Post on 05-Nov-2015
description
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
REKAYASA GEMPA
PERHITUNGAN
GAYA GEMPA STATIK EQUIVALEN
Disusun Oleh:
SELIPANUS
I 111 00 41
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL NON REGULER JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2011/2012
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
TUGAS STRUKTUR GEMPA
MENGHITUNG GAYA GEMPA STATIK EQUIVALEN
Denah Bangunan (soal)
No. Urut Absen = 27 No. Urut Soal = 27, dengan data soal : a = 5 m b = 7 m Wilayah Gempa VI Jenis Tanah Dasar adalah Tanah Sedang
Denah Bangunan
b
b
4@a
Shear Wall
Shear Wall
U
Shear Wall
U5.0 5.0 5.0 5.0
7.0
7.0
Shear Wall
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
DATA MENGENAI GEDUNG
Material Beton bertulang
o Kuat Tekan (fc) = 30 Mpa o Kuat Tarik Baja (fy) = 400 Mpa
Tinggi lantai dasar (antara dasar dan LT-2) = 4.5 meter
Tinggi antar lantai diatasnya = 4 meter
Dimensi Kolom
o Tinggi (h) = 60 cm o Lebar (b) = 60 cm
Dimensi Balok
o Tinggi (h) = 40 cm o Lebar (b) = 70 cm
Tebal plat lantai = 12 cm
Dinding geser (Shear wall) dengan tebal = 40 cm, menerus setinggi gedung. Detail
shear wall dapat dilihat pada gambar denah.
Beban Hidup (LL)
o LL pada lantai = 2.5 KN/m2 o LL Pada atap = 1.5 KN/m2
Beban Mati (DL) o DL pada lantai (Partition weight, Ceramic, Screed, mechanical, etc..= 4.5 KN/m2 o DL Pada atap (Plafond, Mechanical, electrical, etc.. = 0.6 KN/m2
SEISMIC DESIGN DATA
Fungsi Gedung = Gedung Perkantoran Faktor keutamaan Struktur (I) = 1.0
Lokasi gedung di wilayah = Zona Gempa VI
Kondisi tanah dilokasi gedung termasuk dalam kategori Tanah Sedang
Dengan data sebagai berikut:
o Percapatan puncak batuan dasar = 0.3 KN/m2 o Percepatan puncak muka tanah (Ao) = 0.36 KN/m2
(Tabel 5, Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002)
o Tc = 0.6 g o Am = 2.5 Ao = 0.9 g
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
o Ar = Am . Tc =0.54 g (Tabel 6, Pasal 4.7.6 SNI 1726-2002)
Untuk rangka penikul momen khusus menggunakan rangka beton pada arah Utara-
Selatan, Faktor Reduksi Gempanya adalah = 8.5
Untuk gedung dengan tipe dual system (shear wall yang dipasang pada struktur
rangka pemikul momen khusus pada arah Barat-Timur, Faktor Reduksi Gempanya
adalah = 8.5 (Tabel 3, Pasal 4.3.6 SNI 1726-2002)
SELIPANUS I 111 00 41
PENYELESAIAN PERHITUNGAN
A. PERHITUNGAN BERAT SENDIRI STRUKTUR BANGUNAN
Gambar keterangan elemen struktur yang masuk dalam perhitungan berat lantai dasar, lantai tipikal dan lantai atap
Shear Wall
U5.0 5.0 5.0 5.0
7.0
7.0
Shear Wall
A B C D E
3
2
1
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
1. Berat Struktur Pada Lantai Dasar dan Lantai 2 Berat kolom = ((0.6 m x 0.6 m x 4.5 m) x 24 KN/m3 x 15 kolom) + ((0.6 m x
0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 kolom) = 842.40 KN
Berat Balok = ((0.4 m x 0.7 m x 4.4 m) x 24 KN/m3 x 12 balok datar) +
((0.4 m x 0.7 m x 6.4 m ) x 24 KN/m3 x 10 balok tegak) = 430.08 KN
Berat Lantai = ((20 m x 14 m ) x 0.12 m x 24 KN/m3) = 806.40 KN
Berat Shear Wall = ((10 m x 0.4 m x (4.5 m - 0.7 m )) x 24 KN/m3 x 2 shear
wall) + ((10 m x 0.4 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 2 shear wall = 1113.60 KN
2. Berat Struktur Pada Lantai 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8
Berat kolom = ((0.6 m x 0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 buah) + ((0.6 m x 0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 kolom)
= 518.40 KN
Berat Balok = ((0.4 m x 0.7 m x 4.4 m) x 24 KN/m3 x 12 balok datar) + ((0.4 m x 0.7 m x 6.4 m) x 24 KN/m3 x 10 balok tegak) = 430.08 KN
Berat Lantai = ((20 m x 14 m ) x 0.12 m x 24 KN/m3) = 806.40 KN
Berat Shear Wall = ((10 m x 0.4 m x (4 m /2)) x 24 KN/m3 x 2 shear wall) + ((10 m x 0.4 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 2 shear wall)
= 768.00 KN
3. Berat Struktur Pada Lantai Atap
Berat kolom = ((0.6 m x 0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 kolom) = 259.20 KN
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
Berat Balok = ((0.4 m x 0.7 m x 4.4 m) x 24 KN/m3 x 12 balok datar) + ((0.4 m x 0.7 m x 6.4 m) x 24 KN/m3 x 10 balok tegak) = 430.08 KN
Berat Lantai = ((20 m x 14 m ) x 0.12 m x 24 KN/m3) = 806.40 KN
Berat Shear Wall = ((10 m x 0.4 m x ((4 m / 2) - 0.7 m)*24 24 KN/m3 x 2 shear wall)
= 249.60 KN
4. Beban Tambahan pada lantai dan atap Beban mati pada tiap lantai = (4.5 KN/m2 x (20 m x 14 m))
= 1260.00 KN
Beban mati pada Atap = (0.6 KN/m2 x (20 m x 14 m)) = 168.00 KN
Beban hidup pada tiap lantai = (2.2 KN/m2 x (20 m x 14 m)) = 616.00 KN
beban direduksi sebesar 30 % = 184.80 KN
Beban Hidup pada Atap = (1.5 KN/m2 x (20 m x 14 m)) = 420.00 KN
beban direduksi sebesar 30 % = 126.00 KN
B. PERHITUNGAN BERAT TOTAL STRUKTUR PERLANTAI 1. Berat lantai dasar dan lantai 2
W LT dasar & LT-2 = (Berat kolom + Berat Balok + Berat Lantai + Shear wall) + DL + LL
W LT dasar & LT-2 = (842.40 KN + 430.08 KN + 806.40 KN + 1113.60 KN) + 1260.00 KN
+ 184.80 KN
= 4637.28 kN.
2. Berat lantai 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8 (Tipical) W LT 3 LT - 8 = (Berat kolom + Berat Balok + Berat Lantai + Shear wall) + DL + LL W LT 3 LT - 8 = (518.40 KN + 430.08 KN + 806.40 KN + 768.00 KN) + 1260.00 KN
+ 184.80 KN = 3967.68 KN.
SELIPANUS I 111 00 41
3. Berat lantai Atap
W LT ATAP = (Berat kolom + Berat Balok + Berat Lantai + Shear wall) + DL + LL W LT ATAP = (259.20 KN + 430.08 KN + 806.40 KN + 249.60 KN) + 168.00 KN
+ 126.00 KN = 2039.28 KN.
Tabel Berat Struktur Perlantai
Lantai Tinggi (hx) Berat Lantai
(Wx) Wx * hx (m) (Wx)
Atap 32.50 4637.28 150711.6 8 28.50 3967.68 113078.88 7 24.50 3967.68 97208.16 6 20.50 3967.68 81337.44 5 16.50 3967.68 65466.72 4 12.50 3967.68 49596.00 3 8.50 3967.68 33725.28
LT Dasar & LT2 4.50 2039.28 9176.76 S 30482.64 600300.84
C. PERHITUNGAN PERIODE NATURAL 1. Arah Utara - Selatan
Struktur arah utara-selatan merupakan SRPM beton
T = 0,0731 H3/4
T = 0,0731 x 32.53/4 = 0,995 1.00 g
T > Tc, (1.00 > 0.6 ), sehingga Faktor Respons Gempa :
Ar = Am x Tc = 0.9 x 0,6 = 0.54 g
=
= .. = .
SNI 1726-2002 Pasal 4.7.6
Untuk T Tc C = Am.
Untuk T > Tc C = Ar / T, dimana Ar = Am x Tc.
0.950.90
0.83
0.380.360.33
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
(Tanah lunak)T
0.95C
(Tanah sedang)T
0.54C
(Tanah keras)T
0.42C
T
Wilayah Gempa 6
C
Ct untuk arah utara-selatan
0.54
SELIPANUS I 111 00 41
2. Arah Utara - Selatan
Struktur arah utara-selatan merupakan SRPM beton
T = 0,0488 H3/4
T = 0,0488 x 32.53/4 = 0,66 g
T > Tc, (0.66 > 0.6 ), sehingga Faktor Respons Gempa :
Ar = Am x Tc = 0.9 x 0,6 = 0.54 g
=
= .. = .
SNI 1726-2002 Pasal 4.7.6
Untuk T Tc C = Am.
Untuk T > Tc C = Ar / T, dimana Ar = Am x Tc.
D. BASE SHEAR
Rasio tinggi struktur dengan panjang denah pada arah pembebanan gempa, adalah:
Arah Utara-Selatan = 32.50m /14 m = 2.321 < 3
Arah Barat-Timur = 32.50m / 20 m = 1.625 < 3 Apabila rasio tinggi struktur dan ukuran denah dalam arah pembebanan gempa , maka 0.1 V harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yang bekerja pada pusat masa lantai paling atas, sisanya dibagi dengan Fi (SNI 1726-2003 Pasal 6.1.4)
Karena perbandingan tinggi dengan panjang denah dalam arah pembebanan gempa
utara-selatan dan juga dalam arah pembebanan gempa barat-timur,
perbandingannya kurang dari 3, sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat
sebesar 0,1 Vb di lantai tingkat paling atas.
Arah Utara-Selatan
KN
xxV
RWICV
TU
tTU
245.19465.8
64.3048200.154.0
1
0.950.90
0.83
0.380.360.33
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
(Tanah lunak)T
0.95C
(Tanah sedang)T
0.54C
(Tanah keras)T
0.42C
T
Wilayah Gempa 6
C
Ct untuk arah utara-selatan
0.81
0.66
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
Arah Barat-Timur
KN
xxV
RWICV
TU
tTU
379.29155.8
64.3048200.181.0
2
E. GAYA EQUIVALEN LATERAL
ii
B
zW
hxWxVFx
)(
Gaya yang bekerja pada tiap lantai adalah, dalam perhitungan ini diambil contoh perhitungan pada
lantai Atap.
Arah Utara-Selatan
84.6003006.150711)245.1946( xF SUAtap
= 488.625 KN Arah Barat-Timur
84.6003006.150711)379.2915( xF TBAtap
= 731.935 KN
Untuk perhitungan gaya lateral pada lantai lainnya disajikan dalam tabel berikut:
Tabel Perhitungan Gaya Lateral Equivalen dan Geser per Story arah Utara-Selatan
Lantai hx Wx Wx.hx F Lateral V story
Fx Vx (m) (KN) (KN) (KN) (KN)
Atap 32.50 4637.28 150711.60 488.625 488.625 8 28.50 3967.68 113078.88 366.615 855.239 7 24.50 3967.68 97208.16 315.160 1170.400 6 20.50 3967.68 81337.44 263.705 1434.105 5 16.50 3967.68 65466.72 212.251 1646.356 4 12.50 3967.68 49596.00 160.796 1807.152 3 8.50 3967.68 33725.28 109.341 1916.493
Dasar dan LT-2 4.50 2039.28 9176.76 29.752 1946.245
30482.64 600300.84
SELIPANUS I 111 00 41
No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa
Dalam denah perhitungan ini ada lima (5) portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa
equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai Atap adalah 488.625 kN / 5 portal = 97.725 KN/join
Tabel Perhitungan Gaya Lateral Equivalen dan Geser per Story arah Barat-Timur
Lantai hx Wx Wx.hx
F Lateral V story Fx Vx
(m) (KN) (KN) (KN) (KN) Atap 32.50 4637.28 150711.60 731.935 731.935
8 28.50 3967.68 113078.88 549.171 1281.107 7 24.50 3967.68 97208.16 472.094 1753.201 6 20.50 3967.68 81337.44 395.018 2148.219 5 16.50 3967.68 65466.72 317.941 2466.160 4 12.50 3967.68 49596.00 240.864 2707.024 3 8.50 3967.68 33725.28 163.788 2870.812
Dasar dan LT-2 4.50 2039.28 9176.76 44.567 2915.379
30482.64 600300.84
Dalam denah perhitungan ini ada tiga (3) portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai Atap adalah 731.935 kN / 3 portal = 243.978 KN/join
SELIPANUS I 111 00 41
Gaya Lateral Equivalent Tiap Lantai
Ar
ah B
arat
-Tim
ur
Arah
Uta
ra-S
elat
an