa beberapa metoe untuk menesain an mengetahui kebutuhan tulangan pelat. Yakni metoe esain langsung (Direct Design Metho), metoe rangka/portal ekuivalen (Equivalent Frame Metho), Metoe analisis elastik an analisis plastik/ garis leleh (Imran, 2014). Dalam tugas akhir ini, penyusun menggunakan metoe esain langsung engan bantuan tabel momen terfaktor. Untuk menghitung momen terfaktor apat menggunakan tabel untuk pelat yang ijepit paa keempat sisinya.
25 Tabel 2.15 Momen Terfaktor paa Pelat ua arah (Gieon, 1993) Momen ly /l 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0 Ml 0,001 Wul 2 25 34 42 49 53 58 62 65 Mly 0,001 Wul 2 25 22 18 15 15 15 14 14 Mt -0,001 Wul 2 51 63 72 78 81 82 83 83 Mty -0,001 Wul 2 51 54 55 54 54 53 51 49 3. Gaya geser esain Selain lentur, gaya geser juga mempengaruhi esain pelat, untuk gaya geser esain pelat ibagi menjai ua (Imran, 2014), yaitu pelat yang ekat engan : - kolom tepi Vu < 0,5 hingga 0,55 ϕvc - kolom interior Vu < 0,85 hingga 1,0 ϕvc 4. Syarat kebutuhan tulangan Luas tulangan susut an suhu harus menyeiakan paling seikit memiliki rasio luas tulangan terhaap luas bruto penampang beton sebagai berikut, tetapi tiak kurang ari 0,0014 : a. Slab yang menggunakan tulangan ulir mutu 280 atau 350... 0,0020 b. Slab yang menggunakan tulangan ulir atau tulangan kawat las mutu 420...0,0018 c. Slab yang menggunakan tulangan engan tegangan leleh melebihi 420 MPa yang iukur paa regangan leleh sebesar 0,35 persen 0,0018240 f y
26 2.3.4. Komponen Struktur Lentur SRPMK Komponen lentur aalah komponen struktur yang menerima gaya aksial an lentur terfaktor an iproporsikan untuk menahan gaya lentur. Komponen struktur lentur harus memenuhi empat kelompok besar persyaratan. Persyaratan gaya an geometri, persyaratan tulangan lentur, persyaratan tulangan transversal, persyaratan kuat geser komponen struktur lentur. a. Persyaratan gaya an geometri : 1. Gaya aksial terfaktor yang iterima harus lebih kecil ari sepuluh persen luas penampang, Ag, ikalikan engan f c. 0,1Agf c. 2. Bentang bersih komponen struktur (ln) harus lebih besar ari empat kali tinggi efektifnya (). 3. Perbaningan lebar komponen struktur, bw, terhaap tinggi komponen struktur, h, harus lebih ari 0,3. 4. Lebar komponen struktur lentur, bw, harus lebih ari > 250 mm, an 5. Lebar komponen struktur lentur, bw, harus kurang ari lebar kolom itambah jarak paa setiap sisi kolom yang tiak melebihi tiga per empat tinggi komponen struktur lentur. b. Persyaratan tulangan longituinal/ lentur 1. Tulangan atas maupun bawah harus lebih besar ari persamaan (2-37) an (2-38) : 0,25b w f y f c (2-37)
27 an 1,4b f y w (2-38) bw = lebar komponen lentur = tinggi efekti penampang komponen lentur 2. Rasio tulangan lentur harus kurang ari 0,025 an 0,75ρb. 3. Minimum aa ua batang tulangan atas an ua batang tulangan bawah yang terpasang secara menerus. 4. Kuat lentur positif balok paa muka kolom harus lebih besar atau sama engan setengah kuat lentur negatifnya. Kuat lentur negatif an positif paa setiap penampang i sepanjang bentang tiak boleh kurang ari seperempat kuat lentur terbesar paa bentang tersebut. 5. Sambungan lewatan untuk penyambungan tulangan lentur harus iberi tulangan spiral atau sengkang tertutup i sepanjang sambungan tersebut. 6. Sambungan lewatan tiak boleh igunakan paa : Daerah hubungan balok-kolom Daerah hingga jarak ua kali tinggi balok h ari muka kolom, an Lokasi-lokasi yang memperlihatkan kemungkinan terjai leleh lentur akibat perpinahan lateran inelastis struktur portal bangunan. c. Persyaratan tulangan transversal 1. Tulangan transversal harus berbentuk sengkang tertutup. 2. Sengkang tertutup harus ipasang paa :
28 Paa aerah hingga ua kali tinggi balok iukur ari muka tumpuan/kolom Di sepanjang aerah ua kali tinggi balok paa keua sisi ari suatu penampang yang berpontesi membentuk seni plastis Sengkang pertama ipasang maksimal 50 mm ari muka tumpuan. 3. Spasi sengkang tertutup harus kurang ari : /4 enam kali iameter terkecil tulangan memanjang 150 mm. Persyaratan kuat geser komponen struktur lentur Kuat geser komponen struktur lentur ihitung engan persamaan (2-39) berikut : V e M pr1 M pr2 Wuln (2-39) l 2 n Ve = gaya geser terfaktor balok akibat gempa (kn) Mpr1 = probable moment i perletakan 1 akibat goyangan ke kiri atau ke kanan (knm) Mpr2 = probable moment i perletakan 1 akibat goyangan ke kiri atau ke kanan (knm) Wu = Pengaruh beban gravitasi (kn) = 1,2D + 1,0 L ln = panjang bersih balok (m) Momen ujung Mpr ihitung berasarkan nilai kuat tarik baja tulangan yang telah iperbesar engan menerapkan faktor kuat lebih sebesar 1,25fy. Tulangan transversal harus iproporsikan untuk menahan geser engan mengasumsikan Vc = 0 ketika :
29 1. Gaya geser akibat gempa mewakili setengah atau lebih ari kuat geser perlu maksimum. 2. Gaya aksial tekan terfaktor paa penampang, termasuk akibat gempa lebih kecil ari Agf c/20 2.3.5. Komponen Struktur SRPMK yang Menerima Beban Lentur an Beban Aksial Komponen yang menerima beban lentur an aksial aalah komponen struktur kolom. Beban aksial yang iterima oleh kolom ibatasi harus lebih besar ari 0,1 Agf c. Selain syarat tersebut, kolom juga harus memenuhi persyaratan geometri, kekuatan lentur, tulangan lentur, tulangan transversal an perencanaan geser. a. Persyaratan Geometri 1. Penampang terkecil harus lebih ari sama engan 300 mm. 2. Perbaningan ataran ukuran terkecil penampang terhaap ukuran tegak lurusnya lebih besar ari sama engan 0,4. b. Kekuatan Lentur Minimum Kolom SNI beton mengharuskan kuat lentur kolom SRPMK memenuhi konisi kolom kuat balok lemah, engan ketentuan :
30 Gambar 2. 1 Geser Desain untuk balok an kolom SRPMK (Sumber : SNI 2847-2013) M 1, 2 M (2-40) nc Mnc = jumlah kekuatan lentur nominal kolom yang merangka ke alam Joint. Kekuatan lentur kolom harus ihitung untuk gaya aksial Terfaktor, sesuai engan arah gaya-gaya lateral yang itinjau, yang menghasilkan nilai kekuatan lentur nominal terenah. (knm) Mnb = jumlah kekuatan lentur nominal balok yang merangka ke alam joint. (knm) Dengan istribusi paa kolom menurut Gieon (1993,82) ijabarkan paa persamaan (2-41) an (2-42) : nb M E, a Mnc,a = M M M E, a E, b nc (2-41)
31 M E, b Mnc,b = M M M E, a E, b nc (2-42) Mnc,a = momen nominal kolom i atas joint (knm) Mnc,b = momen nominal kolom i bawah joint (knm) ME,a = momen i kolom i atas joint karena gaya gempa (knm) = momen i kolom i bawah joint karena gaya gempa (knm) ME,b c. Tulangan Lentur / Longituinal/ Memanjang Rasio tulangan longituinal isyaratkan lebih besar ari 0,01 an kurang ari 0,06. Bila harus aa sambungan, sambungan lewatan hanya iperbolehkan paa aerah setangah bentang/ panjang elemen struktur yang beraa i tengah, irencanakan sebagai sambungan taruk, an harus iikat engan tulangan spiral atau sengkang tertutup yang irencanakan sesuai ketentuan tulangan transversal. (Imran, 2014). Tulangan Transversal Tulangan trasnversal harus ipasang i aerah yang berpontesi membentuk seni plastis engan luasan an jarak yang itentukan berikut ini. 1. Tulangan transversal harus ipasang : sepanjang lo ari setiap muka joint sepanjang lo paa keua sisi imana pelelehan lentur mungkin terjai akibat perpinahan lateral inelastis rangka. sepanjang aerah sambungan lewatan tulangan longituinal ke alam ponasi sekurang-kurangnya 300 mm. 2. Panjang lo ibatasi minimal sama engan :
32 tinggi komponen struktur paa muka joint atau paa penampang imana pelelehan lentur mungkin terjai. 1/6 bentang bersih komponen struktur, lu 450 mm. 3. Spasi tulangan transversal sepanjang lo komponen struktur tiak boleh melebihi yang terkecil ari : seperempat imensi komponen struktur minimum enam kali iameter batang tulangan longituinal yang terkecil so seperti iefinisikan oleh persamaan (2-43) 350 h s o 100 (2-43) 3 Dengan 100 mm < so < 150 mm 4. Batas rasio an luas tulangan transversal kolom Untuk tulangan spiral atau pengikat bulat, ρs, tiak boleh kurang ari nilai yang itentukan oleh persamaan (2-44) an (2-45) f ' c s 0,12 (2-44) f yt an A f ' g c s 0,45 1 A (2-45) ch f yt Luas penampang sengkang tertutup persegi tiak boleh kurang ari nilai yang iapat ari persamaan (2-46) an (247) :
33 sb c f ' A c g A sh 0,3 1 (2-46) f yt Ach an A sh sb f ' f c c 0,09 (2-47) yt ρs = rasio tulangan spiral atau pengikat bulat f c = kuat tekan beton (MPa) fyt = kuat leleh tulangan transversal (MPa) Ag = luas bruto penampang beton kolom (mm) Ach = luas komponen struktur yang iukur sampai tepi luar tulangan transversal (mm 2 ) s = spasi tulangan transversal (mm) bc = imensi penampang inti kolom yang terkekang (mm) Ash = luas penampang total tulangan transversal alam rentang spasi s (mm 2 ) e. Perencanaan Geser Gaya geser esain, Ve, harus itentukan ari peninjauan terhaap gaya-gaya maksimum yang apat ihasilkan i muka-muka pertemuanpertemuan (joints) i setiap ujung komponen struktur. Gaya-gaya joint ini harus itentukan berasarkan momen probabilitas, Mpr, i setiap ujung komponene struktur yang berhubungan engan rentang ari beban aksial terfaktor, Pu, yang bekerja paa komponen struktur. Geser komponen struktur tiak perlu lebih besar ari momen probabilitas, Mpr, balok yang merangka paa joint tersebut. Namun, Ve, tiak boleh kurang ari geser terfaktor hasil analisis struktur. Untuk menghitung kebutuhan tulangan geser, Vc = 0 apabila terpenuhi konisi Ve akibat gempa lebih besar ari 0,5Vu an gaya aksial terfaktor, Pu paa kolom tiak lebih ari 0,05Agf c.
34 2.3.6. Joint Rangka Momen Khusus Menurut Imran (158,2014), gaya lateral yang bekerja paa struktur, momen lentur ujung paa balok-balok yang merangka paa suatu joint memutar joint ke arah yang sama menyebabkan gaya geser cukup besar i hubungan balok kolom (joint). Syarat-syarat yang harus ipenuhi joint : 1. Gaya-gaya paa tulangan balok longituinal i muka joint harus itentukan engan mengasumsikan bahwa tegangan paa tulangan tarik lentur aalah 1,25fy 2. Tulangan longituinal balok yang ihentikan alam suatu kolom harus iteruskan ke muka jauh inti terbelakang an iangkur alam konisi tarik maupun tekan. Menurut Imran (161,2014) Untuk tulangan iameter 10 hingga 36, panjang penyaluran l h untuk tulangan tarik engan kait stanar 90 0 alam beton normal tiak boleh iambil lebih kecil ari 8b, 150 mm, an nilai yang itentukan oleh persamaan (2-48) berikut : l h f yb (2-48) 5,4 f ' Bila igunakan tulangan tanpa kait, untuk iameter 10 mm hingga 36 mm, panjang penyaluran tulangan tarik tiak boleh iambil lebih kecil ari : (a) Dua setengah (2,5) kali panjang penyaluran engan kait bila ketebalan pengecoran beton i bawah tulangan tersebut kurang ari 300 mm, an (b) Tiga setengah (3,5) kali panjang penyaluran engan kait bila ketebalan pengecoran beton i bawah tulangan tersebut melebihi 300 mm. 3. Bila tulangan balok longituinal menerus melalui joint balok-kolom, imensi kolom yang sejajar terhaap tulangan balok tiak boleh kurang ari 20 kali iameter batang tulangan balok longituinal terbesar untuk c
35 beton normal. Untuk beton ringan, imensinya tiak boleh kurang ari 26 kali iameter batang tulangan. 4. Bila balok yang merangka paa empat sisi joint an setiap lebar balok setiaknya ¾ lebar kolom, jumlah tulangan transversal yang harus ipasang paa joint iizinkan untuk ireuksi engan setengahnya, an spasi yang isyaratkna iizinkan untuk itingkatkan hingga 150 mm alam tinggi keseluruhan h komponen struktur rangka yang terpenek. Kuat geser Vn, joint itentukan oleh kekangan ari balok yang merangka paa joint tersebut. Kekangan tersebut berbea-bea targantung jumlah balok yang mengekang. Persamaan Vn apat itulis sebagai berikut : 1. Persamaan (2-49) ntuk joint yang terkekang i keempat sisinya Vn = 1,7 f ' A (2-49) c j 2. Persamaan (2-50) untuk joint yang ikekang tiga muka atau ua muka berlawanan 3. Persamaan (2-51) untuk kasus-kasus lainnya j Vn = 1,2 f ' A c (2-50) Vn = 1,0 f ' c A (2-51) j 2.3.7. Ponasi 1. Daya ukung ponasi Bore Pile Daya ukung ponasi bore pile mengikuti rumus umum yang iperoleh ari penjumlahan tahanan ujung an tahanan selimut tiang ihitung engan persamaan (2-52) hingga (2-53).
36 Qu = Qp + Qs (2-52) Qs = f. L. P (2-53) Qp = qp. Ab (2-54) Qu = aya ukung terfaktor ponasi (kn) Qp = aya ukung ponasi yang iberikan oleh point bearing (kn) Qs = aya ukung ponasi yang iberikan oleh friksi paa selimut (kn) f = gaya gesek yang terjai paa tiang (kn/m 2 ) L = panjang tiang (m) K = keliling tiang (m) = π D D = iameter tiang (m) Qp = aya ukung tanah paa ujung ponasi (kn/m 2 ) Ab = luas alas tiang (m 2 ) 2. Jumlah tiang alam kelompok tiang Jumlah tiang (n) ihitung engan persamaan (2-55) berikut : (n) = N Pi tiang (2-55) Menurut Sarjono (13,1988) Jarak antar tiang bore pile itentukan oleh persamaan (2-56) berikut 2,5D > S > 3D (2-56) Jarak antara sumbu tiang ke tepi pilecap itentukan persamaan (2-57) an (2-58) : a. Untuk tiang pancang S = 1,25D (2-57) b. untuk tiang icor setempat (cash in place) S = 1,0D (2-58) P = beban yang iterima tiang (kn)
37 N S D = beban normal (kn) = jarak sumbu tiang ke tepi atau ke tiang yang lain (m) = iameter tiang. (m) 3. Efisiensi kelompok tiang Kekuatan/ aya ukung tiang akan berkurang ketika tiang tersebut beraa alam suatu kelompok. Sarjono (34,1988) menyebutkan reuksi tersebut isebabkan oleh overlaping penyebaran tegangan i sekeliling tiang. Untuk menentukan efisiensi kelompok tiang, apat ihitung engan rumus Converse Labarre paa persamaan (2-59) berikut : ( n 1) m ( m 1) n 1 (2-59) 0 90 mn η m n θ s = efisiensi = jumlah eret tiang = jumlah tiang setiap eret = arc tan (/s) = jarak antar tiang (m) = iameter tiang (m) 4. kontrol reaksi tiang Pma = n V M y X M Y 2 2 X Y (2-60) Pma V n M My y 2 = beban maksimum yang iterima tiang (kn) = jumlah total beban normal (kn) = jumlah tiang alam satu pilecap = momen yang bekerja paa tiang tegak lurus sumbu yang bekerja paa ponasi, iperhitungkan terhaap pusat berat seluruh tiang yang terapat alam pilecap (kn-m) = momen yang bekerja paa tiang tegak lurus sumbu y yang bekerja paa ponasi, iperhitungkan terhaap pusat berat seluruh tiang yang terapat alam pilecap (kn-m) = absis tiang terhaap titik berat kelompok tiang (m) = orinat tiang terhaap titik berat kelompok tiang (m) = jumlah kuarat absis tiang
38 y 2 = jumlah kuarat orinat tiang 5. Kontrol Peminahan beban kolom paa ponasi Pk > gaya aksial rencana (2-61) Pk = 0,80ϕ[0,85fc (Ag Ast) + fyast] (2-62) Pk = kemampuan menahan gaya aksial oleh kolom Ag = luas penampang bruto suatu kolom = luas penampang tulangan kolom Ast 6. Perencanaan pilecap Kontrol terhaap geser satu arah Vu < Vn (2-63) Vn = Vc (2-64) Vc = 1 6 f ' c b 0 (2-65) Vu = Pu (2-66) Atau Vu\ = Qu. q. L (2-67) Qu = P A u p (2-68) q = 2 1 lebar pilecap - 2 1 h kolom (2-69) Vu = gaya geser total terfaktor (kn) Vn = kuat geser nominal (kn) Vc = kuat geser yang isumbangkan oleh beton Pu = beban terfaktor paa ponasi tiang bo = penampang kritis Ap = luas pilecap L = lebar pilecap
39 = tinggi efektif Kontrol terhaap geser pons (ua arah) Vu < Vn (2-70) Vn = Vc (2-71) Nilai kuat geser beton iambil yang terkecil ari : Vc = 2 1 f b c 0 (2-72) c 6 Vc = 1 3 f c 0 b (2-73) Vc = s f b0 2 c b 0 12 (2-74)