0721046_Chapter 3

41 Universitas Kristen Maranatha

BAB III

STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

3.1 Data Struktur

Studi kasus menggunakan gedung yang dimodelkan sebagai suatu sistem

rangka dengan sistem struktur balok-kolom. Bangunan berfungsi sebagai Dealer

Mobil, dimana bagian depan difungsikan untuk perkantoran dan bagian belakang

difungsikan untuk bengkel. Gedung mempunyai jumlah lantai tiga. Tinggi lantai

13 adalah 4 meter. Jenis Struktur adalah Gedung Beton Bertulang. Jenis

Bangunan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dengan

Faktor reduksi gempa R = 5,5 dan Faktor keutamaan I = 1. Gambar 3.1 berikut

adalah Model 3D gedung yang direncanakan.

Gambar 3.1 Model 3D

Jenis Atap lantai 3 yang digunakan untuk perkantoran menggunakan atap

pelat beton bertulang dengan tebal pelat sama dengan tebal pelat yang digunakan


pada lantai 1 dan lantai 2 sedangkan jenis atap yang digunakan untuk bengkel

menggunakan rangka atap baja ringan.

Gambar 3.2 berikut adalah denah struktur lantai 3.

Gambar 3.2 Denah Stuktur Lantai 3

Tabel 3.1 berikut ini adalah dimensi balok lantai 3.

Tabel 3.1 Dimensi Balok Lantai 3

Nama Balok L (mm) b (mm) h (mm)

B13, B14, B15, B16, B9, B10, B11, B12, B17, B18, B19,

B20 5000 250 500

B1, B2, B3, B4, B5, B6,B7, B8 6000 300 500

B21, B22, B23, B24 3000 250 400

Semua kolom pada lantai 3 menggunakan ukuran 400 x 400 mm.







B13, B14, B15, B16, B9, B10, B11, B12, B17, B18,

B19, B20, B25, B26, B27, B28 5000 250 500

B1, B2, B3, B4, B5, B6,B7, B8 6000 300 500

B21, B22, B23, B24 3000 250 400

B29, B30, B31, B32, B33, B34, B35, B36, B37, B38,

B39, B40

4000 250 400



Gambar 3.5 Tampak Depan Stuktur

Gambar 3.6 Tampak Belakang Stuktur


Gambar 3.7 Tampak Samping Stuktur

3.1.1 Data Gedung

Model gedung termasuk kedalam klasifikasi beraturan. Lokasi Gedung

terletak di Bandung dengan Wilayah Gempa terletak di wilayah Gempa 4 sesuai

peta gempa 2002.

3.1.2 Data Material

Mutu beton yang digunakan adalah sebagai berikut:

fc = 25 Mpa

beton = 2400 kg/m3 (Berat jenis beton)

Ec = 4700* = 23500 Mpa (Modulus Elastisitas Beton)

Es = 200000 Mpa (Modulus Elastisitas Baja)

fy

= 410 Mpa (Mutu baja tulangan lentur digunakan BJ 55)

fys

= 240 Mpa (Mutu baja tulangan geser digunakan BJ 37)


3.1.3 Diagram Alir Studi

Dalam menyelesaikan permasalahan, Tugas Akhir ini mempunyai diagram

alir studi seperti pada gambar 3.8 berikut:

Mulai

Studi

Literatur

Data Struktur Gedung

Beton Bertulang

Preliminary Desain

Perhitungan Beban

Gempa Berdasarkan

SNI-1726-2002

Perhitungan Beban

Gempa Berdasarkan

FEMA 440

Input Beban Gempa

Pada Gedung

FEMA 440

Input Beban Gempa

Pada Gedung

SNI-1726-2002

Run analysis Run analysis

Tidak okeTidak oke

Pengecekan PM

rasio

Pengecekan PM

rasio

Desain Tulangan

OK

Desain Tulangan

OK OK

Pushover Analysis

Desain Elemen Struktur

Akibat Sendi Plastis

Pembahasan

Kesimpulan dan

Saran

Selesai

Gambar 3.8 Diagram Alir Studi


3.2 Pemodelan Struktur

Struktur gedung di analisis dengan menggunakan program ETABS v9.7.1.

Reaksi perletakan pada struktur berupa jepit dengan beban-beban yang dipikulnya

adalah beban atap, pelat, dinding, dan kolom. Preliminary balok, kolom, pelat,

dan perencanaan rangka atap baja dalam Tugas Akhir ini dapat dilihat pada

Lampiran 1 dan Lampiran 2. Langkah-langkah dalam melakukan pemodelan

struktur adalah sebagai berikut:

1. Input Grid Data

Aktifkan program ETABS pilih menu File, New Model kemudian click No

untuk membuat desain dari awal.

Gambar 3.9 New Model Initialization

Kemudian akan muncul tampilan sebagai berikut:

Gambar 3.10 Building Plan Grid (satuan m)


2. Mendefinisikan Material

Pilih menu Define, Materials Properties, Concrete, Modify/Show Material

kemudian masukkan nilai fc, fy, fys, E, dan beton seperti terlihat pada gambar

di bawah ini:

Gambar 3.11 Input Data Material (satuan MPa)

3. Mendefinisikan Jenis Penampang

Pilih menu Define, Frame Sections, Add Rectangular kemudian masukkan

dimensi penampang dari balok dan kolom dengan material berupa concrete

dan reinforcement untuk balok (beam).

Gambar 3.12 Input Balok (satuan mm)


Gambar 3.13 Input Kolom (satuan mm)

Pilih menu Define, Wall/Slab/Deck Section, Add New Slab kemudian

masukkan dimensi pelat yang telah dihitung.

Gambar 3.14 Input Pelat (satuan mm)


4. Mendefinisikan Jenis Beban (load case)

Pilih menu Define, Static Load Cases, kemudian masukkan beban-beban

yang ada pada penampang. Dead dipakai untuk berat sendiri penampang

dengan type Dead dan Self Weight Multiplier 1, QSDL, (Superimposed Dead

Load), QWALL, QLL, QDL untuk beban mati tambahan dengan type Super

Dead dan Self Weight Multiplier 0, LL dipakai untuk beban hidup dengan

type Live dan Self Weight Multiplier 0.

Gambar 3.15 Input Beban

5. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan (load combination)

Pilih menu Define, Load Combinations, Add New Combo. Kemudian

memasukkan kombinasi pembebanannya.

Gambar 3.16 Input Kombinasi Pembebanan


6. Memberikan Beban Pada model

Untuk kolom hanya ada beban mati (berat sendiri penampang DEAD) yang

dihitung oleh program ETABS dan beban mati tambahan SDL yang

merupakan reaksi perletakan dari rangka atap baja untuk kolom yang berada

dibagian bengkel (QLL; VA = VB = 1988,06 kg dan QDL; VA= 1960,50 kg,

VB= 2091,14 kg). Pada balok ada beban mati (berat sendiri penampang

DEAD) yang dihitung oleh program ETABS dan beban mati tambahan SDL

(berat dinding =250 kg/m dan SDL = 145 kg/m).

Gambar 3.17 Input Beban SDL (satuan kg/m)

Gambar 3.18 Input Beban Hidup (satuan kg/m2)

Gambar 3.19 Input Beban Dinding (satuan kg/m)


Gambar 3.20 Input Reaksi perletakan rangka atap baja QLL;

VA = VB (satuan kg)

Gambar 3.21 Input Reaksi perletakan rangka atap baja QDL;

VA (satuan kg)

Gambar 3.22 Input Reaksi perletakan rangka atap baja QDL;

VB (satuan kg)

7. Memberikan Perletakan

Pilih menu Assign, Joint/Point, Restraints (Supports), pilih perletakan jepit.


Gambar 3.23 Input Perletakan

8. Pusat Massa

Pelat lantai pada tiap lantai dan atap diubah menjadi rigid diaphragm agar

beban lateral yang diterima dapat diterima langsung di pusat massa tiap

lantai. Select model perlantai kemudian pilih menu Assign, Shell/Area,

Diaphragms, Add New Diaphragm, Rigid seperti terlihat pada gambar di

bawah ini.

Gambar 3.24 Rigid Diaphragm Pelat Lantai dan Atap

Gambar 3.25 Rigid Diaphragm Tiap Lantai


9. Melakukan Analisis (run model)

Pilih menu Analyze, Set Analysis Options, pilih Full 3D, Dynamic Analysis,

Run Analysis.

Gambar 3.26 Run Analysis

3.3 Analisis Struktur

Dalam tugas akhir ini struktur gedung di analisis menggunakan peraturan

gempa FEMA 440 dan peraturan gempa SNI-1726-2002 sebagai pembanding.

3.4 Analasis Struktur Berdasarkan FEMA 440

Dari hasil analisis ETABS diperoleh waktu getar alami fundamental

struktur Tx = 0,4426 dan Ty = 0,4304. Oleh karena gedung direncanakan di

Bandung wilayah gempa 4 maka waktu getar alami fundamental struktur dibatasi

oleh peraturan gempa SNI-1726-2002. Dengan demikian Tx dan Ty harus

memenuhi :

T1 < n

T1 = 0,4426 < 0,17 . 3 = 0,51 . Memenuhi

Untuk menampilkan waktu getar alami fundamental struktur dari hasil analisis

ETABS pilih menu display, show mode shape, kemudian akan muncul tampilan

sebagai berikut :


Gambar 3.27 T Mode1 Arah X = 0,4426 detik

Gambar 3.28 T Mode2 Arah Y = 0,4304 detik

Gaya geser dasar nominal arah X dihitung sesuai persamaan berikut:

Vx = C1. C2. C3. Cm. Sa. W

Oleh karena Tx < 1 detik maka nilai C1 pada C1 = dan

Tx < 0,7 detik maka nilai C2 pada C2 =


dengan demikian:

C1 = = 1,2552

C2 = = 1,1292

C3 = 1

Cm = 0,9

Sa = untuk T > Ts

dimana Ts = 0,4 detik untuk lokasi kelas B menggunakan Ts periode

karakteristik sama dengan 0,4 detik (FEMA 440)

Sx1 = Ar = 0,30

B1 = 1

maka:

Sa =

Untuk memperoleh nilai berat total struktur Wt dengan menggunakan

persamaan : W = massa . gravitasi, pilih menu display show table

assemble point mass.

Gambar 3.29 Massa Bangunan


Tabel 3.4 Berat Struktur dan Fi Arah X

Story mi

g

(m/det2) Wi (kg)

Zi

(m) Wi.zi (kgm) V (kg) Fi (kg)

3 13960,4290

9,81

136951,8083 12 1643421,6993

469815,0477

192476,3186

2 18920,7638 185612,6928 8 1484901,5424 173910,5565

1 22505,1321 220775,3458 4 883101,3831 103428,1726

543339,8469

4011424,6248

Tabel 3.5 Berat Struktur dan Fi Arah Y

Story mi

g

(m/det2) Wi (kg)

Zi

(m) Wi.zi (kgm) V (kg) Fi (kg)

3 13960,4290

9,81

136951,8083 12 1643421,6993

491996,3043

201563,6533

2 18920,7638 185612,6928 8 1484901,5424 182121,3508

1 22505,1321 220775,3458 4 883101,3831 108311,3002

543339,8469 4011424,6248

Dengan demikian:

Vx = 1,2552. 1,1292. 1. 0,9. . 543339,8469 = 469815,0477 kg.

dengan cara yang sama diperoleh gaya geser dasar (V) nominal arah Y:

C1 = = 1,2699

C2 = = 1,1366

Vy = 1,2699. 1,1366. 1. 0,9. 0,6970. 4011424,6248 = 491996,3043 kg.

Parameter untuk menentukan target perpindahan t sesuai persamaan:

t = C0. C1.C2.C3.Sa . . G

Menghitung target perpindahan arah X :

= 90 (Site kategori C)

C0 = 1,2

C1 = 1,2552

C2 = 1,1292

C3 = 1


Sa =

g = 9,81 m/det2

dengan demikian:

tx = 1,2. 1,2552. 1. . 9,81 = 0,0562 m.

dengan cara yang sama diperoleh perpindahan arah Y:

ty = 1,2. 1,2699. 1. . 9,81 = 0,0556 m.

Untuk mencari beban geser nominal (Fi) yang akan di distribusikan pada

tiap lantai sesuai persamaan:

Fix = 469815,0477

= 192476,3186 kg

Hasil perhitungan nilai Fi tiap lantai seperti pada Tabel 3.4 dan Tabel 3.5.

Gaya gempa yang telah dihitung kemudian di input secara manual ke

ETABS dengan pilih menu Define Static load cases type (quake Modify

Lateral Load ).


Gambar 3.30 Input Beban (Fx)

Gambar 3.31 Input Beban (Fy)

1. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan (load combination)

Pilih menu Define, Load Combinations, Add New Combo. Kemudian

masukkann kombinasi pembebanannya dari Combo1 sampai dengan

Combo18.


Gambar 3.32 Input Kombinasi Pembebanan

2. Melakukan Analisis (run model)

Pilih menu Analyze, Set Analysis Options, pilih Full 3D, Dynamic

Analysis, Run Analysis.

Gambar 3.33 Run Analysis

3. Menentukan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah

Pilih Select All, Design, Concrete Frame Design, View/Revise

Overwrites. Gambar 3.34 menjelaskan pilihan untuk mendesain jenis

bangunanan.

Sway Special = pilihan untuk jenis bangunan SRPMK

Sway Intermediate = pilihan untuk jenis bangunan SRPMM

Sway Ordinary = pilihan untuk jenis bangunan SRPMB


Gambar 3.34 Concrete Frame Design

4. Melakukan Desain Struktur

Pilih Design, Concrete Frame Design, Start Design/Check of Structure.

Gambar 3.35 Start Design/Check of Structure

3.4.1 Syarat Analisis

a. Waktu Getar

Waktu getar alami fundamental struktur dalam arah masing-masing sumbu

utama tidak boleh melebihi 1,2 T1. Dengan demikian T1 dapat ditentukan sesuai

persamaan:


dimana :

Wi = berat struktur (Tabel 3.4, 3.5)

di = simpangan horizontal lantai

Fi = gaya geser dasar horizontal (Tabel 3.4, 3.5)

g = 9,81 m/det

Nilai Wi, Fi diperoleh dari perhitungan sebelumnya, sedangkan untuk nilai

di diperoleh dengan cara sebagai berikut :

Pilih menu display show table table diapraghm CM displacement

dengan select loadcase Fx dan Fx.

Gambar 3.36 Table Diapraghm CM Displacement

di diambil dari hasil yang tertera pada Gambar 3.36 dimana UX untuk arah X

dan UY untuk arah Y.

Sehingga T1 = = 0,4472 detik

Tabel 3.6 T-rayleigh Arah X

Story Wi (kg) Fi (kg) di

(mm)

Wi.di2 Fi.di T1

(det) (kg.mm) (kg.mm)

3 136951,8083 192476,3186 72,4104 718074763,8191 13937287,2175

0,4472 2 185612,6928 173910,5565 45,2813 380579546,9375 7874896,0825

1 220775,3458 103428,1726 18,0909 72255501,5001 1871108,7274

543339,8469 1170909812,2566 23683292,0273


Tabel 3.7 T-rayleigh Arah Y

Story Wi (kg) Fi (kg) di

(mm)

Wi.di2 Fi.di T1

(det) (kg.mm) (kg.mm)

3 136951,8083 201563,6533 76,6443 804502679,9781 15448705,1159

0,4435 2 185612,6928 182121,3508 44,8987 374175376,6987 8177011,8913

1 220775,3458 108311,3002 14,5899 46995384,1635 1580251,0391

543339,8469 1225673440,8403 25205968,0463

Perhitungan pada tabel 3.6 dan 3.7 menunjukkan waktu getar T-rayleigh

dalam arah X dan Y. Dengan demikian 1,2.T1 dihitung sebagai berikut:

Arah X :

Tx ETABS = 0,4426 detik

Tx Ray = 0,4472 detik

1,2 Tx Ray = 0,5367 detik > Tx ETABS .. Memenuhi

Arah Y :

Ty ETABS = 0,4304 detik

Ty Ray = 0,4435 detik

1,2 Ty Ray = 0,5323 detik > Ty ETABS .. Memenuhi

b. Batas Layan

Untuk memenuhi syarat simpangan maksimum pada struktur, dimana

simpangan maksimum struktur < 0,025 kali tinggi lantai dari taraf penjepitan

lateral. Dilakukan peninjauan di lantai 3 point 7. Tinggi lantai 3 dari taraf

penjepitan lateral = 12000 mm.


Gambar 3.37 Titik Simpangan Lantai yang ditinjau

Untuk memperoleh besarnya nilai simpangan pada point 7 hasil analisis

ETABS pilih Display show table point displacement select case Fx,Fy

select combo Fx,Fy OK.

Gambar 3.38 Table Point Displacement

Dengan demikian simpangan dilantai 3 pada point 7 memenuhi persyaratan.

79,4287 < 0,025 .12000 = 300 mm ..................memenuhi

Untuk memenuhi kinerja batas layan struktur dengan memperhatikan

simpangan antar tingkat (drift ratio) maka dilakukan peninjauan pada tiap

tingkat dengan titik yang ditinjau seperti pada gambar :

Tingkat yang ditinjau


Gambar 3.39 Titik Simpangan Antar Tingkat yang ditinjau

Syarat yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut:

Simpangan antar tingkat (s) < 0,03/R. tinggi tingkat yang bersangkutan.

Tinggi tingkat tiap lantai = 4000 mm.

Untuk memperoleh besarnya simpangan antar tingkat dari hasil analisis

ETABS, pihih Display show table point drit select case Fx,Fy select

combo Fx,Fy OK.

Gambar 3.40 Table Point drift



Dengan demikian simpangan antar tingkat (s) kinerja batas layan dihitung

sesuai persamaan:

0,005989 < . 4000 = 21,8182 mm memenuhi

Tabel 3.8 Simpangan Antar Tingkat (s) Arah X

Story Point Load hi (mm) s etabs

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Syarat

Drift s

(mm)

Keterangan

3 7 FX 4000 64,9 0,005989 21,8182 OK

2 7 FX 4000 40,9 0,006109 21,8182 OK

1 7 FX 4000 16,5 0,004115 21,8182 OK

Tabel 3.9 Simpangan Antar Tingkat (s) Arah Y

Story Point Load hi (mm) s etabs

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Syarat

Drift s

(mm)

Keterangan

3 7 FY 4000 79,429 0,008233 21,8182 OK

2 7 FY 4000 46,495 0,007816 21,8182 OK

1 7 FY 4000 15,232 0,003808 21,8182 OK

Simpangan dan simpangan antar-tingkat harus dikali dengan suatu faktor

pengali ( ). Karena gedung termasuk dalam kategori beraturan maka =

0,7.R. Simpangan dan simpangan antar-tingkat dibatasi untuk kondisi ultimit

(m) tidak boleh lebih besar dari 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.

Dengan demikian :

m = 0,7 . R. s

m = 0,7. 5,5. 0,005989 = 0,0231

m = 0,0231 mm < 0.02 . 4000 = 80 mm memenuhi


Tabel 3.10 Simpangan Antar Tingkat (m) Arah X

Story Point hi

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Dift m

antar tingkat

(mm)

Syarat

Drift m

(mm)

Keterangan

3 7 4000 0,005989 0,0231 80 OK

2 7 4000 0,006109 0,0235 80 OK

1 7 4000 0,004115 0,0158 80 OK

Tabel 3.11 Simpangan Antar Tingkat (m) Arah Y

Story Point hi

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Dift m

antar tingkat

(mm)

Syarat

Drift m

(mm)

Keterangan

3 7 4000 0,008233 0,0317 80 OK

2 7 4000 0,007816 0,0301 80 OK

1 7 4000 0,003808 0,0147 80 OK

c. Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum pada komponen balok = L/240 [SNI 03-2847-2002].

Panjang bentang balok B2 lantai 3 = 6000 mm, maka lendutan ijin dari balok

tersebut = 6000/240 = 25 mm. Hasil analisis menunjukkan bahwa lendutan yang

terjadi pada balok B2 sebesar 2,442 mm akibat kombinasi beban 6 memenuhi ijin.

3.4.2 Perencanaan Tulangan

Perencanaan tulangan balok dan kolom hasil analisis ETABS dilakukan

pada balok B2 dan kolom C6 (lihat gambar 3.41). Perencanaan dilakukan pada

balok B2 dan kolom C6 dengan alasan pada balok dan kolom tersebut terjadi gaya

dalam terbesar yang disebabkan kombinasi pembebanan pada struktur. Balok B2

berada di lantai 3, sumbu C-D as 3. Kolom C6 berada di lantai 3 sumbu C as 3.

Perencanaan tulangan balok dan kolom yang lain hasil analisis ETABS

selengkapanya dapat dilihat pada lampiran 3.


Perencanaan Tulangan Lentur Balok B2 dan Kolom C6

Gambar 3.41 Balok dan Kolom yang direncanakan

Dari hasil analisis ETABS diperoleh luas tulangan lentur perlu untuk balok

B2 dan kolom C6 seperti terlihat pada Tabel 3.12 dan Tabel 3.13 berikut :

Tabel 3.12 Tulangan Lentur Balok B2

Balok Lokasi As perlu (mm) Tul.terpasang (D25)

Atas Bawah Atas Bawah

B2

Tump.Kiri 1869 594 4 3

Lapangan 444 733 2 2

Tump.Kanan 1783 1162 4 3

Gambar 3.42 Konfigurasi Penulangan Lentur Balok

balok dan kolom

yang ditinjau


Tabel 3.13 Tulangan Lentur Kolom C6

Kolom As perlu (mm) Tul.terpasang

(D32)

C6 6546,974 12

Gambar 3.43 Konfigurasi Penulangan Lentur Kolom

Gambar 3.44 Luas Tulangan Lentur Perlu Balok B2 dan Kolom C6

Hasil Analisis ETABS

Perencanaan Tulangan Geser Balok B2

Dari hasil analisis ETABS diperoleh gaya geser akibat dua kali beban

gempa Vu = 212,8 kN. Dengan demikian desain tulangan geser sebagai berikut:

Kontribusi beton menahan geser dapat diambil sebagai :

Vc =


Vs =

Vsmaks =

Vs = < Vsmaks = ,...OK

Kebutuhan tulangan geser menahan gaya geser dihitung sebagai :

Dipasang sengkang 2 kaki D10, maka Av = 157 mm

s = 94,5 mm.

Pada kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang jarak dua kali

tinggi komponen struktur dari muka perletakan. Sengkang yang pertama dipasang

pada jarak 50 mm dari muka kolom terdekat, dan yang berikutnya dipasang

dengan spasi terkecil diantara :

Delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil = 8.D25 = 8. 25 =

200 mm

24 kali diameter sengkang = 24. 10 = 240 mm

300 mm

Dengan demikian tulangan geser dipasang D10 80 mm didaerah sepanjang 2h =

1000 mm dari muka kolom.

Sengkang diluar daerah 2h harus dipasang sengkang dengan spasi:

= 218,75 mm

Dengan demikian untuk bentang diluar 2h, dipasang tulangan geser D10 150

mm.


Gambar 3.45 Penulangan Geser Balok

Perencanaan Tulangan Geser Kolom C6



Kontribusi beton dalam menahan geser :

Vc =

Cek apakah perlu Tulangan Geser :

dan 0,5 Vc = 0,5. = 55,67 kN

Oleh karena > 0,5 Vc, maka digunakan tulangan geser.

Kolom diikat dengan tulangan sengkang pada rentang lo dari muka kolom.

Panjang lo tidak boleh kurang daripada nilai terbesar berikut ini:

1/6 tinggi bersih kolom = 1/6 . (4000 500 250 ) = 875 mm

Dimensi terbesar penampang kolom = 800 mm

500 mm

Panjang lo = 1000 mm dari join

Sengkang didaerah lo dipasang dengan spasi maksimum so yang tidak boleh

melebihi dari :

8db tulangan longitudinal = 8.32 = 256 mm

24db sengkang ikat = 24. 10 = 240 mm

Setengah dimensi terkecil penampang struktur = 200 mm

300 mm

Dipasang sengkang 2 kaki D10 dengan spasi so = 100 mm sepanjang bentang lo.


Sengkang ikat pertama dipasang dengan spasi tidak lebih dari 0,5so = 50 mm.

Spasi sengkang ikat pada sebarang penampang kolom tidak boleh melebihi

2so = 2.100 = 200 mm.

Dipasang sengkang 2 kaki D10 dengan spasi 150 mm diluar bentang lo.

Gambar 3.46 Penulangan Geser Kolom

3.5 Analisis Struktur Berdasarkan SNI-1726-2002

Gedung terletak di Bandung dengan Wilayah Gempa terletak di wilayah

Gempa 4 sesuai peta gempa 2002 dengan Faktor reduksi gempa R = 5,5 dan

Faktor keutamaan I = 1. Jenis Bangunan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah (SRPMM).

Dari hasil analisis ETABS diperoleh waktu getar alami fundamental

struktur Tx = 0,4426 dan Ty = 0,4304. Dalam hal pembatasan waktu getar alami

fundamental maka Tx dan Ty harus memenuhi persamaan:

T1 < n

T1x = 0,4426 < 0,17 . 3 = 0,51 . Memenuhi


Langkah dalam melakukan Analisis Statik Ekivalen adalah sebagai

berikut:

1. Menentukan Faktor Respons Gempa berdasarkan Kurva Respons

Spektrum:

Gambar 3.47 Respons Spektrum Gempa Rencana

Oleh karena Tx = 0,4426 detik < 0,5 detik, Ty = 0,4304 < 0,5 detik maka

nilai C1x dan C1y pada 0,6.

2. Menghitung Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekuivalen (V) yang

terjadi ditingkat dasar sesuai persamaan:

Untuk memperoleh nilai berat total bangunan Wt dengan menggunakan

persamaan : W = massa . gravitasi, pilih menu display show table

assemble point mass.


Gambar 3.48 Massa Bangunan

Tabel 3.14 Gaya Geser Dasar Nominal V Arah X

Story mi

g

(m/det2) Wi(kg)

T

(det) C1 I R V (kg)

3 13960,4290

9,81

136951,8083

0,4426 0,6 1 5,5 59273,44 2 18920,7638 185612,6928

1 22505,1321 220775,3458

55386,3249 543339,8469

Tabel 3.15 Gaya Geser Dasar Nominal V Arah Y

Story mi

g

(m/det2) Wi (kg) T (det) C1 I R V (kg)

3 13960,4290

9,81

136951,8083

0,4304 0,6 1 5,5 59273,44 2 18920,7638 185612,6928

1 22505,1321 220775,3458

55386,3249 543339,8469

sehingga diperoleh:

Vx =

= 59273,44 kg

Vy = 543339,8469


= 59273,44 kg

3. Menghitung beban geser (Fi) yang akan di distribusikan pada tiap lantai

sesuai persamaan:

Fix = 59273,4

= 24283,4561 kg

Tabel 3.16 Gaya Geser Fi Arah X

Story Wi (kg) Zi (m) Wi.zi (kgm) V (kg) Fi (kg)

3 136951,8083 12 1643421,699

59273,4

24283,4561

2 185612,6928 8 1484901,542 21941,1375

1 220775,3458 4 883101,3831 13048,8442

543339,8469 4011424,6248

Tabel 3.17 Gaya Geser Fi Arah Y

Story Wi (kg) Zi (m) Wi.zi (kgm) V (kg) Fi (kg)

3 136951,8083 12 1643421,699

59273,4

24283,4561

2 185612,6928 8 1484901,542 21941,1375

1 220775,3458 4 883101,3831 13048,8442

543339,8469 4011424,6248

Gaya gempa yang telah dihitung kemudian di input secara manual ke

ETABS dengan pilih menu Define Static load cases type (quake Modify

Lateral Load ).


Gambar 3.49 Input Beban (Fx)

Gambar 3.50 Input Beban (Fy)

Kemudian dengan cara yang sama Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan

(load combination), Melakukan Analisis (run model), Menentukan Sistem

Rangka Pemikul Momen Menengah dan Melakukan Desain Struktur.


3.5.1 Syarat Analisis

a. Waktu Getar

Waktu getar alami fundamental struktur dalam arah masing-masing sumbu

utama tidak boleh melebihi 1,2 T1. Dengan demikian T1 dapat ditentukan sesuai

persamaan:

dimana :

Wi = berat struktur (Tabel 3.16, 3.17)

di = simpangan horisontal lantai

Fi = gaya geser dasar horizontal (Tabel 3.16, 3.17)

g = 9,81 m/det

Nilai Wi, Fi diperoleh dari perhitungan sebelumnya, sedangkan untuk nilai

di diperoleh dengan cara sebagai berikut :

Pilih menu display show table table diapraghm CM displacement

dengan select loadcase Fx dan Fx.

Gambar 3.51 Table Diapraghm CM Displacement

di diambil dari hasil yang tertera pada Gambar 3.50 dimana UX untuk arah X

dan UY untuk arah Y.

Sehingga T1 = = 0,4472 detik


Tabel 3.18 T-rayleigh Arah X

Story Wi (kg) Fi (kg) di (mm) Wi.di

2 Fi.di

T1 (det) (kg.m) (kg.m)

3 136951,8083 24283,4561 9,1355 11429636,4000 221841,5136

0,4472 2 185612,6928 21941,1375 5,7128 6057671,4040 125345,3303

1 220775,3458 13048,8442 2,2824 1150095,9946 29782,6820

543339,8469 18637403,7986 376969,5259

Tabel 3.19 T-rayleigh Arah Y

Story Wi (kg) Fi (kg) di (mm) Wi.di

2 Fi.di T1

(det) (kg.m) (kg.m)

3 136951,8083 24283,4561 9,2338 11676930,5802 224228,5773

0,4413 2 185612,6928 21941,1375 5,4092 5430924,3094 118684,0010

1 220775,3458 13048,8442 1,7577 682087,4818 22935,9534

543339,8469 17789942,3714 365848,5317

Perhitungan pada tabel 3.18 dan 3.19 menunjukkan waktu getar

T-rayleigh dalam arah x dan y. Dengan demikian 1,2.T1 dihitung sebagai

berikut:

Arah X :

Tx ETABS = 0,4426 detik

Tx Ray = 0,4472 detik

1,2 Tx Ray = 0,5366 detik > Tx ETABS .. Memenuhi

Arah Y :

Ty ETABS = 0,4304 detik

Ty Ray = 0,4413 detik

1,2 Ty Ray = 0,5296 detik > Ty ETABS .. Memenuhi

b. Batas Layan

Untuk memenuhi syarat simpangan maksimum pada struktur, dimana

simpangan maksimum struktur < 0,025 kali tinggi lantai dari taraf penjepitan

lateral. Dilakukan peninjauan di lantai 3 point 7. Tinggi lantai 3 dari taraf

penjepitan lateral = 12000 mm.


Gambar 3.52 Titik Simpangan Lantai yang ditinjau

Untuk memperoleh besarnya nilai simpangan pada point 7 hasil analisis

ETABS pilih Display show table point displacement select case Fx,Fy

select combo Fx,Fy OK.

Gambar 3.53 Table Point Displacement

Dengan demikian simpangan dilantai 3 pada point 7 memenuhi persyaratan.

9,5692 < 0,025 .12000 = 300 mm ..................memenuhi

Untuk memenuhi kinerja batas layan struktur dengan memperhatikan

simpangan antar tingkat (drift ratio) maka dilakukan peninjauan pada tiap

tingkat dengan titik yang ditinjau seperti pada gambar :



Gambar 3.54 Titik simpangan Antar Tingkat yang ditinjau

Syarat yang harus dipenuhi adalah :

Simpangan antar tingkat (s) < 0,03/R. tinggi tingkat yang bersangkutan.

Tinggi tingkat tiap lantai = 4000 mm.

Untuk memperoleh besarnya simpangan antar tingkat dari hasil analisis

ETABS, pihih Display show table point drit select case Fx,Fy select

combo Fx,Fy OK.

Gambar 3.55 Table Point drift



Dengan demikian simpangan antar tingkat (s) kinerja batas layan dihitung

sesuai persamaan:

0,000756 < . 4000 = 21,8182 mm memenuhi

Tabel 3.20 Simpangan Antar Tingkat (s) Arah X

Story Point Load hi

(mm)

s etabs

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Syarat

Drift s

(mm)

Keterangan

3 7 FX 4000 8,2 0,000756 21,8182 OK

2 7 FX 4000 5,2 0,000771 21,8182 OK

1 7 FX 4000 2,1 0,000519 21,8182 OK

Tabel 3.21 Simpangan Antar Tingkat (s) Arah Y

Story Point Load hi

(mm)

s etabs

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Syarat

Drift s

(mm)

Keterangan

3 7 FY 4000 9,5692 0,000992 21,8182 OK

2 7 FY 4000 5,6015 0,000942 21,8182 OK

1 7 FY 4000 1,8351 0,000459 21,8182 OK

Simpangan dan simpangan antar-tingkat harus dikali dengan suatu faktor

pengali ( ). Karena gedung termasuk dalam kategori beraturan maka =

0,7.R. Simpangan dan simpangan antar-tingkat dibatasi untuk kondisi ultimit

(m) tidak boleh lebih besar dari 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.

Dengan demikian:

m = 0,7 . R. s

m = 0,7. 5,5. 0,000756 = 0,0029

m = 0,0029 mm < 0.02 . 4000 = 80 mm memenuhi


Tabel 3.22 Simpangan Antar Tingkat (m) Arah X

Story Point hi

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Dift m

antar tingkat

(mm)

Syarat

Drift m

(mm)

Keterangan

3 7 4000 0,000756 0,0029 80 OK

2 7 4000 0,000771 0,0030 80 OK

1 7 4000 0,000519 0,0020 80 OK

Tabel 3.23 Simpangan Antar Tingkat (m) arah Y

Story Point hi

(mm)

Dift s antar

tingkat (mm)

Dift m

antar tingkat

(mm)

Syarat

Drift m

(mm)

Keterangan

3 7 4000 0,000992 0,0038 80 OK

2 7 4000 0,000942 0,0036 80 OK

1 7 4000 0,000459 0,0018 80 OK

c. Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum pada komponen balok = L/240 [SNI 03-2847-2002].

Panjang bentang balok B2 lantai 3 = 6000 mm, maka lendutan ijin dari balok

tersebut = 6000/240 = 25 mm. Hasil analisis menunjukkan bahwa lendutan yang

terjadi pada balok B2 sebesar 1,320 mm akibat kombinasi beban 6 memenuhi ijin.

3.5.2 Perencanaan Tulangan

Perencanaan tulangan balok dan kolom hasil analisis ETABS dilakukan

pada balok B2 dan kolom C6 (lihat gambar 3.55). Perencanaan dilakukan pada

balok B2 dan kolom C6 dengan alasan pada balok dan kolom tersebut terjadi gaya

dalam terbesar yang disebabkan kombinasi pembebanan pada struktur. Balok B2

berada di lantai 3, sumbu C-D as 3. Kolom C6 berada di lantai 3 sumbu C as 3.

Perencanaan tulangan untuk balok dan kolom yang lain hasil analisis ETABS

selengkapanya dapat dilihat pada lampiran.


Perencanaan Tulangan Lentur Balok B2 dan Kolom C6

Gambar 3.56 Balok dan Kolom yang direncanakan

Dari hasil analisis ETABS diperoleh luas tulangan lentur perlu untuk balok

B2 dan kolom C6 seperti terlihat pada tabel 3.24 dan tabel 3.25 berikut :

Tabel 3.24 Tulangan Lentur Balok B2

Balok Lokasi As perlu (mm) Tul.terpasang (D25)

Atas Bawah Atas Bawah

B2

Tump.Kiri 886 377 2 2

Lapangan 224 733 2 2

Tump.Kanan 474 206 2 2


balok dan kolom

yang ditinjau


Tabel 3.25 Tulangan Lentur Kolom C6

Kolom As perlu (mm) Tul.terpasang

(D32)

C6 1600 4


Gambar 3.59 Luas Tulangan Lentur Perlu Balok B2 dan Kolom C6

Hasil Analisis ETABS

Perencanaan Tulangan Geser Balok B2




Kontribusi beton menahan geser dapat diambil sebagai :

Vc =

Vs =

Vsmaks =

Vs = < Vsmaks = ,...OK

Kebutuhan tulangan geser menahan gaya geser dihitung sebagai :

Dipasang sengkang 2 kaki D10, maka Av = 157 mm

s = 494,97 mm.

Pada kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang jarak dua kali

tinggi komponen struktur dari muka perletakan. Sengkang yang pertama dipasang

pada jarak 50 mm dari muka kolom terdekat, dan yang berikutnya dipasang

dengan spasi terkecil diantara :

Delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil = 8.D25 = 8. 25 =

200 mm

24 kali diameter sengkang = 24. 10 = 240 mm

300 mm

Dengan demikian tulangan geser dipasang D10 100 mm didaerah sepanjang 2h

= 1000 mm dari muka kolom.

Sengkang diluar daerah 2h harus dipasang sengkang dengan spasi:

= 218,75 mm

Dengan demikian untuk bentang diluar 2h, dipasang tulangan geser D10 200

mm.



Perencanaan Tulangan Geser Kolom C6



Kontribusi beton dalam menahan geser :

Vc =

Cek apakah perlu Tulangan Geser :

dan 0,5 Vc = 0,5. = 55,67 kN

Oleh karena < 0,5 Vc, maka digunakan tulangan geser minimum.

Kolom diikat dengan tulangan sengkang pada rentang lo dari muka kolom.

Panjang lo tidak boleh kurang daripada nilai terbesar berikut ini:

1/6 tinggi bersih kolom = 1/6 . (4000 500 250 ) = 875 mm

Dimensi terbesar penampang kolom = 800 mm

500 mm

Panjang lo = 1000 mm dari join

Sengkang didaerah lo dipasang dengan spasi maksimum so yang tidak boleh

melebihi dari :

8db tulangan longitudinal = 8.32 = 256 mm

24db sengkang ikat = 24. 10 = 240 mm

Setengah dimensi terkecil penampang struktur = 200 mm

300 mm


Dipasang sengkang 2 kaki D10 dengan spasi so = 150 mm sepanjang bentang lo.

Sengkang ikat pertama dipasang dengan spasi tidak lebih dari 0,5so = 75 mm.

Spasi sengkang ikat pada sebarang penampang kolom tidak boleh melebihi

2so = 2.150 = 300 mm.

Dipasang sengkang 2 kaki D10 dengan spasi 250 mm diluar bentang lo.


3.6 Analisis Berbasis Perpindahan

Model struktur yang telah di analisis pada Sub Bab 3.4.2 diolah kembali

dengan memasukkan jumlah tulangan terpasang untuk masing-masing tipe balok

dan kolom. Secara umum, untuk beban gravitasi diperhitungkan pengaruh beban

mati dan berat sendiri struktur (DL) dan beban hidup pada pelat lantai dan pelat

atap (LL), dengan reduksi beban hidup sebesar 30%. Karena model struktur

termasuk dalam kategori gedung beraturan, maka dalam Tugas Akhir ini

digunakan asumsi arah beban dua arah, yaitu pola beban sesuai arah-X dan arah-Y

sebagai pola beban lateral.


Langkah dalam melakukan analisis pushover adalah sebagai berikut:

1. Penerapan Sendi Plastis

Pilih Semua Balok, Kemudian Assign, Frame/Line, Frame Nonlinear

Hinges.

Gambar 3.62 Penerapan Sendi Plastis Balok

Pilih Semua Kolom, Kemudian Assign, Frame/Line, Frame Nonlinear

Hinges.

Gambar 3.63 Penerapan Sendi Plastis Kolom

2. Melakukan Pemodelan Pushover

Pilih Difine, Static Nonlinear/Pushovercases.


Gambar 3.64 Pemodelan Pola Beban Gravitasi PUSH1

Gambar 3.65 Pemodelan Pola Beban Lateral PUSH2


3. Melakukan Analisis Pushover

Pilih Analyze, Run Static Nonlinear Analysis

Gambar 3.66 Run Analisis Pushover

4. Melihat Hasil Analisis

Pilih Display, Show Static Pushover Curve.

Gambar 3.67 Kurva Kapasitas Hasil Analisis ETABS

Gambar 3.67 menunjukkan kurva hubungan Gaya Geser (Base Reaction) dan

Peralihan (Displacement). Tanda negatif memperlihatkan arah gaya gempa

yang terjadi berlawanan dengan asumsi pemisalan arah semula.

5. Mengolah Data Hasil Analisis

Pilih menu Display, Show Static Pushover Curve, kemudian pilih file, display

table.


Tabel 3.26 adalah nilai peralihan dan gaya geser.

Tabel 3.26 Nilai Peralihan dan Gaya Geser

step Peralihan (mm) Gaya Geser (kg)

0 0,0 0,0

1 95,8 583336,7

2 121,6 700830,6

3 134,6 733157,9

4 170,6 775754,1

5 258,3 837913,7

6 258,4 667278,1

7 260,3 673598,3

8 260,3 611831,5

9 264,4 624870,8

10 264,5 532963,6

11 270,4 552576,1

12 270,4 483103,6

13 286,9 521219,7

14 307,1 544916,4

15 332,1 559636,4

16 280,2 356293,2


Gambar 3.68 Kurva Kapasitas

Gambar 3.68 menunjukkan bahwa pada step 0 s/d step 1 kurva masih

elastik, selanjutnya pada step 2 s/d step 15 kurva memperlihatkan kondisi pasca-

elastik dan berhenti pada step ke-16.

Program ETABS telah menyediakan fasilitas untuk mendapatkan titik

kinerja struktur yang direncanakan dengan Metode Capacity Spectrum (ATC-40).

Untuk memperoleh hasil analisis Metode Capacity Spectrum (ATC-40)

pilih Display, Show Static Pushover Curve, Push2, Capacity Spectrum, Dengan

nilai Seismic Coefficient Ca = A0, Cv = Ar , Structural Behavior Type dengan Tipe

A. Nilai A0 dan Ar diperoleh dari SNI-1726-2002 Pasal 4.7.2 dan Pasal 4.7.6.

Dimana A0 adalah percepatan puncak muka tanah dan Ar adalah pembilang dalam

persamaan hiperbola Faktor Respons Gempa C pada Spektrum Respons Gempa

Rencana.


Gambar 3.69 Analisis Metode Capacity Spectrum (ATC-40)

Gambar 3.69 menunjukkan titik kinerja struktur Metode Capacity

Spectrum (ATC-40) dengan nilai D () = 40,967 mm menunjukkan besarnya

peralihan pada atap dan V = 249463,05 kg menunjukkan besarnya gaya geser

pada titik kinerja Metode Capacity Spectrum (ATC-40).

Nilai gaya geser dasar (V) dan target peralihan () yang diperoleh dari

peraturan FEMA 440 dan Analisis Metode Capacity Spectrum (ATC-40)

diplotkan kedalam kurva kapasitas (lihat Gambar 3.70). Dari hasil plot ini

diperoleh nilai gaya geser dasar aktual (Vaktual) dan perpindahan aktual (aktual).

Kurva kapasitas pada gambar Gambar 3.70 menunjukkan simpangan

struktur pada saat terjadi pelehan pertama (y) = 95,8 mm dan simpangan

maksimum pada saat mencapai kondisi diambang keruntuhan (m) = 258,3 mm.


Gambar 3.70 Ploting Pada Kurva Kapasitas

Dari kurva kapasitas pada Gambar 3.70 diperoleh nilai dari :

Vfema 440 = 491996,3043 kg , = 80 mm

fema 440 = 80 mm, V = 365000 kg

VATC-40 = 249463,05 kg, ATC - 440 = 40,967 mm

Gambar 3.70 menunjukkan gaya geser dasar (V) maksimum dan peralihan

maksimum () dihasilkan oleh peraturaan FEMA 440 dengan nilai

Vfema 440 = 491996,3043 kg dan aktual = 80 mm. Target kinerja struktur pada

gambar 3.70 dengan Vfema 440 = 491996,3043 kg dan aktual = 80 mm menunjukkan

bahwa gedung berada pada level Immediate Occupancy ketika terjadi gempa

rencana.

Untuk mengetahui Nilai daktilitas peralihan aktual struktur () dan faktor

reduksi gempa aktual (R) pada struktur dihitung sebagai berikut:

=

=

= 2,696


Nilai = 2,696 menunjukkan daktilitas peralihan aktual stuktur ().

R = . f1 Rm

= 2,696. 1,6

= 4,314

Nilai R = 4,314 menunjukkan faktor reduksi gempa aktual (R).

3.6.1 Desain Elemen Struktur Akibat Sendi Plastis

Desain elemen balok dan kolom setelah pushover, dilakukan pada balok

B2 dan kolom C6 (lihat gambar 3.71). Balok B2 berada di lantai 3 sumbu C-D as

3. Kolom C6 berada di lantai 3 sumbu C as 3. Desain dilakukan pada balok B2

dan kolom C6 dengan alasan pada balok dan kolom tersebut diperoleh gaya dalam

terbesar akibat kombinasi pembebanan pada struktur.

Gambar 3.71 Balok dan Kolom yang ditinjau

Oleh karena pada penjelasan sebelumnya pada balok B2 dan kolom C6

lantai 3 terdapat gaya dalam terbesar dan setelah dilakukan pushover pada balok

B2 dan kolom C6 terjadi sendi plastis maka dilakukan analisis terhadap balok dan

kolom tersebut.

Gambar berikut ini adalah step-step simulasi terjadinya sendi plastis pada

balok dan kolom setelah dilakukan pushover.

balok dan kolom

yang ditinjau


Gambar 3.72 Sendi Plastis pada Balok dan Kolom di Step 1




Gambar 3.72 s/d 3.77 menjelaskan bahwa sendi plastis pada kolom

terbentuk setelah semua balok mengalami sendi plastis.

Dalam analisis digunakan gaya dalam yang terjadi akibat PUSH 2 oleh

karena PUSH 2 meliputi beban gravitasi dan beban gempa. Kemudian digunakan

gaya dalam pada step 1 oleh karena gaya geser dasar (V) FEMA 440 (lihat

Gambar 3.70) berada diantara step 0 dan step 1 maka digunakan step 1 untuk

melakukan analisis pada balok dan kolom yang ditinjau.

Perencanaan Tulangan Lentur Balok B2 Akibat analisis Pushover (PUSH 2 -

step 1)

Balok harus memenuhi syarat definisi komponen struktur lentur SRPMM,

yaitu :

1. Gaya aksial tekan terfaktor tidak melebihi :

0,1 Ag fc = 0,1. 300. 500. 25 = 375000 N = 375 kN

Berdasarkan analisis struktur ETABS gaya aksial tekan terfaktor pada

balok L3-B6I(B2) akibat Pushover analisis pada step 1 Pu = 0.

0 kN < 375 kN, Ok

2. Bentang bersih komponen struktur tidak kurang dari 4 kali tinggi

efektifnya.

de = 600 mm 40 mm 10 mm 0,5.25 mm = 437,5 mm

4de = 4. 437,5 mm = 1750 mm.

6000 mm > 1750 mm, OK

3. Perbandingan lebar terhadap tinggi tidak kurang dari 0,3.

b/ h = 300/ 500 = 0,6 > 0,3, OK

4. Lebar balok tidak kurang dari 250 mm, OK

Untuk desain elemen struktur SRPMM, ketentuan 2,3 dan 4 pada

dasarnya tidak harus dipenuhi. Namun pemenuhan akan ketentuan 2,3

dan 4 akan menghasilkan komponen struktur lentur SRPMM yang

memiliki perilaku yang lebih baik [Iswandi & Fajar].


Hasil analisis ETABS analisis pushover (PUSH 2) pada step1 diperoleh

nilai Momen (Mu) sebagai berikut:

Tabel 3.27 Gaya Momen Balok B2

Kondisi Lokasi Mu (Knm)

1 Ujung/Tumpuan -283,21

2 Ujung/Tumpuan 228,04

3 Tengah/Lapangan -112,59

4 Tengah/Lapangan 161,29

Data perencanaan:

Balok direncanakan dengan tulangan ganda.

Dimensi balok : 300 x 500 mm.

fc = 25 MPa

fy = 410 MPa

fys = 240 MPa

(lentur) = 0,8

v (geser) = 0,75

1 = 0,85, untuk fc < 30 MPa

j = 0,85

Selimut beton = 40 mm

Spasi antar tulangan = 30 mm

Tulangan Lentur menggunakan = D25

Diameter Tulangan Sengkang = D10

Kondisi 1, Momen negatif ditumpuan

Mu = -283,21 kNm.

Cek momen nominal :

Asumsi dua lapis tulangan, maka :

d = 600 mm 40 mm 10 mm 30 mm -25/2 mm = 410 mm

As = mm

Dipakai 6D25 dengan As pakai = 2943,75 mm


a = mm

Mn = As fy 2943,75. 410. 365,4

kNm

365,4 kNm > 283,21 kNm,...OK

Cek As minimum :

As min = 410 = 375 mm.

Tetapi tidak boleh kurang dari :

mm.

OK,...syarat tulangan minimum terpenuhi.

Cek rasio tulangan :

=

b = 1.

0,75 b = 0,75. = 0,0196

< 0,75 b

OK,...syarat tulangan maksimum memenuhi.

Reinforcement :

Digunakan 6 D25 dipasang 2 lapis dengan spasi bersih antara lapis 30

mm 25 mm.

OK,...syarat spasi bersih minimum antar tulangan terpenuhi.

Kondisi 2, Momen positif ditumpuan

Mu = 228,04 kNm.

Kuat lentur positif di muka kolom tidak boleh lebih kecil dari 1/3 kuat lentur

negatif pada muka koom tersebut: Mu = 283,21 kNm. (1/3) = 94,4 kNm.

Ok,...memenuhi syarat.


Cek momen nominal :

Asumsi satu lapis tulangan, maka :

d = 600 mm 40 mm 10 mm 25/2 mm = 437,5 mm

As = mm


a = mm

Mn = As fy 1962,5. 410. 261,3

kNm

261,3 kNm > 228,04 kNm,..OK

Cek As minimum :

As min = 437,5 = 400 mm.


mm.

Ok,...syarat tulangan minimum terpenuhi.


=

b = 1.

0,75 b = 0,75. = 0,0196

< 0,75 b


Reinforcement :


mm > 25 mm



Kondisi 3, Momen negatif dilapangan

Mu = -112,59 kNm.

Cek momen nominal :


d = 600 mm 40 mm 10 mm 25/2 mm = 437,5 mm

As = mm


a = mm

Mn = As fy . 410.

135,7 kNm > 112,59 kNm,...OK

Cek As minimum :

As min = 437,5 = 400 mm.


mm.



=

b = 1.

0,75 b = 0,75. = 0,0196

< 0,75 b


Reinforcement :


mm > 25 mm.



Kondisi 4, Momen positif dilapangan

Mu = 161,29 kNm.

Cek momen nominal :


d = 600 mm 40 mm 10 mm 25/2 mm = 437,5 mm

As = mm


a = mm

Mn = As fy . 410.

203,6 kNm > 161,29 kNm,...OK

Cek As minimum :

As min = 437,5 = 400 mm.


mm.



=

b = 1.

0,75 b = 0,75. = 0,0196

< 0,75 b


Reinforcement :


mm > 25 mm.



Kapasitas momen negatif dan positif pada setiap irisan penampang

disepanjang bentang tidak boleh kurang dari 1/5 kali kapasitas momen maksimum

yang disediakan pada kedua muka kolom tersebut.

Kuat momen negatif-positif terbesar pada bentang = 283,21 kNm

1/5 Kuat momen negatif-positif terbesar = 56,642 kNm

Kuat momen negatif-positif minimum pada bentang = 112,59 kNm

112,59 kNm > 56,642 kNm.

Ok,...Kapasitas momen terkecil memenuhi syarat.


Perencanaan Tulangan Geser Balok

Dari hasil analisis Pushover (PUSH 2) pada step1 diperoleh nilai Gaya

Geser Vu = 175,59 kN.

Dari pembahasan sebelumnya pada sub bab 3.4.2 mengenai Perencanaan

Tulangan Geser Balok B2, diperoleh gaya geser akibat dua kali beban gempa

Vu = 212,8 kN. Dengan demikian tulangan geser balok B2 dipasang seperti pada

sub bab tersebut.



Perencanaan Tulangan Lentur Kolom

Dari hasil analisis Pushover (PUSH 2) pada step1 diperoleh gaya dalam

berupa :

beban aksialPu = -262,8 kN

Momen Mu = -378,89 kNm

Untuk mengecek hubungan momen, gaya aksial dan tulangan yang

dipakai, digunakan program pcaColumn. Dengan menggunakan gaya aksial dan

momen, diagram interaksi yang dihasilkan pcaColumn pada Gambar 3.81

menunjukkan bahwa kolom C6 lantai 3 dengan dimensi kolom 400 mm x 400 mm

cukup dipakai tulangan 12 D32 (9612 mm).



Gambar 3.81 Diagram Interaksi Kolom


Persyaratan yang harus dipenuhi oleh kolom yang didesain :

Gaya aksial terfaktor maksimum yang bekerja pada komponen strktur

tidak kurang dari :

Gaya aksial terfaktor dari hasil analisis ETABS diperoleh Pu = 412,17

kN

Pu = 412,17 kN > 400 kN,..OK.

Cek konfigurasi penulangan :

g dibatasi tidak kurang dari 0,01 dan tidak lebih dari 0,06 sehingga,

g =

0,01 < < 0,06,...OK

Perencanaan Tulangan Geser Kolom

Dari hasil analisis Pushover (PUSH 2) pada step1 diperoleh Gaya Geser

Vu = -206,14 kN. Dari pembahasan sebelumnya pada sub bab 3.4.2 mengenai

Perencanaan Tulangan Geser Kolom C6 diperoleh gaya geser akibat dua kali

beban gempa Vu = 296,2 kN. Dengan demikian tulangan geser kolom C6

dipasang seperti pada sub bab tersebut.



3.7 Pembahasan

a. Hasil Analisis Berbasis Perpindahan

Dari hasil analisis berbasis perpindahan setelah dilakukan pushover pada

gedung FEMA 440 diperoleh nilai simpangan struktur pada saat terjadi pelehan

pertama (y) = 95,8 mm dan simpangan maksimum struktur pada saat mencapai

kondisi diambang keruntuhan (m) = 258,3 mm.


gedung FEMA 440 diperoleh nilai daktilitas peralihan aktual struktur () =

2,696 dan faktor reduksi gempa aktual (R) = 4,314.

b. Desain Elemen Struktur Akibat Sendi Plastis


gedung FEMA 440 diperoleh persen beda jumlah tulangan lentur yang digunakan

dan jarak tulangan geser akibat kombinasi pembebanan dan akibat sendi plastis

pada balok B2 dan kolom C6 seperti pada tabel-tabel berikut ini:

Tabel 3.28 Persen Beda Tulangan Lentur Balok Akibat Kombinasi

Pembebanan dan Akibat Sendi Plastis

Balok Akibat Kombinasi Akibat Sendi Plastis

Persen beda (%)

B2

Tul. pakai

(D25)

Tul. pakai

(D25)

Tul. pakai

(D25)

Tul. pakai

(D25)

Atas Bawah Atas Bawah Atas Bawah

Tump.Kiri 4 3 6 4 33,3 25,0

Lapangan 2 2 2 3 0,0 33,3

Tump.Kanan 4 3 6 4 33,3 25,0

Jumlah tulangan lentur balok yang digunakan pada tumpuan kiri atas

Akibat Kombinasi dan Akibat Sendi Plastis memberi perbedaan sebesar 33,3%

sedangkan untuk tumpuan bawah memberi perbedaan sebesar 25,0%. Untuk

tulangan lapangan atas memberi perbedaan sebesar 0% dan Untuk tulangan

lapangan bawah memberi perbedaan sebesar 33,3% . Untuk tumpuan kanan atas

jumlah tulangan lentur balok yang digunakan memberi perbedaan sebesar 33,3%

sedangkan untuk tumpuan bawah memberi perbedaan sebesar 33,3%.


Tabel 3.29 Persen Beda Tulangan Lentur Kolom Akibat Kombinasi

Pembebanan dan Akibat Sendi Plastis

Kolom Akibat Kombinasi Akibat Sendi Plastis Persen

beda (%) Tul. pakai Tul. pakai (D32)

C6 12 12 0,0

Jumlah tulangan lentur kolom yang digunakan Akibat Kombinasi dan Akibat

Sendi Plastis memberi perbedaan sebesar 0,0%.

Dari hasil analisis pushover diperoleh persen beda jarak tulangan geser

yang digunakan Akibat Kombinasi dan Akibat Sendi Plastis. Persen beda dijelaskan

seperti pada tabel-tabel berikut ini:

Tabel 3.30 Persen Beda Jarak Tulangan Geser Balok Akibat

Kombinasi Pembebanan dan Akibat Sendi Plastis

Balok Akibat Kombinasi Akibat Sendi Plastis Persen

beda (%) B2 Jarak tul.geser Jarak tul.geser

Tumpuan D10-80 mm D10-80 mm 0,0

Lapangan D10-150 mm D10-150 mm 0,0

Jarak tulangan geser Akibat Kombinasi dan Akibat Sendi Plastis ditumpuan

dan lapangan pada balok memberi perbedaan sebesar 0,0%.

Tabel 3.31 Persen Beda Jarak Tulangan Geser Kolom Akibat

Kombinasi Pembebanan dan Akibat Sendi Plastis

Kolom Akibat Kombinasi Akibat Sendi Plastis Persen

beda (%) C6 Jarak tul.geser Jarak tul.geser

Tumpuan D10-100 mm D10-100 mm 0,0

Lapangan D10-150 mm D10-150 mm 0,0

Jarak tulangan geser Akibat Kombinasi dan Akibat Sendi Plastis ditumpuan

dan lapangan pada kolom memberi perbedaan sebesar 0,0%.


c. Persen Peningkatan

Dari hasil analisis pushover diperoleh kinerja gedung FEMA 440

berdasarkan Klasifikasi Tingkat Keamanan [ATC, 1996] dan Ploting Pada Kurva

Kapasitas (Gambar 3.70) berada pada level Immediate Occupancy. Gedung SNI-

1726-2002 yang digunakan sebagai pembanding dalam hal untuk mencapai

kinerja struktur pada level Immediate Occupancy membutuhkan peningkatan gaya

geser, peningkatan jumlah tulangan lentur dan pengurangan jarak tulangan geser

seperti dijelaskan pada tabel-tabel berikut ini:

Dari hasil analisis diperoleh persen peningkatan gaya geser dasar gedung

SNI-1726-2002 untuk mencapai kinerja struktur pada level Immediate Occupancy

seperti pada tabel 3.32 berikut:

Tabel 3.32 Persen Peningkatan Gaya Geser Dasar Gedung SNI-1726-2002

Arah SNI-1726-2002 FEMA 440 Persen beda (%)

Vx (kg) 59273,44 469815,0477 87,4

Vy(kg) 59273,44 491996,3043 88,0

Nilai gaya geser dasar nominal Vx untuk gedung SNI-1726-2002 dan

gedung FEMA 440 memberi peningkatan sebesar 87,4% sedangkan untuk Vy

memberi peningkatan sebesar 88,0%.

Dari hasil analisis diperoleh persen peningkatan jumlah tulangan lentur

balok B2 gedung SNI-1726-2002 untuk mencapai kinerja struktur pada level

Immediate Occupancy seperti pada tabel 3.33 berikut:


Tabel 3.33 Persen Peningkatan Jumlah Tulangan Lentur Balok

Gedung SNI-1726-2002

Balok SNI-1726-2002 FEMA 440 Persen

Peningkatan

(%) B2

Tul. pakai

(D25)

Tul. pakai

(D25)

Tul. pakai

(D25)

Tul. pakai

(D25)

Atas Bawah Atas Bawah Atas Bawah

Tump.Kiri 2 2 4 3 50 33,3

Lapangan 2 2 2 2 0,0 0,0

Tump.Kanan 2 2 4 3 50 33,3

Jumlah tulangan lentur balok yang digunakan pada tumpuan kiri atas SNI-

1726-2002 dan FEMA 440 memberi peningkatan sebesar 50% sedangkan untuk

tumpuan bawah memberi peningkatan sebesar 33,3% dan di lapangan (atas dan

bawah) memberi peningkatan sebesar 0%. Untuk tumpuan kanan atas jumlah

tulangan lentur balok yang digunakan memberi peningkatan sebesar 50%

sedangkan untuk tumpuan bawah memberi peningkatan sebesar 33,3%.

Dari hasil analisis diperoleh persen peningkatan jumlah tulangan lentur

kolom C6 gedung SNI-1726-2002 untuk mencapai kinerja struktur pada level


Tabel 3.34 Persen Peningkatan Jumlah Tulangan Lentur Kolom


Kolom

SNI-1726-2002 FEMA 440 Persen Peningkatan

(%) Tul. pakai Tul. pakai (D32)

C6 4 12 66,7

Jumlah tulangan lentur kolom yang digunakan SNI-1726-2002 dan FEMA

440 memberi peningkatan sebesar 66,7%.


Dari hasil analisis diperoleh persen pengurangan jarak tulangan geser

balok B2 gedung SNI-1726-2002 untuk mencapai kinerja struktur pada level


Tabel 3.35 Persen Pengurangan Jarak Tulangan Geser Balok


Balok SNI-1726-2002 FEMA 440 Persen Pengurangan

(%) B2 Jarak tul.geser Jarak tul.geser

Tumpuan D10-100 mm D10-80 mm 20

Lapangan D10-200 mm D10-150 mm 25

Jarak tulangan geser balok gedung SNI-1726-2002 dan FEMA 440

ditumpuan memberi pengurangan sebesar 20% sedangkan dilapangan memberi

pengurangan sebesar 25%.

Dari hasil analisis diperoleh persen pengurangan jarak tulangan geser

kolom C6 gedung SNI-1726-2002 untuk mencapai kinerja struktur pada level


Tabel 3.36 Persen Pengurangan Jarak Tulangan Geser Kolom


Kolom SNI-1726-2002 FEMA 440 Persen Pengurangan

(%) C6 Jarak tul.geser Jarak tul.geser

Tumpuan D10-150 mm D10-100 mm 33,3

Lapangan D10-250 mm D10-150 mm 40

Jarak tulangan geser kolom gedung SNI-1726-2002 dan FEMA 440

ditumpuan memberi pengurangan sebesar 33,3% sedangkan dilapangan memberi

pengurangan sebesar 40%.

0721046_Chapter 3

Documents

Transcript of 0721046_Chapter 3