ITS Undergraduate 12563 Paper

1

MAKALAH TUGAS AKHIR

STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN

FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA

SNI 03-1726-2002 DAN ASCE 7-05

RHEINHARDT MAUPA

NRP 3106 100 023

Dosen Pembimbing :

Tavio, ST, MT, Ph.D

Bambang Piscesa, ST, MT

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2010

2

STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN

FLAT PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA CARA PEMBEBANAN GEMPA

SNI 03-1726-2002 DAN ASCE 7-05

Nama Mahasiswa : Rheinhardt Maupa

NRP : 3105 100 023

Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS

Dosen Pembimbing : Tavio, ST, MT, Ph.D

Bambang Piscesa, ST, MT

ABSTRAK

Sudah sejak tahun 2000 terjadi perubahan mendasar mengenai peraturan

perancangan struktur untuk beban gempa di Amerika, tempat negara kiblat yang dipakai

sebagai acuan untuk membuat Tata Cara Perhitungan Perencanaan Beban Gempa, SNI 03-

1726-2002 dan Struktur Beton Indonesia, SNI 03-2847-2002. Perkembangan terakhir

peraturan Amerika seperti NEHRP-2000, ACI 318-08, ASCE 7-05 dan IBC 2006 seharusnya

akan mempengaruhi peraturan SNI terkait yang masih berlaku saat ini. Masih ada beberapa

hal mendasar yang cukup signifikan buat para perencana struktur yang menjadi kendala

antara lain dalam menerapkan strategi perancangan struktur untuk menghitung dan

menetapkan besarnya gaya gempa rencana, syarat-syarat khusus mengenai pendetailan

penulangan, limitasi ketinggian serta konfigurasi bangunan yang diizinkan dari sistim

struktur utama pemikul gaya gempa yang seharusnya dipilih dan gaya gempa minimum.

Tugas Akhir ini berupaya menguraikan mengenai penentuan dan perhitungan gaya gempa

rencana sesuai perkembangan mutahir dari peraturan ASCE7-05.

Dalam Tugas Akhir ini membahas satu macam struktur gedung 10 lantai yang

memiliki konfigurasi simetris. Struktur gedung tersebut akan didesain dengan

menggunanakan dua Tata Cara Pembebanan Gempa, yakni SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-

05 yang pendetailan tulangannya akan memakai SNI 03-2847-2002. Setelah gaya gempa

rencana dihitung berdasarkan kedua Tata Cara tersebut, kemudian dilakukan pendetailan

tulangan berdasarkan SNI 03-2847-2002 yang hasilnya nanti akan dibandingkan. Dari hasil

perhitungan yang telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan, struktur

dengan sistem lantai flat plate yang didesain dengan menggunakan Tata Cara Pembebanan

Gempa ASCE 7-05 memiliki gaya geser dasar dan kebutuhan tulangan yang lebih banyak

pada komponen penahan beban lateralnya dibanding dengan gaya geser dasar dan

kebutuhan tulangan yang dihasilkan oleh Tata Cara Pembebanan Gempa SNI 03-17262002.

Kata kunci: SNI 03-1726-2002, ASCE 7-05, Flat plate, gaya geser dasar

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Letak Indonesia yang merupakan

pertemuan tiga lempeng yaitu lempeng Indo-

Australia, lempeng Pasifik dan lempeng

Eurasia, menyebabkan hampir semua wilayah

Indonesia mempunyai resiko gempa tektonik

tinggi. Karena letaknya yang demikian,

Indonesia seakan-akan berada di dalam

lingkaran api yang terus membara. Masih ingat

dalam benak kita pada akhir tahun 2004 terjadi

gempa super dahsyat dengan kekuatan 8,9

skala richter yang menyebabkan gelombang

Tsunami di Aceh, gempa berkekuatan 5 skala

richter yang mengguncang Jawa Barat ataupun

gempa yang baru saja meluluhlantahkan

Padang kemarin dengan kekuatan 7,2 skala

richter. Runtutan gempa yang terjadi di

Indonesia tidak hanya mengakibatkan kerugian

cukup besar tapi juga banyaknya korban yang

berjatuhan.

Terlepas dari berbagai polemik dan

kompleksnya permasalahan dari peristiwa

gempa yang terjadi, adalah tugas utama dari

para ahli maupun praktisi khususnya yang

bergerak di bidang ketekniksipilan untuk

menciptakan suatu tatanan baru mengenai

perancangan gempa yang lebih baik lagi. Hal

tersebut tentunya tidak hanya bertujuan untuk

menciptakan struktur bangunan yang lebih

kuat dan tahan gempa, tetapi juga bertujuan

untuk memberikan keamanan dan kenyamanan

bagi setiap orang yang ada dan tinggal di

dalam bangunan tersebut.

Di negara Indonesia sendiri, sebelumnya

telah ada suatu tata cara mengenai

perancangan ketahanan gempa untuk rumah

dan gedung yaitu SNI 03-1726-2002. Akan

tetapi, menurut para ahli gempa di Indonesia,

peraturan ini dirasakan sudah tidak relevan lagi

dan teknologinya telah tertinggal dari segi

konstruksi dan kegempaan. Dikatakan

demikian karena beberapa formula yang

digunakan di dalam tata cara ini secara

konseptual salah sehingga tata cara ini masih

harus direvisi dan diperbaiki lagi. SNI 03-

1726-2002 sendiri sebenarnya mengacu

kepada tat cara Amerika, Uniform Building

Code, UBC-97. Namun, sejak tahun 2000

terjadi perubahan mendasar mengenai tata cara

perancangan struktur untuk pembebanan

gempa di Amerika. Perubahan ini tentunya

akan banyak mempengaruhi tata cara yang

masih berlaku saat ini.

ASCE 7-05 merupakan tata cara gempa

terbaru yang sudah digunakan sebagai dasar

perancangan untuk pembebanan gempa di

Amerika. Dan menurut para ahli gempa di

Indonesia, tata cara gempa yang baru ini dapat

dijadikan acuan utama untuk memperbaiki

kesalahan-kesalahan yang ada pada SNI 03-

1726-2002. Mengapa harus ASCE 7-05?

Mungkin itulah yang menjadi pertanyaan

kenapa harus ASCE 7-05 yang menjadi acuan

dalam merevisi tata cara gempa yang lama.

Dunia sudah berpaling pada ASCE 7-05,

mungkin itu salah satu alasannya. Namun, hal

mendasar yang menjadi acuan untuk memakai

ASCE 7-05 sebagai acuan untuk merevisi dan

memperbaiki SNI 03-1726-2002 adalah

terletak pada konsep desain bangunan tahan

gempa yang digunakan. Pada SNI 03-1726-

2002, konsep desain yang digunakan masih

berbasis pada Force Based Design, bertahan terhadap gempa sedang tanpa kerusakan berarti

dan bertahan terhadap gempa maksimum tanpa

runtuh. Perancangan berbasis gaya tersebut

tidak menyatakan dengan jelas kriteria kinerja

yang ingin dicapai, tetapi mekanisme

keruntuhan yang direncanakan menjamin tidak

terjadi keruntuhan total (collapse) terhadap

gempa besar. Berbeda dengan ASCE 7-05

yang menggunakan konsep desain

Performance Based Earthquake Design, bangunan didisain untuk mencapai target

performance tertentu yang dikaitkan dengan

tingkat kerusakan bangunan pasca gempa

(Hoedajanto,Drajat). Konsep inilah yang

sedang dikembangkan dan menjadi tren terbaru

untuk merancang bangunan tahan gempa di

negara-negara maju.

Berangkat dari hal di atas, maka ASCE 7-

05 diharapkan dapat menjadi jawaban atas

kekurangan-kekurangan yang ada pada SNI

03-1726-2002 dan dapat diterapkan di

Indonesia sepenuhnya. Atas dasar itulah maka

penulis melakukan suatu kajian berupa studi

perbandingan antara tata cara gempa yang

lama, SNI 03-1726-2002 dengan tata cara

gempa yang baru, ASCE 7-05. Studi dilakukan

pada gedung yang menggunakan sistem lantai

flat plate yang dikombinasikan dengan dinding

geser.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas dapat ditarik

beberapa permasalahan yang akan dibahas

2

dalam tugas akhir ini, antara lain adalah

sebagai berikut:

1. Bagaimana cara mendesain struktur gedung tahan gempa dengan sistem lantai flat plate

berdasarkan Tata Cara Pembebanan Gempa

SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05?

2. Bagaimana perbedaan hasil perhitungan beban gempa untuk gedung dengan sistem

lantai flat plate yang didesain berdasarkan

tata cara SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-

05?

3. Bagaimana perbedaan hasil penulangan untuk gedung dengan sistem lantai flat

plate yang didesain berdasarkan tata cara

SNI 03-1726 dan ASCE 7-05?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam

penyusunan Tugas Akhir ini antara lain:

1. Mengetahui cara mendesain struktur gedung tahan gempa dengan sistem lantai

flat plate berdasarkan Tata Cara

Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002

dan ASCE 7-05.

2. Menunjukkan perbedaan hasil perhitungan beban gempa untuk gedung dengan sistem

lantai flat plate yang didesain berdasarkan

tata cara SNI 03-1726 dan ASCE 7-05.

Dalam hal ini perbedaan yang akan

ditunjukkan meliputi nilai base shear dan

drift yang terjadi.

3. Menunjukkan perbedaan hasil penulangan untuk gedung dengan sistem lantai flat

plate yang didesain berdasarkan tata cara

SNI 03-2847-2002 dengan pembebanan

gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan

ASCE 7-05. Dalam hal ini perbedaan yang

akan ditunjukkan meliputi hasil penulangan

untuk kolom, balok, pelat, dan shearwall.

1.4 Batasan Masalah

Batasan permasalahan yang ada dalam studi

ini meliputi:

1. Desain struktur dan pendetailan tulangan memakai SNI 03-2847-2002.

2. Perhitungan gaya gempa memakai SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05.

3. Sistem struktur berupa sistem lantai flat plate.

4. Gedung terletak di wilayah gempa 4, tanah keras, dan berfungsi sebagai perkantoran.

5. Tidak meninjau perancangan pondasi dan struktur sekunder.

6. Tidak meninjau aspek ekonomi. 7. Perhitungan analisis struktur menggunakan

program ETABS 9.07.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Pada tugas akhir ini akan direncanakan

struktur bangunan gedung yang terletak di

Wilayah Gempa menengah. Tipe struktur

menggunakan sistem lantai flat plate yang

pendetailannya akan di desain sesuai dengan

SNI-03-2847-2002, Pasal 23.10 berdasarkan

pembebanan gempa SNI 03-1726-2002 dan

ASCE 7-05.

2.2 Flat Plate

Pada umumnya, ada dua jenis sistem

lantai yaitu one-way beam and slab (balok-

pelat satu arah) dan two-way slab (pelat dua

arah ) yang terdiri dari flat plate, flat slab, dan

waffle slab.

Gambar 2.1 Jenis Sistem Lantai

Flat plate merupakan pelat beton pejal

dengan tebal merata yang mentransfer beban

secara langsung ke kolom pendukung tanpa

bantuan balok atau kepala kolom atau drop

panel (Jack C. McCormac,2002). Flat plate

diperkuat dalam dua arah sehingga

meneruskan bebannya secara langsung ke

kolom-kolom yang mendukungnya. Pelat ini

membutuhkan tinggi lantai terkecil untuk

memberikan persyaratan tinggi ruangan dan

memberikan fleksibilitas terbaik dalam

susunan kolom dan partisi. Kapabilitas flat

plate terhadap gempa relative kecil,

sumbangan kekakuan terhadap beban lateral

relatif kecil bahkan tidak memadai untuk

bangunan tinggi karena kemampuan struktur

yang lebih dominan terhadap beban vertikal

(gravitasi) dibanding beban lateral, sehingga

flat plate perlu sistem struktur penahan lateral

tersendiri, bisa portal khusus atau shearwall

(wiryantowordpress,2008).

Pelat datar punya kelemahan dalam

transfer geser di sekeliling kolom. Dengan kata

(

a

)

(

b

)

(

c

)

(d

)

3

lain, ada bahaya dimana kolom akan

menembus pelat (punching shear). Tekanan

pons di kolom tidak kuat dengan tegangan

normal pelat beton. Oleh karena itu, untuk

mengatasi hal tersebut dilakukan penambahan

ketebalan pelat atau menggunakan shearhead

2.3 Pembebanan Gempa Berdasarkan SNI

03-1726-2002

2.3.1 Peraturan Perencanaan

Syarat-syarat perancangan struktur

gedung tahan gempa yang ditetapkan dalam

standar ini tidak berlaku untuk bangunan

sebagai berikut:

- Gedung dengan sistem struktur yang tidak umum atau yang masih memerlukan

pembuktian tentang kelayakan nya.

- Gedung dengan sistem isolasi landasan (base isolation) untuk meredam

pengaruh gempa terhadap struktur atas.

2.3.2 Gempa Rencana

Gempa rencana ditetapkan mempunyai

perioda ulang 500 tahun, agar probabilitas

terjadinya terbatas pada 10% selama umur

gedung 50 tahun. Akibat pengaruh gempa

rencana, struktur gedung secara keseluruhan

harus masih berdiri, walaupun sudah berada

dalam kondisi di ambang keruntuhan.

Pengaruh gempa rencana itu harus

dikalikan oleh suatu faktor keutamaan gedung

I. Faktor keutamaan ini untuk menyesuaikan

periode ulang. Gempa berkaitan dengan

penyesuaian umur gedung. Faktor keutamaan

ini bergantung pada berbagai kategori

gedung dan bangunan yang telah diatur pada

SNI 03-1726-2002, Pasal 4.1.2

2.3.3 Wilayah Gempa dan Respon

Spektrum Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6

Wilayah Gempa seperti ditunjukkan dalam

Gambar 2.2, di mana Wilayah Gempa 1 adalah

wilayah dengan kegempaan paling rendah dan

Wilayah Gempa 6 dengan kegempaan paling

tinggi. Pembagian Wilayah Gempa ini,

didasarkan atas percepatan puncak batuan

dasar akibat pengaruh Gempa Rencana dengan

perioda ulang 500 tahun, yang nilai rata-

ratanya untuk setiap Wilayah Gempa

ditetapkan dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1 Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan

Puncak Muka Tanah SNI 03-1726-2002

Wilayah

Gempa

Percepatan

Puncak

Batuan Dasar

(g)

Percepatan Puncak Muka

Tanah Ao (g) Tanah Keras

Tanah

Sedang

Tanah

Lunak

1 0,03 0,04 0,05 0,08

2 0,10 0,12 0,15 0,20

3 0,15 0,18 0,23 0,30

4 0,20 0,24 0,28 0,34

5 0,25 0,28 0,32 0,36

6 0,30 0,33 0,36 0,38

Gambar 2.2. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan

puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun sesuai

SNI 03-1726-2002

Untuk masing-masing Wilayah Gempa

ditetapkan spektrum respons gempa rencana

seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.3. C

adalah faktor respons gempa dinyatakan dalam

percepatan gravitasi dan T adalah waktu getar

alami struktur gedung dinyatakan dalam detik.

Untuk T = 0 nilai C tersebut menjadi sama

dengan Ao, di mana Ao merupakan percepatan

puncak muka tanah menurut Tabel 2.1.

Gambar 2.3 Respons spektrum gempa rencana wilayah 4

2.3.4 Kategori Gedung Kategori struktur berdasarkan pada

tingkat kepentingan gedung pasca gempa,

misal gedung umum (hunian, niaga,

kantor), bangunan monumental, gedung

penting pasca gempa (rumah sakit, instalasi

air bersih, pembangkit tenaga listrik, dsb),

gedung tempat menyimpan bahan

berbahaya (gas, minyak bumi, bahan

beracun), atau cerobong dan tangki diatas

menara. Pengaruh Gempa Rencana harus

dikalikan dengan suatu faktor keutamaan I.

Dari tabel dibawah, nilai faktor keutamaan

untuk gedung perkantoran adalah I = 1,0.

4

Tabel 2.2. Faktor Keutamaan

Kategori Gedung Faktor Keutamaan

(I)

Gedung umum seperti untuk penghunian,

perniagaan dan perkantoran. 1,0

Monumen dan bangunan monumental 1,6

Gedung penting pasca gempa seperti

rumah sakit, instalasi air bersih,

pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat,

fasilitas radio dan televisi.

1,4

Gedung untuk menyimpan bahan

berbahaya seperti gas, produk minyak

bumi, asam, bahan beracun.

1,6

Cerobong, tangki di atas menara. 1,5

2.3.5 Struktur Gedung Beraturan dan

Tidak Beraturan

Struktur gedung beraturan harus memenuhi ketentuan SNI 03-1726-2002,

Pasal 4.2.1. Pengaruh gempa rencana

struktur gedung beraturan ini dapat

ditinjau sebagai pengaruh beban gempa

statik ekivalen. Sehingga analisisnya dapat

menggunakan analisis statik ekivalen.

Struktur gedung tidak beraturan adalah struktur gedung yang tidak memenuhi

syarat konfigurasi struktur gedung

beraturan atau tidak sesuai SNI 03-1726-

2002, Pasal 4.2.1. Pengaruh gempa struktur

ini harus diatur dengan menggunakan

pembebanan gempa dinamik. Sehingga

analisinya dapat menggunakan analisis

respons dinamik.

2.3.6 Daktilitas Struktur

Daktail adalah kemampuan deformasi

inelastis tanpa kehilangan kekuatan yang

berarti. Sedangkan struktur daktail adalah

kemampuan struktur mengalami simpangan

pasca elastik yang besar secara berulang

kali dan bolak-balik akibat gempa yang

menyebabkan terjadinya pelelehan pertama,

sambil mempertahankan kekuatan dan

kekakuan yang cukup, sehingga struktur

tersebut tetap berdiri, walaupun sudah

berada dalam kodisi di ambang keruntuhan

Faktor daktilitas struktur gedung

adalah rasio antara simpangan maksimum

struktur gedung akibat pengaruh gempa

rencana pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan m dan simpangan

struktur gedung pada saat terjadinya

pelelehan pertama y, yaitu :

my

m,01

Dalam persamaan diatas = 1,0 adalah

nilai faktor daktilitas untuk struktur gedung yang berperilaku elastik penuh, sedangkan m

adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang

dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung

yang bersangkutan menurut SNI 03-1726-

2002, Pasal. 4.3.4.

Dalam Tugas akhir ini akan

direncanakan struktur gedung menggunakan

flat plate. Uraian dari sistem pemikul beban

gempa dari flat plate ini adalah berupa

struktur rangka gedung dengan dinding geser

beton bertulang dimana beban gravitasi dipikul

oleh rangka ruang sedangkan beban lateral

dipikul oleh dinding geser. Sehingga nilai

faktor daktilitas maximum, faktor reduksi

gempa maximum, faktor tahanan lebih

struktur dan faktor tahanan lebih total adalah,

m= 3,3 ; Rm =5,5 ; f = 2,8

2.3.7 Gaya Geser Dasar Gempa dan Beban

Lateral Gempa

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Pasal

6.1, struktur gedung beraturan dapat

direncanakan terhadap pembebanan gempa

nominal akibat gempa rencana dalam arah

masing-masing sumbu utama denah struktur

tersebut, berupa beban gempa nominal statik

ekuivalen. Apabila kategori gedung memiliki

faktor keutamaan I menurut Tabel 2.3 dan

strukturnya untuk suatu arah sumbu utama

denah struktur dan sekaligus arah pembebanan

gempa rencana memiliki faktor reduksi gempa

R dan waktu getar alami fundamental T1, maka

beban geser dasar nominal static ekuivalen V

terjadi di tingkat dasar dapat diperhitungkan

menurut persamaan:

dimana C1 adalah nilai faktor respons gempa

yang didapat dari spektrum respons gempa

rencana untuk waktu getar alami fundamental

T1, sedangkan Wt adalah berat total gedung,

termasuk beban hidup yang sesuai.

Beban geser nominal tersebut diatas

harus dapat dibagikan sepanjang tinggi struktur

gedung menjadi beban gempa nominal statik

ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat

massa lantai ke-i menurut persamaan :

tWR

ICV 1

5

V

zW

zWF

n

i

ii

iii

1

di mana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i,

termasuk beban hidup yang sesuai, zi adalah

ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf

penjepitan lateral, sedangkan n adalah nomor

lantai tingkat paling atas.

2.3.8 Waktu Getar Alami Fundamental

Waktu getar alami fundamental struktur

gedung beraturan dalam arah masing masing

sumbu utama dapat ditentukan dengan rumus

Rayleigh sebagai berikut :

n

i

ii

n

i

ii

i

dFg

dW

,T

1

1

2

36 di

mana Wi dan Fi mempunyai arti yang sama

seperti yang disebut dalam SNI 03-1726-2002,

Pasal 6.1.3, di adalah simpangan horisontal

lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm dan

g adalah percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9810 mm/det

2.

2.4 Pembebanan Gempa Berdasarkan

ASCE 7-05

2.4.1 Persyaratan Dasar

Prosedur analisis dan desain gempa

yang digunakan dalam desain struktur

bangunan dan komponennya harus seperti

yang ditetapkan dalam ASCE 7-05. Struktur

bangunan harus melibatkan sistem penahan

gaya lateral dan vertikal yang lengkap yang

mampu memberikan kekuatan, kekakuan, dan

kapasitas disipasi energi yang cukup untuk

menahan pergerakan tanah desain dalam

batasan kebutuhan deformasi dan kekuatan

yang ditetapkan. Pergerakan tanah desain

harus diasumsikan terjadi sepanjang segala

arah horisontal struktur bangunan. Kecukupan

sistem struktur harus ditunjukkan melalui

pembentukan model matematik dan evaluasi

model ini untuk pengaruh pergerakan tanah

desain. Gaya gempa desain, dan distribusinya

sepanjang ketinggian struktur bangunan, harus

dibentuk sesuai dengan salah satu prosedur

yang sesuai yang ditunjukkan dalam ASCE 7-

05, Pasal 12.6 dan gaya dalam dan deformasi

yang terkait dalam komponen struktur harus

ditentukan. Prosedur alternatif yang disetujui

tidak boleh dipakai untuk menentukan gaya

gempa dan distribusinya kecuali bila gaya

dalam dan deformasi terkait dalam komponen

struktur ditentukan menggunakan model yang

konsisten dengan prosedur yang diadopsi.

2.4.2 Prosedur Perencanaan

Berbagai data yang diperlukan dalam

menentukan beban seismik pada ASCE 7-05

secara umum adalah sebagai berikut :

1. Kategori hunian dan faktor keutamaan (I)

2. Klasifikasi Site

3. Peta percepatan respon spektral, SS dan S1

4. Spectral response coefficients, SDS dan SD1

5. Seismic design category (SDC)

6. Penentuan Koefisien R, Cd, dan 7. Analysis procedure yang dipergunakan

8. Basic seismic-force-resisting system

9. Design base shear

10. Seismic response coefficient, CS 2.4.3 Kategori Hunian dan Faktor

Keutamaan

Kategori Hunian dari bangunan terdapat

pada ASCE 7-05, Tabel 1.1, sedangkan Faktor

Keutamaan (I) dijelaskan pada ASCE 7-05,

Tabel 11.5-1.

2.4.4 Klasifikasi Site Berdasarkan propertis tanah di site, site

harus diklasifikasikan sebagai Klasifikasi

Tanah A, B, C, D, E, atau F sesuai dengan

ASCE 7-05, Pasal 20. Dimana properties tanah

tidak diketahui dengan cukup detil untuk

menentukan Klasifikasi Tanah, harus

digunakan Klasifikasi Tanah D kecuali jika

diperoleh data geoteknik untuk menentukan

klasifikasi tanah E atau F.

Pengklasifikasian tanah ditentukan

berdasarkan kondisi tanah sesuai tabel berikut

(ASCE7-05, Tabel 20.1). Tabel 2.3 Klasifikasi Site

Klasifikasi Site Vs N or

Nch Su

A. Hard rock >5,000 ft/s NA NA

B. Rock 2,500to

5,000 ft/s NA NA

C. Very dense soil and

soil rock

1,200to

2500 ft/s >50 >2,000 psf

D. Stiff soil 600to

1,200 ft/s

15to

50

1,000to

2,000 psf

E. Soft clay soil

6

peta kontur percepatan gempa rencana

maximum dari batuan dasar untuk waktu getar

pendek 0,2 detik SS dan 1 detik, S1.

Gambar 2.4 Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon

Spektral 0,2 detik

Gambar 2.5 Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon

Spektral 1 detik

2.4.6 Parameter Percepatan Respon

Spektral

Percepatan Respon Spectral MCE untuk

periode singkat (SMS) dan pada periode 1 detik

(SM1) yang diatur untuk efek klasifikasi tanah

dihitung berdasarkan persamaan berikut :

SMS = Fa SS

SM1 = F S1

Keterangan:

SMS = percepatan respon spectral MCE pada

peta pada period pedek

SM1 = percepatan respon spectral MCE pada

peta pada period 1detik

Dimana koefisien tanah Fa dan Fv

didefinisikan dalam ASCE 7-05, Tabel 11.4-1

dan Tabel 11.4-2.

Tabel 2.4 Koefisien Tanah, Fa

Klasifikasi

Site

Parameter Percepatan Respon Spektral

Gempa

Maksimum Pada Period Pendek

Ss 0,25

Ss =

0,5

Ss =

0,75

Ss =

1,0

Ss 1,25

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

C 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

D 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

E 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

F Lihat Pasal 11.4.7

Catatan: Gunakan interpolasi garis lurus untuk Nilai-

nilai tengah dari Ss

Tabel 2.5 Koefisien Tanah, Fv

Klasifikasi

Site


Gempa

Maksimum Pada Period 1 detik

S1 0,1

S1 =

0,2

S1 =

0,3

S1 =

0,4

S1 0,5

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

C 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

D 2,4 2,0 1,8 1,6 1,5

E 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4


Catatan: Gunakan interpolasi garis lurus untuk Nilai-

nilai tengah dari S


gempa rencana pada period pendek, SDS, dan

pada period 1 detik, SD1, harus ditentukan dari

persamaan berikut :

SDS = 2/3 SMS

SD1 = 2/3 SM1

2.4.7 Kategori Desain Gempa Perhitungan perancangan besarnya gaya

gempa rencana untuk desain dan analisis

perhitungan dinyatakan oleh besarnya gaya

geser dasar, ketentuan mengenai syarat

kekuatan dan pendetailan tulangan serta

fleksibilitas ketidak teraturan bentuk bangunan

dan limitasi tinggi bangunan tidak lagi

ditentukan oleh peta zoning gempa

sebagaimana halnya yang telah ditetapkan

dalam SNI 1726-02. Pada ASCE 7-05,

ketentuan mengenai hal tersebut di atas telah di

gantikan oleh kriteria perancangan baru yang

di sebut Kategori Desain Gempa (Seismic

Design Category-SDC) dan dikaitkan dengan

Kategori Hunian atau Occupancy Category.

Struktur harus diperuntukan pada Kategori

Desain Gempa sesuai dengan ASCE 7-05,

Tabel 11.6-1 dan Tabel 11.6-2. Tabel 2.6 Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter

Percepatan Respon Period Pendek

Nilai SDS Kategori Hunian

I atau II III IV

SDS < 0,167 A A A

0,167 SDS < 0,33 B B C

0,33 SDS < 0,50 C C D

0,50 SDS D D D

Tabel 2.7 Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter

Percepatan Respon Period 1 detik

Nilai SD1 Kategori Hunian

I atau II III IV

SD1 < 0,067 A A A

0,067 SD1 < 0,133 B B C

0,133 SD1 < 0,20 C C D

0,20 SD1 D D D

7

2.4.8 Penentuan Koefisien R, Cd, dan 0 Sistem penahan gaya gempa lateral dan

vertikal dasar harus memenuhi pada salah satu

tipe yang ditunjukkan dalam ASCE 7-05,

Tabel 12.2-1 atau kombinasi sistem seperti

dalam ASCE 7-05, Pasal 12.2.2, 12.2.3, dan

12.2.4. Setiap tipe dibagi-bagi oleh tipe elemen

vertikal yang digunakan untuk menahan gaya

gempa lateral. Sistem struktur yang digunakan

harus sesuai dengan kategori desain gempa dan

batasan ketinggian yang ditunjukkan dalam

Tabel, 12.2-1. Koefisien modifikasi respons

yang tepat, R, faktor kuat lebih sistem, 0, dan

faktor pembesaran defleksi, Cd, ditunjukkan

dalam Tabel 12.2-1 harus digunakan dalam

penentuan geser dasar, gaya desain elemen,

dan drif tingkat desain.


direncanakan struktur gedung menggunakan

flat plate. Uraian dari sistem pemikul beban

gempa dari flat plate ini adalah berupa

struktur rangka gedung dengan dinding geser

beton bertulang biasa, Sehingga koefisien

modifikasi respons, R, faktor kuat lebih sistem,

0, dan faktor pembesaran defleksi, Cd adalah

sebagai berikut:

R = 5 ; 0 =2,5 ; Cd = 4,5

2.4.9 Konfigurasi Struktur

Pada ASCE 7-05, struktur dapat

diklasifikasikan sebagai beraturan atau tidak

beraturan berdasarkan pada konfigurasi

horisontal dan vertikal.

Ketidakteraturan Horisontal Struktur yang mempunyai satu atau lebih

jenis ketidakteraturan yang terdapat pada

ASCE 7-05, Tabel 12.3-1 harus

direncanakan sebagai struktur yang

mempunyai ketidakteraturan structural

horisontal. Struktur yang digunakan pada

kategori rencana gempa pada Tabel 12.3-1

harus memenuhi ketentuan pada tabel

dalam subbab tersebut.

Ketidakteraturan Vertikal Struktur yang mempunyai satu atau lebih

jenis ketidakteraturan seperti yang tertera

pada ASCE 7-05, Tabel 12.3-2 harus

direncanakan sebagai struktur yang dengan

ketidakaturan vertical. Struktur yang

digunakan pada kategori rencana gempa

pada Tabel 2.3-2 harus memenuhi

ketentuan dalam tabel tersebut.


direncanakan struktur dengan konfigurasi

denah gedung yang beraturan (regular).

2.4.10 Prosedur Analisis yang dipergunakan

Analisis struktur yang dibutuhkan terdiri

dari salah satu dari tipe yang diperbolehkan

dalam ASCE 7-05, Tabel 12.6-1 berdasar pada

kategori desain gempa struktur, sistem

struktural, data dinamik, dan keteraturan, atau

dengan persetujuan otoritas yang mempunyai

yurisdiksi, suatu alternatif prosedur yang

berlaku umum boleh digunakan. Prosedur

Analisis yang terpilih harus diselesaikan

menurut kebutuhan sesuai dengan subbab yang

terkait mengacu pada Tabel 5.6-1.

2.4.11 Prosedur Gaya Lateral Ekivalen

Geser dasar gempa (base shear), V, dalam

arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan ASCE 7-05, Pers.12.8-1.

V = CsW

dimana

Cs = koefisien respons gempa yang ditentukan

sesuai dengan Pasal 12.8.1.1

W = berat gempa efektif menurut Pasal 12.7.2.

Koefisien Respons Gempa dapat dihitung

sesuai dengan ASCE 7-05, Pers.12.8-2.

T

R

SC DSs

dimana SDS = parameter percepatan respons spektrum

desain dalam rentang perioda pendek

seperti ditentukan dari Pasal 11.4.4

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel

12.2-1

I = faktor keutamaan hunian yang ditentukan

sesuai dengan Pasal 11.5.1

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan

ASCE 7-05, Pers. 12.8-2 tidak perlu melebihi:

I

RT

SC Ds

1 untuk T TL

I

RT

TSC LDs

2

1 untuk T > TL

Cs harus tidak kurang dari

Cs = 0,01

Sebagai tambahan, untuk struktur yang

berlokasi dimana S1 sama dengan atau lebih

besar dari 0,6g, Cs harus tidak kurang dari

8

I

R

S

sC1

5,0

2.4.12 Penentuan Perioda Perioda struktur dasar, T, dalam arah yang

ditinjau harus diperoleh menggunakan properti

struktur dan karateristik deformasi elemen

penahan dalam analisis yang teruji. Perioda

dasar, T, tidak boleh melebihi hasil koefisien

untuk batasan atas pada perioda yang dihitung

(Cu) dari ASCE 7-05, Tabel 12.8-1 dan perioda

dasar pendekatan, Ta, yang ditentukan dari

ASCE 7-05, Pers. 12.8-7. Sebagai alternatif

pada pelaksanaan analisis untuk menentukan

perioda dasar, T, diijinkan secara langsung

menggunakan perioda bangunan pendekatan,

Ta, yang dihitung sesuai dengan ASCE 7-05,

Pasal 12.8.2.1. Perioda dasar pendekatan (Ta),

dalam detik, harus ditentukan dari ASCE 7-05,

Pasal 12.8.2.1, Pers.12.8-7, x

nta hCT dimana

hn adalah tinggi dalam ft di atas dasar sampai

tingkat tertinggi struktur dan koefisien Ct dan x

ditentukan dari ASCE 7-05, Tabel 12.8-2. Tabel 2.9 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct Dan x

Tipe Struktur Ct x

Sistem rangka penahan momen dimana

rangka menahan 100% gaya gempa

yang disyaratkan dan tidak dilingkupi

atau dihubungkan dengan komponen

yang lebih kaku dan akan mencegah

rangka dari defleksi bilamana dikenai

gaya gempa:

Rangka penahan momen baja 0,028

(0,0724)a

0,8

Rangka penahan momen beton 0,016

(0,0466)a

0,9

Rangka baja dibres secara eksentris 0,03

(0,0731)a

0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,02

(0,0488)a

0,75

aEkivalensi metrik ditunjukkan dalam tanda kurung.

Dimana nilai Perioda dasar, T, tidak boleh

melebihi, T CuTa dengan Cu sebagai batasan atas pada perioda yang dihitung yang

ditentukan dari ASCE 7-05, Tabel 12.8-1. Tabel 2.10 Koefisien Untuk Batasan Atas Pada Perioda Yang

Dihitung

Parameter Percepatan Respons

Spektrum Desain pada 1 detik,

SD1

Koefisien Cu

0,4 1,4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

0,1 1,7

2.4.13 Distribusi Gaya Gempa Vertikal

Gaya gempa lateral (Fx) (kip atau kN)

yang timbul di semua tingkat harus ditentukan

dari ASCE 7-05, Pasal 12.8.3:

Fx = CvxV dan n

i

k

ii

k

xx

vx

hw

hwC

1

dimana

Cvx = faktor distribusi vertikal,

V = gaya lateral desain total atau geser di

dasar struktur

wi and wx = porsi berat gempa efektif total

struktur (W) yang ditempatkan atau

dikenakan pada tingkat i atau x

hi and hx = tinggi (ft atau m) dari dasar sampai

Tingkat i atau x

k = eksponen yang terkait dengan

perioda struktur sebagai berikut:

untuk struktur yang mempunyai perioda

sebesar 0,5 detik atau kurang, k = 1

untuk struktur yang mempunyai perioda

sebesar 2,5 detik atau lebih, k = 2

untuk struktur yang mempunyai perioda antara

0,5 dan 2,5 detik, k harus sebesar 2 atau harus

ditentukan dengan interpolasi linier antara 1

dan 2

2.4.14 Distribusi Gaya Gempa Horizontal

Geser tingkat desain gempa di semua

tingkat (Vx) (kip atau kN) harus ditentukan dari

ASCE 7-05, Pasal 12.8.4: n

xi

ix FV

dimana Fi = porsi geser dasar gempa (V) (kip

atau kN) yang timbul di Tingkat i.

Geser tingkat desain gempa (Vx) (kip atau

kN) harus didistribusikan pada berbagai

elemen vertikal sistem penahan gaya gempa di

tingkat yang ditinjau berdasarkan pada

kekakuan lateral relatif elemen penahan

vertikal dan diafragma.

BAB III

METODOLOGI

Metodologi ini akan menguraikan dan

menjelaskan urutan pelaksanaan penyelesaian

tugas akhir secara rinci, mulai dari

pengumpulan data, literatur dan pedoman

perancangan, sampai dengan kesimpulan akhir

dari analisas struktur ini yaitu untuk

membandingkan dua permodelan struktur,

Berikut ini adalah langkah-langkah

penyelesaian yang akan dilakukan penulis.

9

3.1 Studi Literatur

Mempelajari literatur/pustaka yang

berkaitan dengan tugas akhir diantaranya

tentang peraturan yang membahas

perancangan struktur, antara lain :

a. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).

b. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk

Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002).

c. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perhitungan Pembebanan untuk Bangunan

Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989).

d. Ketentuan Beban Disain Minimum untuk Gedung dan Struktur Lain (ASCE 7-05).

e. Jurnal-jurnal yang terkait dengan tugas akhir.

3.2 Studi Kasus

Dalam tugas akhir ini, permodelan

struktur yang digunakan adalah sistem lantai

flat plate yang dikombinasikan dengan dinding

geser sebagai pemikul beban lateral.

Direncanakan didirikan di daerah gempa

menengah menurut ketentuan SNI 03-2847-

2002 dengan pembebanan gempa berdasarkan

SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05 yang

nantinya hasilanya akan dibandingkan.

500 500 500 500 500 500 500

6

B C D E F G H I

600

600

600

600600

5

4

3

2

1

A

600

500

Y

X

600

Gambar 3.1 Model Denah Tipikal Struktur Simetris Flat

Plate

3.3 Preliminary Design

3.3.1 Perencanaan Balok Tepi Menurut SNI 03-2847-2002, Tabel 8,

balok pada 2 tumpuan sederhana memiliki

tebal minimum (bila lendutan tidak dihitung):

Lh16

1

min

a. Untuk struktur ringan dengan berat

jenis 1500 kg/m3 2000 kg/m

3, nilai di atas

harus dikalikan dengan 1,65-(0,0003) Wc

tetapi tidak kurang dari 1,09.

b. Untuk fy selain 400 Mpa, nilainya harus

dikalikan dengan (0.4 + fy/700), dimana L =

Panjang beton, Wc = Berat jenis beton, f y =

Mutu baja. 3.3.2 Perencanaan Dimensi Kolom

Adapun rumus yang digunakan untuk

merencanakan dimensi kolom :

A

Nf ukc'

'' cc ff

dimana N

uk = beban aksial yang diterima kolom

fc = kuat tekan beton karakteristik

A = luas penampang kolom

= faktor reduksi untuk komponen struktur

dengan tulangan spiral maupun

sengkang ikat. akan tetapi tersebut

hanya memperhitungkan akibat gaya

aksial saja, maka agar kolom juga

mampu menahan gaya momen diambil

= 0,3 ~0,35

3.3.3 Perencanaan Ketebalan Pelat

Tebal minimum pelat tanpa balok yang

menghubungkan tumpuan-tumpuannya dan

mempunyai rasio bentang panjang terhadap

bentang pendek yang tidak lebih dari dua harus

memenuhi ketentuan SNI 03 2847 2002, Pasal 11.5.3.2.

Tabel 3.1 Ketentuan Tebal Minimum Pelat

Tegangan

leleh, fy

Tanpa penebalan

Panel luar

Panel dalam Tanpa

balok

pinggir

Dengan

balok

pinggir

300 33

36

36

400 30

33

33

500 28

31

31

3.4 Pembebanan

Pembebanan dikelompokkan menjadi dua

menurut arah gayanya, yaitu beban vertikal

dan beban horizontal. Untuk beban vertikal

terdiri dari:

a. Beban mati (RSNI 03-1727 -2002)

b. Beban hidup ( RSNI 03-1727-2002)

Sedangkan beban horizontal terdiri dari

beban gempa statik dan beban angin. Beban

gempa direncanakan berdasarkan dua tata cara

perhitungan pembebanan gempa, yakni SNI

03-1726-2002 dan ASCE 7-05. Sedangkan

beban angin dalam tugas akhir ini tidak

diperhitungkan karena masih kalah besar

dengan beban gempa.

10

3.5 Kombinasi Pembebanan Kombinasi Pembebanan yang akan

digunakan sesuai dengan ketentuan SNI 03-

1726-2002, Pasal 11.2.

a. 1,4 D

b. 1,2 D + 1,6 L

c. 1,2 D + 1,0 L 1,0 E

d. 0,9 D 1,0 E

3.6 Analisa Struktur

Penghitungan gaya-gaya dalam pada

rangka utama diperoleh dengan bantuan

program ETABS v9. 07.

3.7 Pendetailan Struktur Primer

3.7.1 Penulangan Balok Tepi

Tulangan direncanakan setelah

memperhitungkan beban yang diterima. Dalam

perhitungan tulangan digunakan rasio tulangan

min < perlu < max. Untuk struktur yang berada di wilayah

gempa menengah maka penulangan balok

mengikuti SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.1

sampai dengan Pasal 23.10.4.

3.7.2 Penulangan Geser Balok Tulangan geser balok (sengkang)

direncanakan sesuai ketentuan SNI 03-2847-

2002, Pasal 13 dan Pasal 23.10.4.2.

3.7.3 Penulangan Kolom Perhitungan dapat dilakukan dengan

menggunakan hasil output program ETABS

v9.07 yang kemudian menjadi input untuk

program PCACOL. Perangkat lunak

PCACOL dapat membantu kita dalam

merencanakan tulangan kolom.

Untuk struktur yang berada di wilayah

gempa menengah maka penulangan balok

mengikuti SNI 03-2847-2002, Pasal 23.10.1,

Pasal 23.10.2, Pasal 23.10.3 dan Pasal 23.10.5.

3.7.4 Perencanaan Pelat

Perancangan pelat dilakukan dengan

output gaya dalam dari progam ETABS v9.07

yang kemudian dianalisa dengan menggunakan

metoda portal ekivalen.

3.7.4.1 Momen rencana pada jalur tengah 1. Bagian dari momen terfaktor negatif dan

positif yang tidak dipikul lajur kolom

harus dibagikan secara proporsional

pada setengah lajur-lajur tengah yang

berada di sebelahnya.

2. Masing-masing lajur tengah harus

direncanakan mampu memikul

jumlah momen yang diberikan pada

kedua setengah lajur tengah yang

bersebelahan.

3. Suatu lajur tengah yang berdekatan dan

sejajar dengan sua tu tepi yang ditumpu

oleh dinding harus direncanakan mampu

memikul dua kali momen yang dibagikan

pada setengah lajur tengah yang berdekatan

dengan tumpuan dalam pertama.

3.7.4.2 Perhitungan tulangan sekunder pelat

Tata cara penulangan dilakukan seperti

pada penulangan balok. Untuk struktur yang

berada di wilayah gempa menengah maka

penulangan pelat mengikuti SNI 03-2847-

2002, Pasal 23.10.6 untuk pelat dua arah tanpa

balok.

3.7.4.3 Hubungan slab-kolom

Untuk hubungan slab-kolom, yang paling

penting ialah mengenai penulangan punching

shear yang seminimal mungkin harus

dihindari. Perumusan geser yang digunakan

menganut peraturan SNI 03-2847-2002, Pasal

13.12:

Vc =

Sedangkan gaya geser yang bekerja pada

slab-kolom sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal

13.12.6:

c

ABuv

c

uu

J

CM

A

VV

dengan

fv1 ;

2

1

3

21

1

b

bf

dimana Ac = luas beton yang dianggap sebagai

penampang kritis

Jc = momen inersia penampang kritis

s = 40 (kolom dalam) , 30 (kolom tepi) ;20

(kolom sudut)

Tulangan geser diperlukan apabila Vu >

Vc maka Vc ditentukan dengan rumus: Vc =

df c ob' , dimana bo perimeter

penampang kritis.

3.7.5 Penulangan Dinding Geser Untuk perancangan shearwall harus

memenuhi ketentuan SNI 03-2847-2002, Pasal

13 dan Pasal 16 untuk dinding geser biasa.

dbf oc'6

121

dbfb

doc

o

s '12

12

dbf oc'3

1

11

Kuat geser untuk dinding geser ditentukan

sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal 13.10.6

dengan persamaan:

Vc =

wL

du

N

hdc

f4

'4

1 atau;

Vc= 10

2

2'

'4

1 hd

pL

uV

uM

hw

L

uN

cf

wL

cf

Dari kedua persamaan tersebut diambil Vc

yang terkecil. Sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal

13.10.8, apabila gaya geser terfaktor Vu lebih

besar daripada Vc/2, maka tulangan harus disediakan sesuai dengan SNI 03-2847-2002,

Pasal 13.10.9.

Gambar 3.3 Diagram Alir Metodologi

BAB IV

PRELIMINARY DESIGN

4.1 Umum

Bab ini berisi perhitungan-perhitungan

untuk menentukan perkiraan awal dari

struktur bangunan. Dimensi yang ditentukan

pada bab ini antara lain adalah ukuran pelat

beserta dimensi dari pelat yang akan

direncanakan, ukuran kolom, dimensi balok

tepi, dan ukuran shearwall.

4.2 Data Perencanaan

Data- data perancangan yang akan

digunakan adalah sebagai berikut :

Tipe bangunan : Perkantoran

Jumlah Tingkat : 10 Tingkat

Wilayah Gempa : Menengah

Lebar Bangunan : 30 m

Panjang Bangunan : 40 m

Tinggi Bangunan : 35,5 m

Mutu beton (fc) : 35 MPa

Mutu Baja (fy) : 400 Mpa

4.3 Perencanaan Dimensi Flat Plate

a) Dimensi kolom flat plate

Dalam menentukan dimensi kolom pada

tahap preliminary design ini menggunakan

cara tributary area. digunakan kolom dengan

dimensi 60/60 cm

b). Dimensi pelat flat plate

Tebal pelat lantai = 20 cm

Tebal pelat atap = 20 cm

c). Dimensi Balok Tepi

Balok tepi lantai

Direncanakan balok tepi arah X 40/60 cm

Direncanakan balok tepi arah Y 40/60 cm

d). Dimensi Dinding Geser

Direncanakan:

Tebal Dinding Geser = 40 cm

BAB V

PENDETAILAN STRUKTUR PRIMER

DENGAN PEMBEBANAN GEMPA

SNI 03-1726-2002

5.1 Umum

Perancangan struktur primer pada sistem

lantai flat plate yang dikombinasikan dengan

dinding geser meliputi perancangan balok tepi,

pelat, kolom dan shearwall. Dasar input

perhitungan diambil berdasarkan hasil running

permodelan pembebanan dari progam ETABS

v9.07. Pada penulangan pelat akan dibahas

mengenai jenis-jenis penulangan pelat flat

plate yang meliputi penulangan lentur pelat,

penulangan jalur tengah dan jalur kolom serta

penulangan susut pelat. Beban lateral dari

Studi Literatur

Start

Preliminary Design

Analisis Pembebanan - Beban mati

- Beban hidup

- Beban gempa sesuai SNI 03-1726-2002

- Kombinasi pembebanan

Analisis Pembebanan - Beban mati

- Beban hidup

- Beban gempa sesuai ASCE 7-05

- Kombinasi pembebanan

Permodelan dan Running

Program ETABS v.9.07

Permodelan dan Running

Program ETABS v.9.07

Analisis

Struktur

Analisis

Struktur

No

Yes Yes

Hasil Perbandingan

Finish

Kesimpulan dan Saran

12

gempa untuk struktur gedung pada bab ini

diselesaikan dengan menggunakan Tata Cara

Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002.


Sebelum memulai analisis beban gempa,

dilakukan permodelan struktur terhadap

gedung yang hendak direncanakan. Gedung

dimodelkan sebagai bangunan simetris tipikal

setinggi 10 tingkat. Adapun data perancangan

yang dipakai sebagai berikut.

Fungsi gedung : Perkantoran

Luas : 40 x 30 m2

Tinggi : 35,5 m (10 tingkat)

Mutu baja (fy) : 400 MPa

Mutu beton (fc) : 35 Mpa

Jenis bangunan : Beton bertulang

Kategori tanah : Tanah keras

Zona gempa : Menengah (Zona 4)

Lokasi Gempa : Bali

Kolom lantai 1 10 : 60 x 60 cm2

Shearwall : 40cm

Pelat : 20 cm

Balok tepi : 40/60 cm

5.3 Pembebanan Gempa berdasarkan SNI

03-1726-2002

5.3.1 Perhitungan Berat Total Gedung (Wt) Tabel 5.1 Berat Struktur per Tingkat

Tingkat Tinggi

Berat

Tingkat Wi.hi

hi (m) Wi (kg) kg-m

10 35,5 1047120 37172760

9 32 1411200 45158400

8 28,5 1411200 40219200

7 25 1411200 35280000

6 21,5 1411200 30340800

5 18 1411200 25401600

4 14,5 1411200 20462400

3 11 1411200 15523200

2 7,5 1411200 10584000

1 4 1629360 6517440

13966080 266659800

5.3.2 Perhitungan Pusat Massa

Karena bentuk bangunan per lantai

simetris maka pusat massanya adalah:

Arah X = Xcr = 20 m

Arah Y = Ycr = 15 m

5.3.3 Lantai Tingkat sebagai Diafragma

Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal 5.3.1,

bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem

lantai dengan ikatan suatu struktur gedung

dapat dianggap sangat kaku dan dapat

dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap

beban gempa horizontal.


bahwa syarat lantai beton dapat dianggap

sebagai diafragma adalah tidak boleh ada

lubang atau bukaan yang luasnya lebih dari

50% luas seluruh tingkat.Karena pada denah

tugas akhir initidak ada bukaan yang melebihi

50% luas seluruh tingkat ,maka lantai-lantai

pada gedung ini dapat dianggap sebagai

diafragma.

5.3.4 Arah Pembebanan Gempa


untuk mensimulasikan arah gempa rencana

yang sembarang, maka pengaruh pembebanan

gempa rencana dalam arah utama harus

dianggap efektif 100% dan harus dianggap

terjadi bersamaan pengaruh pembebanan

gempa yang arahnya tegak lurus dengan arah

utama dengan efektifitas 30%.

Gempa Statik X (GS.X): 100% efektifitas untuk arah X dan 30%

efektifitas arah Y.

Gempa Statik Y (GS.Y): 100% efektifitas untuk arah Y dan 30%

efektifitas arah X.

5.3.5 Faktor Respons Gempa (C)

Faktor Respon Gempa (C) dinyatakan

dalam percepatan gravitasi yang Nilai Faktor

Respon Gempa (C1) bergantung pada waktu

getar alami struktur gedung dan kurvanya

ditampilkan dalam spektrum respon gempa

rencana. Respon Spektrum Gempa rencana

untuk masing masing wilayah gempa

ditetapkan sesuai grafik nilai C-T dalam SNI

03-1726-2002. Dimana dalam tugas akhir ini

ditetapkan Respon Spektrum Gempa rencana

untuk Wilayah Gempa 4 pada tanah keras.

Pada Zona 4,C1 pada tanah keras didapat

dengan nilai T

30,0di mana T adalah waktu

getar alami struktur gedung.

5.3.6 Menentukan Eksentrisitas Rencana

Bangunan Karena gedung simetris, maka untuk

setiap lantai didapatkan koordinat pusat massa,

yaitu: koordinat X = Xcr + edx = 20 + 1,5 = 21,5

m dan koordinat Y = Ycr + edy = 15 + 2,0 = 17,0

m

5.3.7 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen

5.3.7.1 Perkiraan Waktu Getar Alami

Fundamental (T1)

Perhitungan waktu getar alami memakai

rumusan empiris (perkiraan awal) pada method

13

A (UBC, Section 1630.2.2). dengan

perumusan:

Tx = Ty = Ct (H)3/4

Pada arah U-S (arah X)

T1 = Ct(H)3/4

= 0,0488 x (35,5)3/4

= 0,71 detik

Pada arah B-T (arah Y)

T1 = Ct(H)3/4

= 0,0488 x (35,5)3/4

= 0,71 detik

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Pasal 5.6,

waktu getar alami struktur gedung dibatasi, T1 < n dimana:

Untuk zona Gempa 4, maka = 0,17 (Tabel 8

SNI 03-1726-2002)

n = jumlah tingkat = 10

T1 < x n

0,71 detik < 0,17 x 10 = 1,7 detik (OK)

5.3.7.2 Koefisien gempa dasar (C) perkiraan

awal

C diperoleh dari respon spectrum gempa

rencana (SNI 03-1726-2002, Gambar 2)

Untuk arah X (T1 = 0,71 detik), zone 4 dan jenis tanah keras, diperoleh

42,071,0

30,030,0

1

1T

C

Untuk arah Y (T1 = 0,71 detik), zone 4 dan jenis tanah keras, diperoleh

42,071,0

30,030,0

1

1T

C

5.3.7.3 Faktor Keamanan dan Faktor

Reduksi Gempa

Gedung direncanakan menggunakan

sistem rangka gedung dalam hal ini

menggunakan flat plate yang dikombinasikan

dengan shearwall, sehingga berdasarkan. SNI

03-1726-2002, Tabel 3 didapatkan nilai Faktor

Reduksi gempa, R = 5,5 dan Faktor Keutamaan

pada SNI 03-1726-2002, Tabel 1 dengan nilai

I = 1 untuk gedung perkantoran.

5.3.7.4 Gaya Geser Horizontal Total akibat

gempa perkiraan awal

Dalam SNI 03-1726-2002, Pasal 6.1.2,

rumus umum gaya gempa statik ekivalen:

V = WtR

IC1

Pada arah X, Vx =

ton1066,5 kg 651,066,500. x139660805,5

)1( x ,420

Pada arah Y, Vy =

ton1066,5 kg 651,066,500. x139660805,5

)1( x ,420

5.3.7.5 Distribusi Gaya Geser Horizontal

Total akibat gempa perkiraan awal

Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal

6.1.3, beban geser dasar nominal V harus

dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung

menjadi beban-beban gempa nominal statik

equivalen yang menangkap pada pusat massa

lantai tingkat ke-i sebesar :

xV

hW

hWF

n

i

ii

iii

1

.

.

Tabel 5.2 Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total

Akibat Gempa Perkiraan Awal pada Arah Gempa X & Y

Tingkat hi Wi Wihi Fi 30 % Fi

(m) (ton) (ton-m) (ton) (ton)

10 35.5 1047.12 37172.76 148.67 44.60

9 32 1411.20 45158.40 180.61 54.18

8 28.5 1411.20 40219.20 160.86 48.26

7 25 1411.20 35280.00 141.10 42.33

6 21.5 1411.20 30340.80 121.35 36.40

5 18 1411.20 25401.60 101.59 30.48

4 14.5 1411.20 20462.40 81.84 24.55

3 11 1411.20 15523.20 62.08 18.63

2 7.5 1411.20 10584.00 42.33 12.70

1 4 1629.36 6517.44 26.07 7.82

5.3.8 Cek Waktu Getar Alami Fundamental

(perkiraan awal) dengan Trayleigh

Besarnya T yang dihitung sebelumnya

harus dibandingkan dengan Trayleigh, dengan

rumus:

T1 = n

idiFig

n

idiWi

1.

1

2.

3,6

dimana besarnya T1 yang dihitung sebelumnya

tidak boleh lebih dari 20 % hasil T Rayleigh

sesuai SNI 03-1726-2002, Pasal 6.2.2. Tabel 5.3 Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental

pada Gempa Arah X

Tingka

t

hi

(m)

Fi

(ton) di (mm)

Wi di2

(tm2)

F.di

(tm)

10 35.5 148.67 35.54 1.323 5.28

9 32 180.61 31.78 1.425 5.74

8 28.5 160.86 27.80 1.091 4.47

7 25 141.10 23.67 0.791 3.34

6 21.5 121.35 19.47 0.535 2.36

5 18 101.59 15.29 0.330 1.55

4 14.5 81.84 11.27 0.179 0.92

3 11 62.08 7.55 0.080 0.47

2 7.5 42.33 4.30 0.026 0.18

1 4 26.07 1.71 0.005 0.04

178.3922 5.78 24.37

14

Trayleigh =37,249,81

5,786,3 = 0,98 detik

Nilai T yang diijinkan = 0,98 (20% x 1) =

0,78 detik

Karena T1 = 0,71 < TRayleigh = 0,78 detik, maka

T1 pakai

TRayleigh = 0,98 detik Tabel 5.4 Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental

pada Gempa Arah Y

Tingka

t

hi

(m)

Fi

(ton) di (mm)

Wi di2

(tm2)

F.di

(tm)

10 35.5 148.67 28.07 0.825 4.17

9 32 180.61 25.06 0.886 4.53

8 28.5 160.86 21.90 0.677 3.52

7 25 141.10 18.64 0.490 2.63

6 21.5 121.35 15.33 0.331 1.86

5 18 101.59 12.05 0.205 1.22

4 14.5 81.84 8.90 0.112 0.73

3 11 62.08 5.99 0.051 0.37

2 7.5 42.33 3.44 0.017 0.15

1 4 26.07 1.40 0.003 0.04

140.7711 3.60 19.22

Trayleigh =22,199,81

3,606,3 = 0,87 detik

Nilai T yang diijinkan = 0,87 (20% x 0,87) =

0,69 detik

Karena T1 = 0,71 > TRayleigh = 0,69 detik, maka

T1 = 0,71 detik

5.3.9 Koefisien Gempa Dasar (C)

sebenarnya

C diperoleh dari respon spektrum gempa

rencana (SNI 03-1726-2002, Gambar 2)

Untuk arah X (T1 = 0,98 detik), zone 4 dan jenis tanah keras, diperoleh

31,098,0

30,030,0

1

1T

C

Untuk arah Y (T1 = 0,71detik), zone 4 dan jenis tanah keras, diperoleh

42,071,0

30,030,0

1

1T

C

5.3.10 Gaya Geser Horizontal Total akibat

gempa sebenarnya

Dalam SNI 03-1726-2002, Pasal 6.1.2

rumus umum gaya gempa statik ekivalen:

V = WtR

IC1

Pada arah X, Vx=

ton777,33 kg 777332,84 x139660805,5

)1( x ,310

Pada arah Y, Vy=

ton1066,5 kg 1066500,65 x139660805,5

)1( x ,420


Akibat Gempa Sebenarnya pada Arah Gempa X

Tingkat hi Wi Wi.hi Fi 30 % Fi


10 35.5 1047.12 37172.76 109.73 32.92

9 32 1411.20 45158.40 133.31 39.99

8 28.5 1411.20 40219.20 118.73 35.62

7 25 1411.20 35280.00 104.15 31.24

6 21.5 1411.20 30340.80 89.57 26.87

5 18 1411.20 25401.60 74.99 22.50

4 14.5 1411.20 20462.40 60.40 18.12

3 11 1411.20 15523.20 45.82 13.75

2 7.5 1411.20 10584.00 31.24 9.37

1 4 1629.36 6517.44 19.24 5.77

Jumlah 222059.88


Akibat Gempa Sebenarnya pada Arah Gempa Y

Tingkat hi Wi Wi.hi Fi 30 % Fi


10 35.5 1047.12 37172.76 148.67 44.60

9 32 1411.20 45158.40 180.61 54.18

8 28.5 1411.20 40219.20 160.86 48.26

7 25 1411.20 35280.00 141.10 42.33

6 21.5 1411.20 30340.80 121.35 36.40

5 18 1411.20 25401.60 101.59 30.48

4 14.5 1411.20 20462.40 81.84 24.55

3 11 1411.20 15523.20 62.08 18.63

2 7.5 1411.20 10584.00 42.33 12.70

1 4 1629.36 6517.44 26.07 7.82

5.3.11 Cek Waktu Getar Alami

Fundamental (sebenarnya) dengan Trayleigh

Besarnya T yang dihitung sebelumnya

harus dibandingkan dengan Trayleigh, dengan

rumus:

T1 = n

idiFig

n

idiWi

1.

1

2.

3,6

dimana besarnya T1 yang dihitung sebelumnya

tidak boleh lebih dari 20 % hasil T Rayleigh

sesuai SNI 03-1726-2002, Pasal 6.2.2.

Karena hanya pada arah gempa X nilai T1

lebih besar daripada Trayleigh, maka pada arah X

harus dilakukan pengecekan untuk Waktu

15

Getar Alami Fundamental sebenarnya dengan

menggunakan nilai T dari Trayleigh. Tabel 5.7 Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental

Sebenarnyapada Gempa Arah X Tingka

t

hi

(m)

Fi

(ton)

di

(mm)

Wi di2

(tm2)

F.di

(tm)

10 35.5 109.73 26.23 0.721 2.88

9 32 133.31 23.46 0.776 3.13

8 28.5 118.73 20.52 0.594 2.44

7 25 104.15 17.47 0.431 1.82

6 21.5 89.57 14.37 0.291 1.29

5 18 74.99 11.29 0.180 0.85

4 14.5 60.40 8.32 0.098 0.50

3 11 45.82 5.57 0.044 0.26

2 7.5 31.24 3.18 0.014 0.10

1 4 19.24 1.26 0.003 0.02

131.671

5 3.15 13.28

Trayleigh = 28,139,81

3156,3 = 0,98 detik

Nilai T yang diijinkan = 0,98 (20% x 0,98) =

0,78 detik

Maka:

T1= 0,98 detik>TRayleigh = 0,78detik OK

T1 = 0,98 detik < T = x n = 0,17 x 10 = 1,7 detik OK

5.3.12 Kontrol Drift

Kinerja batas layan (s) struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat

pengaruhgempa rencana, yaitu untuk

membatasi terjadinya pelelehan baja dan

peretakan beton yang berlebihan, disamping

untuk mencegah kerusakan non struktural dan

ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar

tingkat ini harus dihitung dari simpangan

struktur gedung akibat pengaruh gempa

nominal yang sudah dikali faktor skala.

Menurut SNI 03-1726-2002, Pasal 8.1.2

tidak boleh melampaui:

s < hiR

03,0atau 30 mm (yang terkecil)

s < mm 82,1240005,5

0,03atau 30 mm

(untuk hi =4 m)

Kinerja batas ultimatum (m) struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar

tingkat maksimum struktur gedung diambang

keruntuhan, yaitu untuk untuk membatasi

kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur

yang dapat menimbulkkan korban jiwa.

Simpangan (s) dan simpangan antar tingkat (m) harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal,

dikali dengan suatu faktor pengali. Faktor

pengali berdasarkan ketentuan SNI 03-1726-

2002, Pasal 8.2.1 untuk gedung beraturan:

R7,0

85,35,57,0

m = s = 3,85s Untuk memenuhi persyaratan kinerja

batas ultimate struktur gedung, dalam segala

hal simpangan antar struktur gedung menurut

SNI 03-1726-2002, Pasal 8.2.2 tidak boleh

melampaui:

0,02 x hi = 0,02 x 4000 = 80 mm untuk lantai

dengan hi = 4 m. Tabel 5.8. Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas

Ultimate

pada Gempa Arah X

Lantai s

(mm)

Drift

s antar

tingkat

(mm)

Syarat Drift

s (mm)

m (mm)

Drift

m antar

tingkat

(mm)

Syarat Drift

m (mm)

Ket.

10 26.23 2.78 19.1 101.00 10.69 70 OK

9 23.46 2.94 19.1 90.31 11.31 70 OK

8 20.52 3.05 19.1 79.00 11.73 70 OK

7 17.47 3.10 19.1 67.27 11.94 70 OK

6 14.37 3.08 19.1 55.33 11.87 70 OK

5 11.29 2.97 19.1 43.46 11.43 70 OK

4 8.32 2.75 19.1 32.03 10.57 70 OK

3 5.57 2.40 19.1 21.46 9.22 70 OK

2 3.18 1.91 19.1 12.23 7.36 70 OK

1 1.26 1.26 21.82 4.87 4.87 80 OK

Tabel 5.9. Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas

Ultimate

pada Gempa Arah Y

Lantai s

(mm)

Drift

s antar

tingkat (mm)

Syarat

Drift s

(mm)

m (mm)

Drift

m antar

tingkat (mm)

Syarat

Drift m

(mm)

Ket.

10 28.07 3.01 19.1 108.07 11.59 70 OK

9 25.06 3.16 19.1 96.48 12.15 70 OK

8 21.90 3.26 19.1 84.33 12.57 70 OK

7 18.64 3.31 19.1 71.76 12.76 70 OK

6 15.33 3.28 19.1 59.01 12.63 70 OK

5 12.05 3.15 19.1 46.38 12.13 70 OK

4 8.90 2.91 19.1 34.25 11.20 70 OK

3 5.99 2.54 19.1 23.04 9.78 70 OK

2 3.44 2.04 19.1 13.26 7.87 70 OK

1 1.40 1.40 21.82 5.39 5.39 80 OK

5.4 Hasil Perhitungan Tulangan

Setelah dilakukan perhitungan gaya

gempa rencana kemudian didapatkan output

gaya dala dengan bantuan program ETABS

9.07 dan hasil penulangan untuk tiap elemen

struktur sebagai berikut.

a. Balok Tepi

Balok tepi Memanjang - Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =

2267,04 mm2) dan daerah tumpuan bawah

didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)

16

- Daerah lapangan atas didapat 5D-19 (As =

1416,9 mm2) dan daerah lapanganbawah

didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)

Balok tepi Melintang - Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =


didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)



didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)

b. Pelat

Pelat Eksterior

Pelat Interior

c. Kolom

Kolom Ekterior didapatkan tulangan 20D16 direncanakan tipikal untuk semua lantai

Kolom Interior didapatkan tulangan 20D16 direncanakan tipikal untuk semua lantai

d. Shearwall

Untuk penulangan pada badan dinding geser didapatkan:

- Tulangan Vertikal : 2D12-300 mm

- Tulangan Horizontal : 2D12-150 mm

Untuk Komponen batas pada dinding geser didapatkan tulangan 24D19

BAB VI

PENDETAILAN STRUKTUR PRIMER

DENGAN PEMBEBANAN GEMPA

ASCE 7-05

6.1 Umum

Pada bab ini akan dibahas pendetailan

struktur primer berdasarkan beban gempa yang

dihitung dengan menggunakan Tata Cara

Pembebanan ASCE 7-05. Prosentase beban

gempa yang ditahan oleh struktur tetap

mengikuti ketentuan SNI 2847, dimana rangka

masih menerima gaya lateral sebesar 10% dari

beban gempa yang telah dihitung dan sisanya

sekitar 90% diterima oleh shear wall.


Sebelum memulai analisis beban gempa,

dilakukan permodelan struktur terhadap

gedung yang hendak direncanakan. Gedung

dimodelkan sebagai bangunan simetris tipikal

setinggi 10 tingkat. Adapun data perancangan

yang dipakai sebagai berikut.

Arah X

Tulangan tumpuan luar lajur kolom Tulangan atas : D 16-320

Tulangan bawah : D 16-160

Tulangan tumpuan dalam lajur kolom Tulangan atas : D 16-100


Tulangan lapangan lajur kolom Tulangan atas : D 16-250


Tulangan tumpuan lajur tengah Tulangan atas : D 16-250


Tulangan lapangan lajur tengah Tulangan atas : D 16-250


Arah Y Tulangan tumpuan luar lajur kolom Tulangan atas : D 16-250










Arah X









Arah Y Tulangan tumpuan dalam lajur kolom Tulangan atas : D 16-100












17

Fungsi gedung : Perkantoran

Luas : 40 x 30 m2

Tinggi : 35,5 m (10 tingkat)

Mutu baja (fy) : 400 MPa

Mutu beton (fc) : 35 Mpa

Jenis bangunan : Beton bertulang

Kategori tanah : Tanah keras

Zona gempa : Menengah (Zona 4)

Lokasi Gempa : Bali

Kolom lantai 1 10 : 60 x 60 cm2

Shearwall : 40cm

Pelat : 20 cm

Balok tepi : 40/60 cm

6.3 Pembebanan Gempa berdasarkan

ASCE 7-05

6.3.1 Perhitungan Berat Total Gedung (Wt) Tabel 6.1 Berat Struktur per Lantai

Tingkat

Tinggi Berat Tingkat Wi.hi

hi

(m) Wi (kg) kg-m

10 35,5 1047120 37172760

9 32 1411200 45158400

8 28,5 1411200 40219200

7 25 1411200 35280000

6 21,5 1411200 30340800

5 18 1411200 25401600

4 14,5 1411200 20462400

3 11 1411200 15523200

2 7,5 1411200 10584000

1 4 1629360 6517440

13966080 266659800

6.3.2 Perhitungan Pusat Massa

Karena bentuk bangunan per lantai

simetris maka pusat massanya adalah:

Arah X = Xcr = 20 m

Arah Y = Ycr = 15 m

6.3.3 Menentukan Eksentrisitas Rencana

Bangunan Pada ASCE 7-05, eksentrisitas sebenarnya

diukur dalam denah antara pusat massa

struktur di atas isolation interface dan pusat

kekakuan dari sistem ditambah eksentrisitas

rencana (ed) yang diambil sebesar 5% dari

dimensi maksimum bangunan yang tegak lurus

dengan arah gaya yang ditinjau. Maka

didapatkan suatu titik koordinat pusat massa,

yaitu:

koordinat X = Xcr + edx = 20 + 1,5 = 21,5 m

koordinat Y = Ycr + edy = 15 + 2,0 = 17,0 m

Setelah koordinat pusat massa diperoleh,

maka massa dari tiap-tiap lantai diletakkan

pada titik koordinat tersebut, kemudian

dilakukan analisis kembali.

6.3.4 Kategori Hunian dan Faktor

Keutamaan

Kategori Hunian dari bangunan terdapat

pada ASCE 7-05 Table 1.1, dimana gedung

berfungsi sebagai perkantoran yang

dikategorikan kedalam Kategori Hunian III

sebagai struktur bangunan yang beresiko besar

terhadap kehilangan jiwa manusia bila

mengalami kegagalan sistim struktur. Faktor

Keutamaan dijelaskan pada ASCE 7-05 Table

11.5-1, dimana untuk Kategori Hunian III

mempunyai Faktor Keutamaan (I) sebesar

1,25.

6.3.5 Klasifikasi Site

Sebelum melakukan perhitungan gaya

gempa yang terjadi, terlebih dahulu dilakukan

penentuan Klasifikasi Site. Klasifikasi Site

ditentukan berdasarkan kondisi tanah sesuai

ASCE 7-05, Tabel 20.3-1.

Pada tugas akhir ini, daerah gempa yang

ditinjau diasumsikan berada pada tanah keras,

sehingga Klasifikasi Site yang digunakan

berada pada Klasifikasi Site B yang nantinya

akan disesuaikan dengan peta gempa Indonesia

yang terbaru (berdasarkan ASCE 7-05).

6.3.6 Parameter Percepatan pada Peta

Menurut ASCE 7-05 pasal 11.4.1

parameter Ss dan S1 ditentukan dari 0,2 detik

dan 1 detik dari percepatan respons spektrum.

Parameter Ss dan S1 ditentukan berdasarkan

gambar peta kontur Wilayah Gempa Indonesia

yang terbaru.

Dalam tugas akhir ini, daerah gempa yang

ditinjau disamakan dengan daerah gempa yang

ditinjau pada peta Wilayah Gempa Indonesia

berdasarkan SNI 03-1726-2002. Adapun

daerah yang menjadi tinjauan pada peta

Wilayah Gempa Indonesia berdasarkan ASCE

7-05, berada pada daerah Bali yang termasuk

ke dalam Wilayah Gempa 4 pada peta SNI 03-

1726-2002. Dari kedua peta gempa tersebut

untuk daerah Bali, diperoleh nilai SS = 0,5-0,6g

dan S1 = 0,15-0,20g. Untuk SS diambil nilai

sebesar 0,6g dan S1 sebesar 0,20g.

6.3.7 Koefisien Site

Penentuan koefisien Site dilakukan untuk

menentukan Maximum Considered

Earthquake (MCE) pada perode singkat (SMS)

dan pada perioda 1 detik (SM1) yang dihitung

berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 11.4.3:

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Fa dan Fv adalah koefisien site yang didapat

dari ASCE 7-05, Tabel 11.4-1 dan Tabel 11.4-

2. Dimana Klasifikasi Site yang akan ditinjau

adalah Klasifikasi Site B.

18

Tabel 6.2 Koefisien Site, aF

Klasifikasi

Site

Parameter Percepatan Respon Spektral Gempa

Maksimum Pada Period Pendek

Ss 0,25

Ss =

0,5

Ss =

0,75

Ss =

1,0

Ss 1,25

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

C 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

D 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

E 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9


Tabel 6.3 Koefisien Site, VF

Klasifikasi Site

Parameter Percepatan Respon Spektral Gempa Maksimum Pada Period 1 detik

S1 0,1

S1 = 0,2

S1 = 0,3

S1 = 0,4

S1 0,5

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

C 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

D 2,4 2,0 1,8 1,6 1,5

E 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4


Dari tabel 6.3 diatas, diperoleh nilai Fa =

1,0 untuk klasifikasi site B dengan nilai Ss =

0,6g.

Maka, SMS = Fa x Ss

= 1,0 x 0,6g

= 0,6g

Dari tabel 6.4 diatas, diperoleh nilai Fv =

1,0 untuk klasifikasi site B dengan nilai S1 =

0,2g.

Maka, SM1 = Fv x S1

= 1,0 x 0,2g

= 0,2g

6.3.8 Parameter Percepatan Spektral

Rencana

Setelah Maximum Considered

Earthquake (MCE) ditentukan, kemudian

dilakukan penentuan parameter percepatan

spektral rencana pada periode singkat (SDS) dan

periode 1detik (SD1) yang dihitung berdasarkan

ASCE 7-05, Pasal 11.4.4:

SDS = 3

2SMS = 2,0

3

2= 0,13g

SD1 = 3

2SM1 = 6,0

3

2= 0,4g

Parameter SDS dan SD1 nantinya akan

dipergunakan dalam menetukan Kategori

Desain Gempa dari struktur yang kita desain.

6.3.9 Kategori Desain Gempa Struktur yang kita desain harus

diperuntukan pada Kategori Desain Gempa

sesuai dengan ASCE 7-05, Tabel 11.6-1 dan

Tabel 11.6-2. Dimana, SDS = 0,4g dan SD1 =

0,13g. Tabel 6.4 Kategori DesainGempa Berdasarkan

Parameter Percepatan Respon Period Pendek

Nilai SDS Kategori Hunian

I atau II III IV

SDS < 0,167 A A A

0,167 SDS < 0,33

B B C

0,33 SDS < 0,50 C C D

0,50 SDS D D D

Tabel 6.5 Kategori Desain Gempa Berdasarkan

Parameter Percepatan Respon Period 1 detik

Nilai SD1 Kategori Hunian

I atau II III IV

SD1 < 0,067 A A A

0,067 SD1 < 0,133 B B C

0,133 SD1 < 0,20 C C D

0,20 SD1 D D D

Untuk struktur yang didesain pada tugas

akhir ini berada pada Kategori Desain Gempa

C.

6.3.10 Arah Pembebanan Gempa

Menurut ASCE 7-05, Pasal 12.5.3,

pembebanan yang diterapkan pada struktur

yang dikenai Kategori Desain Gempa C harus

sebagai minimum, sesuai dengan persyaratan

ASCE 7-05, Pasal 12.5.2. Dimana menurut

Pasal 12.5.2, gaya gempa desain diijinkan

untuk diterapkan secara terpisah dalam

masing-masing arah dari dua arah ortogonal

dan pengaruh interaksi ortogonal diijinkan

untuk diabaikan. Pada tugas akhir ini,

konfigurasi arah pembebanan disamakan

dengan konfigurasi pembebanan pada SNI 03-

1726-2002, dimana pengaruh pembebanan

gempa rencana dalam arah utama harus

dianggap efektif 100% dan dianggap terjadi

bersamaan pengaruh pembebanan gempa yang

arahnya tegak lurus dengan arah utama dengan

efektifitas 30%.

6.3.11 Penentuan Koefisien R, Cd, dan 0 Penentuan Koefisien R, Cd, dan 0

berdasarkan ASCE 7-05, Tabel 12.2-1 sesuai

dengan system struktur yang digunakan.

Dimana R adalah koefisien modifikasi respons,

0 adalah faktor kuat lebih sistem, dan Cd,

19

faktor pembesaran defleksi. Sehingga

didapatkan R = 5 ; 0 =2,5 ; Cd = 4,5

6.3.12 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen

Berdasar pada Kategori Desain Gempa,

sistem struktural, kategori hunian dan

keteraturan bangunan yang disesuaikan pada

ASCE 7-05, Tabel 12.6-1, maka prosedur

analisis yang digunakan adalah Analisis Statik

Ekivalen.

6.3.12.1 Perkiraan Waktu Getar Alami

Fundamental (Ta)

Perkiraan waktu getar alami dari suatu

struktur (Ta) dihititung berdasarkan ASCE 7-

05, Pasal 12.8.2.1:

Ta = Ct.hnx

Pada arah X: Pada arah Y:

Ta = Ct.(hn)3/4

Ta = Ct.(hn)3/4

= 0,0488 x (35,5)3/4

=0,0488x (35,5)3/4

= 0,71 detik = 0,71 detik

Berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 12.8.2,

perioda dasar, T, tidak boleh melebihi hasil

koefisien untuk batasan atas pada perioda yang

dihitung (Cu) dari Tabel 12.8-1 dan perioda

dasar pendekatan, Ta, yang ditentukan dari

Pasal 12.8.2.1. Dimana untuk parameter

percepatan respons spektrum desain pada 1

detik, SD1 = 0,13, koefisien Cu bernilai 1,7

maka:

T < TaCu = 0,71 x 1,7 = 1,21 detik (OK)

6.3.12.2 Koefisien Gempa Dasar (CS)

Untuk penentuan koefisien respon gempa

(CS) dijelaskan dalam ASCE 7-05, Pasal

12.8.1.1 dimana CS dihitung dengan

persamaan:

Cs =

I

R

SDS =

25,1

5

4,0= 0,1

dengan koefisien modifikasi respons, R = 5

dan Faktor Keutamaan, I sebesar 1,25 untuk

Kategori Hunian III.

Nilai SC di atas tidak boleh melebihi

persamaan yang dirumuskan pada ASCE 7-05,

Pasal 12.8.1.1:

Cs =

I

RT

SD1 untuk T < TL= 8 detik

=

25,1

571,0

13,0= 0,046

dan Cs tidak boleh kurang dari 0,01.

Karena CS untuk LTT lebih kecil dari CS

awal, maka CS yang dipakai adalah 0,046.

6.3.12.3 Gaya Geser Dasar Total Gempa

Menurut ASCE 7-05, Pasal 12.8.1, geser

dasar gempa, V, dalam arah yang ditetapkan

harus ditentukan sesuai dengan persamaan

berikut:

V = CsW

Maka, V = CsWtotal Pada arah arah X

Vx = 0,046 x 13966080 = 642439,68 kg =

642,44 ton

Pada arah Y Vy = 0,046 x 13966080 = 642439,68 kg =

642,44 ton

6.3.12.4 Distribusi Gaya Gempa Vertikal

Distribusi vertikal beban seismik

ditentukan berdasarkan ASCE 7-05, Pasal

12.8.3:

Fx = CvxV dan n

i

kii

kxx

x

hw

hwC

1

Karena T dari perhitungan sebelumnya adalah

0,71 detik, maka nilai k diperoleh dengan cara

interpolasi.

6.3.12.5 Distribusi Gaya Horisontal

Distribusi horizontal beban seismik

ditentukan berdasarkan ASCE 7-05, Pasal

12.8-13: n

xi

x FiV

Tabel 6.6 Distibusi Gaya Gempa Vertikal (Fx) dan

Horizontal (Vx) pada Arah X & Y

Tingkat hx hx

k Wx Wxhxk

Cvx Fx Vx

(m) (m) (ton) (tm) (ton) (ton)

10 35.50 50.73 1047.12 53118.73 0.15 93.77 93.77

9 32.00 45.25 1411.20 63863.62 0.18 112.74 206.51

8 28.50 39.84 1411.20 56223.50 0.15 99.25 305.76

7 25.00 34.49 1411.20 48676.86 0.13 85.93 391.68

6 21.50 29.22 1411.20 41235.46 0.11 72.79 464.48

5 18.00 24.03 1411.20 33914.73 0.09 59.87 524.35

4 14.50 18.95 1411.20 26735.81 0.07 47.20 571.54

3 11.00 13.98 1411.20 19729.70 0.05 34.83 606.37

2 7.50 9.17 1411.20 12946.61 0.04 22.85 629.22

1 4.00 4.59 1629.36 7486.57 0.02 13.22 642.44

Jumlah 13966.08 363931.60 1.00 642.44

6.3.14 Desain Diafragma Akibat Gempa


diafragma lantai dan atap harus didesain untuk

20

menahan gaya gempa rencana ditiaptingkat.

Dimana diafragma dibutuhkan untuk

mentransfer gaya gempa rencana dari elemen

penahan vertikal diatas diafragma kepada

elemen penahan vertikal dibawah diafragma

dikarenakan perubahan kekakuan lateral relatif

dalam elemen vertikal, bagian yang

ditransferkan dari gaya geser gempa ditingkat

itu, Vx, harus ditambahkan pada gaya desain

diafragma.

Karena pada sistem lantai flat plate pelat

lantai dan atap merupakan struktur primer

yang tidak hanya menyalurkan beban gempa

tapi juga untuk menahan beban lateral gempa

maka, diafragma lantai pada sistem ini harus

didesain untuk menerima gaya gempa rencana

ditiap tingkat. Untuk gaya gempa rencana

ditiap tingkat, Fx dihitung sesuai dengan

persaman pada ASCE 7-05, Pasal 12.10.1.1

sebagai berikut:

pxwn

xiiw

n

xiiF

pxF

dimana:

Fpx = gaya desain diafragma

Fi = gaya desain yang diterapkan di Tingkat

i

wi = tributari berat sampai Tingkat i

wpx = tributary berat sampai diafragma di

Tingkat x

ASCE 7-05, Pasal 12.10.1.1 juga memberi

batasan Fpx dimana gaya yang ditentukan dari

persamaan diatas tidak perlu melebihi

0,4SDSIwpx tetapi tidak boleh kurang dari

0,2SDSIwpx.

Contoh perhitungan:

Pada lantai 8, x = 8

Fpx= 20,141112,104720,141120,1411

77,9374,11225,99

= 111,51 ton

Periksa batasannya:

0,2SDSIwpx = 0,20 0,4 1,25 wpx = 0,1wpx

= 0,1(1411,20) = 141,12 ton

0,4SDSIwpx = 0,40 0,4 1,25 wpx = 0,2wpx

= 0,2(1411,20) = 282,24 ton Tabel 6.7 Gaya Gempa Rencana Diafragma (Fpx) pada

Tingkat Arah X & Y

Lantai Wpx Fx Fpx Batasa

n Batasan

Fpx yang direncanaka

n

(x) (ton) (ton) (ton)

Fpx >

0,2SDSIwpx

Fpx <

0,4SDSIw

px

(ton)

10 1047,1

2 93,77 93,77 104,71 209,42 104,71

9 1411,2

0 112,74 118,54 141,12 282,24 141,12

8 1411,2

0 99,25 111,51 141,12 282,24 141,12

7 1411,2

0 85,93 104,67 141,12 282,24 141,12

6 1411,2

0 72,79 97,95 141,12 282,24 141,12

5 1411,2

0 59,87 91,32 141,12 282,24 141,12

4 1411,2

0 47,20 84,77 141,12 282,24 141,12

3 1411,2

0 34,83 78,32 141,12 282,24 141,12

2 1411,2

0 22,85 71,98 141,12 282,24 141,12

1 1629,3

6 13,22 74,95 162,94 325,87 162,94

V=642,44

V=1396,61

Karena nilai minimum, 0,2SDSIwpx, pada semua

tingkat lebih besar dari nilai Fpx maka yang

dipakai sebagai gaya gempa rencana diafragma

adalah berdasarkan nilai 0,2SDSIwpx sesuai

persyaratan ASCE 7-05, Pasal 12.10.1.1

(0,2SDSIwpx < Fpx < 0,4SDSIwpx).

6.3.15 Kontrol Drift


drift tingkat desain ( ) harus dihitung sebagai

perbedaan defleksi pada pusat masa di tingkat

teratas dan terbawah yang ditinjau. Bilamana

desain tegangan ijin digunakan, harus dihitung menggunakan gaya gempa tingkat

kekuatan yang ditetapkan dalam ASCE 7-05,

Pasal 12.8 tanpa reduksi untuk desain tegangan

ijin. Defleksi tingkat x di pusat masa ( x) harus

ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:

I

xedC

x

Drift diatas tidak boleh melebihi drift

limit tingkat yang diijinkan ( a) sesuai dengan

ASCE 7-05, Tabel 12.12-1, dimana nilai story

drift ( a) yang dijinkan untuk sistem yang

digunakan pada tugas akhir ini tidak boleh

melampaui 0,015 kali tinggi tingkat.

s < a = 0,015hsx s < 0,015 4000 = 80 mm (untuk hi =4,00 m)

ASCE 7-05, Pasal 12.12.2 juga

mensyaratkan Defleksi pada bidang diafragma,

seperti ditentukan dengan analisis rekayasa,

tidak boleh melebihi defleksi ijin elemen yang

terhubung. Defleksi ijin harus merupakan

defleksi yang akan mengijinkan elemen yang

terhubung untuk mempertahankan integritas

strukturnya akibat pembebanan individu dan

terus mendukung beban yang ditetapkan.

21

Tabel 6.9 Kontrol Drift Limit Pada Gempa Arah X

Lantai Zi

(m) xe

(mm) x

(mm)

Drift a antar

tingkat

(mm)

Story

drift limit

(mm)

Ket.

10 35.5 34.01 122.45 12.21 52.5 OK

9 32 30.62 110.25 12.87 52.5 OK

8 28.5 27.05 97.38 13.39 52.5 OK

7 25 23.33 83.99 13.78 52.5 OK

6 21.5 19.50 70.21 13.93 52.5 OK

5 18 15.63 56.27 13.75 52.5 OK

4 14.5 11.81 42.52 13.13 52.5 OK

3 11 8.17 29.40 11.93 52.5 OK

2 7.5 4.85 17.47 10.10 52.5 OK

1 4 2.05 7.37 7.37 60 OK

Tabel 6.10 Kontrol Drift Limit Pada Gempa

Arah Y

Lantai Zi

(m)

xe (mm)

x (mm)

Drift

a antar

tingkat (mm)

Story drift

limit

(mm)

Ket.

10 35.5 26.88 96.76 9.78 52.5 OK

9 32 24.16 86.97 10.22 52.5 OK

8 28.5 21.32 76.76 10.59 52.5 OK

7 25 18.38 66.16 10.86 52.5 OK

6 21.5 15.36 55.30 10.93 52.5 OK

5 18 12.33 44.37 10.75 52.5 OK

4 14.5 9.34 33.62 10.25 52.5 OK

3 11 6.49 23.37 9.33 52.5 OK

2 7.5 3.90 14.04 7.98 52.5 OK

1 4 1.68 6.06 6.06 60 OK

6.4 Hasil Perhitungan Tulangan



gaya dalam dengan bantuan program ETABS





gaya dala dengan bantuan program ETABS



a. Balok Tepi

Balok tepi Memanjang - Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =


didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)



didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)

Balok tepi Melintang - Daerah tumpuan atas didapat 8D-19 (As =


didapat 6D-19 (As = 1700,28 mm2)



didapat 5D-19 (As = 1416,9 mm2)

b. Pelat

Pelat Eksterior

Pelat Interior

Arah X

Tulangan tumpuan luar lajur kolom Tulangan atas : D 16-320










Arah Y Tulangan tumpuan luar lajur kolom Tulangan atas : D 16-250










Arah X









Arah Y Tulangan tumpuan dalam lajur kolom Tulangan atas : D 16-80








22

c. Kolom

Kolom Ekterior didapatkan tulangan 20D16 direncanakan tipikal untuk semua lantai

Kolom Interior didapatkan tulangan 20D16 direncanakan tipikal untuk semua lantai

d. Shearwall

Untuk penulangan pada badan dinding geser didapatkan:

- Tulangan Vertikal : 2D12-300 mm

- Tulangan Horizontal : 2D12-100 mm

Untuk Komponen batas pada dinding geser didapatkan tulangan 24D19

BAB VII

KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 KESIMPULAN

Dari rangkaian analisis dan perhitungan

yang telah dilakukan pada bab-bab

sebelumnya kemudian disimpulkan dan

dirangkum pada bab ini, dengan tujuan agar

pembaca dapat secara lengsung mengetahui

hasil perbandingan yang meliputi hasil analisis

gaya gempa yang terjadi dan hasil penulangan.

7.1.1 Hasil Analisa Gaya Gempa

a. Perhitung

ITS Undergraduate 12563 Paper

Documents

Transcript of ITS Undergraduate 12563 Paper