LAMPIRAN A Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen Beban gempa direncanakan dengan prosedur gaya lateral ekivalen berdasarkan pada RSNI3 03-1726-201x. A. Berat keseluruhan bangunan. 1. Berat atap a. Beban mati (W D1 ) - Pelat atap = ( 24) (0,15) (24) (48) = 4147 kn - Beban tambahan = ( 1,4) (24) (48) = 1613 kn - Balok induk = [ 4 (0,4 0,8 48) + 7(0,4 0,8 24) ] 24 = 2765 kn - Balok anak = 3 (0,3 0,6 48) 24 = 622 kn - Beban Kolom = 28 (1,75 0,7 0,7) 24 = 952 kn - Dinding Bata = [( 7 24) + (4 48) ] 0,15 1,75 17 = 1606 kn = 11705 kn b. Beban hidup (W L1 ) = 1 (24) (48) 0. 3 = 346 kn Berat Total Atap (W 1 ) = W D1 + W L1 = 11705 + 346 = 12051 kn 2. Berat Lantai 2 sampai Lantai 11 a. Beban mati (W D2 ) - Pelat lantai = ( 24) (0,15) (24) (48) = 4147 kn - Beban tambahan = ( 1,4) (24) (48) = 1613 kn - Balok induk = [ 4 (0,4 0,8 48) + 7(0,4 0,8 24) ] 24 = 2765 kn
- Balok anak = 3 (0,3 0,6 48) 24 = 622 kn - Beban Kolom = 28 (3,5 0,9 0,9) 24 = 1905 kn - Dinding Bata = [( 7 24) + (4 48) ] 0.15 3.5 17 = 3213 kn = 14265 kn b. Beban hidup (W L2 ) = 2,5 (24) (48) 0, 3 = 864 kn Berat Total Atap (W 2 ) = W D2 + W L2 = 14265 + 864 = 15129 kn 3. Berat lantai 1 a. Beban mati (W D3 ) - Pelat atap = ( 24) (0,15) (24) (48) = 4147 kn - Beban tambahan = ( 1,4) (24) (48) = 1613 kn - Balok induk = [ 4 (0,4 0,8 48) + 7(0,4 0,8 24) ] 24 = 2765 kn - Balok anak = 3 (0,3 0,6 48) 24 = 622 kn - Beban Kolom = 28 (5,25 0,9 0,9) 24 = 2858 kn - Dinding Bata = [( 7 24) + (4 48) ] 0,15 5,25 17 = 4820 kn = 16824 kn b. Beban hidup (W L3 ) = 2,5 (24) (48) 0, 3 = 864 kn Berat Total Atap (W 3 ) = W D3 + W L3 = 16824 + 864 = 17688 kn Berat total keseluruhan bangunan (W t ) W t = W 1 + 10(W 2 ) + W 3 = 12051 + 10 (15129) + 17688 = 181029 kn
B. Kategori Resiko Struktur Bangunan. Bangunan adalah bangunan gedung perkantoran. Menurut Tabel 1 RSNI3 03-1726-201x, bangunan perkantoran dikategorikan ke dalam resiko II C. Parameter percepatan terpetakan S s dan S 1. Wilayah gempa diasumsikan berada pada kota Medan Berdasarkan peta gerak tanah pada Gambar 9 dan Gambar 10 dari dalam RSNI3 03-1726-201x dapat ditentukan untuk kelas situs SD. a. Percepatan batuan dasar pada periode pendek S s = 0,5 g b. Percepatan batuan dasar pada periode 1 detik S 1 = 0,3 g D. Koefisien situs untuk desain seismic F a dan F v Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode pendek F a menurut tabel 4 SNI-03-1726-2010 untuk kelas situs SD dan S s, diperoleh F a = 1,4 Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode 1 detik F v menurut tabel 5 SNI-03-1726-2010 untuk kelas situs SD dan S s, diperoleh F v = 1,8 E. Parameter spectrum Respons Percepatan SM s dan SM 1. Parameter spectrum respons percepatan pada periode pendek SM s = Fa S s = 1,4 0,5 = 0,7 Parameter spectrum respons percepatan pada periode pendek SM v = 1,8 0,3 1 = F S1 = F. Parameter percepatan spectral desain SD s dan SD 1. Parameter spectral desain untuk periode pendek 0,54 SD s 2 SM 3 = s = 2 (0,7) 3 = 0,47
Parameter spectral desain untuk periode 1 detik G. Spektrum respon desain. SD 2 = SM 3 2 = (0,54) 3 1 1 = 0,36 S D1 0,36 T 0 = 0,2 = 0,2 = 0,153 S 0,47 DS T S = S S D1 DS = 0,36 0,47 = 0,767 S DS Untuk T T 0 : S a = 0,6 T + 0,4S DS = 1,843T + 0, 188 T Untuk T 0 T T S : S S = 0, 47 a = DS 0 Untuk T > T S : S a = S D T 1 = 0,36 T H. Faktor keutamaan gempa, I e. Berdasarkan tabel 2 SNI-03-1726-2010 untuk kategori resiko bangunan II, faktor keamanan gempa I e = 1,0.
I. Faktor modifikasi respons, R. Untuk gedung akan direncanakan sebagai rangka beton bertulang pemikul momen khusus. Berdasarkan tabel 9 SNI 03-1726-2010 untuk rangka beton bertulangan pemikul momen khusus, R = 8. J. Periode fundamental, T. Periode fundamental pendekatan dapat ditentukan dengan persamaan : T = T a = C t h x n Dimana nilai C t dan x untuk rangka beton pemikul momen diambil dari tabel 15 SNI 03-1726-2010. Maka : C t = 0,0466 dan x = 0,9 T = T a = C t h x n = 0,0466 (42) 0.9 = 1,347 K. Koefisien respon seismic, C s S D1 0,36 Karena T > T S : C = S a = = = 0, 267 T T Koefisien respon seismic dapat ditentukan dengan persamaan: C s C I = R e 0,267 1 = = 0,0334 8 L. Gaya geser dasar seismic (V) Gaya geser seismic dapat ditentukan dengan: V = C s Wt = 0,0334 181029 = 6048,6 kn M. Distribusi gaya gempa, F x Gaya gempa lateral yang timbul disemua tingkat harus ditentukan dengan rumus dibawah sesuai dengan pasal 7.8.3 pada SNI 03-1726-2010.
F i j=1 j k i Wi h V = n Σ W h k j Dengan k = 1 k = 2 k = interpolasi untuk T 0,5 detik untuk T 2,5 detik untuk 0,5 < T < 2,5 detik untuk T = 1,347, maka k = 1,423 Tingkat h i (m) W i (kn) k W i h i (knm) V x = V y (kn) F i (kn) F ix =F i /4 (kn) F iy = F i /7 (kn) atap 42,0 12.051 2.463.631 6.049 916 229 130,8 11 38,5 15.129 2.732.468 6.049 1016 254 145,1 10 35,0 15.129 2.385.815 6.049 887 222 126,7 9 31,5 15.129 2.053.551 6.049 763 191 109,0 8 28,0 15.129 1.736.581 6.049 645 161 92,2 7 24,5 15.129 1.435.983 6.049 534 133 76,2 6 21,0 15.129 1.153.074 6.049 429 107 61,2 5 17,5 15.129 889.509 6.049 331 83 47,2 4 14,0 15.129 647.454 6.049 241 60 34,4 3 10,5 15.129 429.904 6.049 160 40 22,8 2 7,0 15.129 241.392 6.049 90 22 12,8 1 3,5 17.688 105.222 6.049 39 10 5,6 = 16.274.582
LAMPIRAN B Hasil Output Analisis Penampang dengan XTRACT
LAMPIRAN C Analisis Beban Dorong Dengan SAP2000 Setelah dimensi balok dan kolom ditentukan analisa struktur dapat dilakukan dengan program SAP2000 yang kemudian akan dilanjutkan dengan melakukan analisis beban dorong (pushover analysis) setelah tulangan pada balok dan kolom ditentukan dan kekuatan leleh dari masing-masing komponen struktur diperoleh. Langkah-langkah analisis dengan menggunakan program SAP2000 akan diuraikan pada lampiran ini. A. Analisa Struktur Untuk Menentukan Gaya Dalam Pada Komponen Struktur Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Membuat model struktur baru, memasukkan data jumlah lantai serta jarak antar kolom. File New Model 3D Frames
2. Mendefinisikan material yang akan digunakan. Define Material
3. Mendefinisikan dimensi kolom dan balok yang akan dipakai dalam desain. Define Section Properties Frame Section
Pilih Add New Property Rectangular, dengan Frame Section Properties Type yang dipakai sesuai dengan Material yang dibuat. Kemudian dimasukan ukuran balok dan kolom yang didesain. Selanjutnya didesain pelat lantai. Define Section Properties Area Section Pilih Add Copy of Section kemudian pada Type pilih Membrane. Dipakai membrane dikarenakan agar tidak mengganggu kekakuan balok.
4. Melakukan pemodelan struktur gedung dengan menggunakan menu draw. Permodelan struktur meliputi penggambaran kolom, balok induk, balok anak, dan perletakan struktur. Jenis perletakan yang dipergunakan adalah jepit. 5. Memodelkan hubungan balok kolom dalam bentuk dimana tiap lantai memiliki pola goyangan yang sama pada keseluruhan tiap lantainya. Pilih semua titik yang ada di dalam model. Assign Joint Constraint
Pilih Add New Constrain, dengan Constrain Type dipakai Diaphragm. 6. Mendefinisikan beban-beban yang akan bekerja pada struktur. Define Load Pattern Beban mati (DEAD), beban mati tambahan (DEAD+), beban hidup lantai (LFLOOR) dan beban hidup atap (LROOF) yang bekerja pada pelat (beban area) dimasukkan secara manual langsung ke pelat berupa beban merata yang besarnya diambil dari hasil perhitungan manual. 7. Memasukkan beban-beban yang bekerja pada struktur ke pelat pada tiap lantai. Pilih pelat yang akan dimasukkan beban. Assign Area Loads Uniform to Frame
8. Menentukan mass source. Define Mass source 9. Memasukkan nilai beban gempa. Beban yang diinputkan ialah beban hasil perhitungan dengan menggunakan prosedur gaya lateral ekivalen secara manual tiap lantainya dari arah x dan y. Dimana gaya lateralnya didistribusikan menjadi gaya gempa.
Pilih titik dimana beban gempa akan dimasukkan. Assign Joint Loads Forces 10. Memasukkan kombinasi pembebanan yang digunakan. Define Load Combination 11. Analisa struktur telah dapat dilakukan. Setelah analisa struktur selesai dilakukan, gaya-gaya dalam pada element balok dan kolom dapat dicetak dengan menggunakan perintah File-Print Table.
B. Analisa Beban Dorong (Pushover Analysis) Setelah penulangan pada balok dan kolom telah ditentukan dan nilai momen leleh pada balok dan kolom telah diperoleh, analisis beban dorong dengan menggunakan program SAP2000 dapat dimulai. Langkah-langkah analisis dengan menggunakan program SAP2000 adalah sebagai berikut: 1. Mendefinisikan Hinge Property yang akan digunakan pada balok dan kolom. Define Section Properties Hinge Properties Tekan pada Add New Property untuk menambahkan data baru. Pilih Concrete kemudian tekan pada tombol OK.
Isikan kolom Hinge Property Name dengan nama yang diinginkan, kemudian pada tab Hinge Type pilih Deformation Controlled (Ductile). Pada drop down list, pilih Momen M3 untuk balok, kemudian tekan pada tombol OK.
Isikan data rotasi sendi plastis yang diperoleh dari Tabel 3.7 ke dalam tab Displacement Control Parameters. Gunakan menu symmetric. Pada tab Load Carrying Capacity Beyond Point E, pilih Drops To Zero. Pada tan Scaling for Moment and Rotation, pilih Use Yield Moment dan isikan nilai momen leleh balok pada Moment SF. Tekan OK untuk keluar dari menu. Ulangi langkah yang sama untuk mendefinisikan Hinge Properties untuk kolom. Pilih Interacting M2-M3 dari drop down list kemudian tekan pada tombol Modify/Show Hinge Property untuk memasukkan nilai rotasi sendi plastis kolom. Pada tab Symmetric Condition, pilih Moment Rotation Dependence is Doubly Symmetric about M2 and M3, kemudian tekan pada tombol Modify/Show Moment Rotation Curve Data.
Isikan data rotasi sendi plastis yang diperoleh dari Tabel 3.6 ke dalam tab Moment Rotation Data for Selected Curve. Kemudian pindahlah ke angle yang berikutnya untuk mengisikan kembali data rotasi sendi plastis. Setelah selesai, tekan pada tombol OK. 2. Memasukkan data sendi plastis ke dalam balok dan kolom. Pilih semua balok yang akan ditambahkan sendi plastis kemudian pilih Assign-Frame- Hinges Pilihlah Hinge Property sesuai yang dibutuhkan dari drop down list, kemudian ketikkan letak sendi plastis yang akan ditambahkan pada Relative Distance. Tekan pada tombol Add untuk menambahkan sendi plastis. 3. Mendefinisikan Load Case untuk analisis beban gravitasi nonlinier. Pilih Define-Load Case kemudian tekan pada tombol Add New Load Case untuk menambahkan Load Case yang baru.
Pertama definisikan terlebih dahulu beban gravitasi nonlinier yang akan digunakan sebagai analisis inisial sebelum melakukan analisa beban dorong.
Pada tab Load Case Type, pilihlah Static dari drop down list dan pilihlah Nonlinear pada tab Analysis Type. Pada tab Initial Condition, pilih Zero Initial Conditions Start from Unstressed State. Pada tab Load Applied, isikan beban-beban yang termasuk dalam beban gravitasi. Tekan pada tombol OK setelah selesai. 4. Mendefinisikan Load Case untuk analisis beban dorong. Pada menu Define Load Case, tekan pada tombol Add New Load Case untuk menambahkan Load Case baru yaitu load case untuk analisa beban dorong. Isikan nama load case pada tab Load Case Name dan pilih lah Static pada drop down list yang terdapat pada tab Load Case Type serta pilihlah Nonlinear pada tab Analysis Type.
Pada tab Initial Conditions, pilih Continue from State at End of Nonlinear Case dan pilihlah load case beban gravitasi dari drop down list. Pada tab Load Applied, pilihlah Load Pattern yang sesuai dengan arah beban dorong yang akan ditambahkan. Kemudian tekan tombol Modify/Show pada tab Other Parameters untuk Load Application. Pilih Displacement Control pada tab Load Application Control dan Use Monitored Displacement pada tab Control Displacement. Pilih lah DOF yang sesuai dengan arah beban dorong pada tab Monitored Displacement dan tekan tombol OK untuk kembali ke jendela sebelumnya. Kemudian tekan tombol Modify/Show pada tab Other Parameters untuk Results Saved.
Pada tab Results Saved, pilih Multiple States kemudian tekan tombol OK untuk kembali ke jendela sebelumnya. Kemudian tekan tombol Modify/Show pada tab Other Parameters untuk Nonlinear Parameters.
Pada tab Hinge Unloading Method, pilih Restart Using Secant Stiffness. Klik OK untuk kembali ke jendela sebelumnya, dan tekan pada tombol OK lagi untuk mengakhiri. Ulangi langkah yang sama untuk menentukan Load Case untuk analisis beban dorong pada arah yang lain. 5. Mendefinisikan fungsi respon spektrum yang akan digunakan untuk menentukan kinerja bangunan. Pilih Define-Fucntions-Response Spectrum, kemudian pada tab Choose Function Type to Add pilihlah IBC 2012 dari drop down list, kemudian tekan pada tombol Add New Function. Isikan nama yang dinginkan pada Fucntion Name. Isikan nilai S s dan S 1 serta pilih lah Site Class yang sesuai dengan data gempa yang diinginkan. Tekan tombol OK untuk menambahkan respon spektrum yang telah didefinisikan. Ulangi langkah yang sama untuk menentukan fungsi respon spektrum yang lain.
6. Mengeksekusi analisis beban dorong dengan menu Analyze-Run Analysis dan pastikan seluruh Load Case terpilih untuk dieksekusi. 7. Melihat hasil analisa beban dorong berupa kurva beban dorong statik (Static Pushover Curve). Pilih menu Display-Show Static Pushover Curve. Kurva Resultant Base Shear vs Monitored Displacement dapat dilihat disini berikut beberapa nilai titik kinerja yang dianalisis menurut keempat metode yang telah disebutkan pada Bab IV.
Nilai Performance point yang dihitung berdasarkan keempat metode tersebut di atas untuk berbagai jenis respon spektrum dapat dilihat pada menu ini.
LAMPIRAN D Penyebaran Sendi Plastis Pada Analisis Beban Dorong A. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WOLS Akibat Beban Dorong Arah X
B. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WOLS Akibat Beban Dorong Arah Y
C. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WLS Akibat Beban Dorong Arah X
D. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WOLS Akibat Beban Dorong Arah Y