Laporan Struktur TES Jember

LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR

TEMPAT EVAKUASI SEMENTARA

JEMBER, JAWA TIMUR

PERENCANAAN STRUKTUR

i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI.............................................................................................................. i

DAFTAR TABEL....................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR.....................................................................................................v

BAB - 1 PENDAHULUAN..........................................................................................1

1.1 Latar Belakang..........................................................................................1

1.2 Maksud dan Tujuan...................................................................................1

1.3 Ruang Lingkup Pekerjaan.........................................................................1

1.4 Sistem Struktur.........................................................................................2

1.5 Tata Cara Perencanaan Bangunan dan Referensi Perencanaan Bangunan....................................................................................................................... 3

BAB - 2 DATA-DATA PERENCANAAN DAN PEMBEBANAN....................................................4

2.1 Penjelasan Umum......................................................................................4

2.2 Data dan Spesifikasi Material Rencana Struktur......................................4

2.3 Tahapan Pembebanan dalam Analisa Struktur.........................................4

2.4 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan...............................................5

2.4.1 Beban Gravitasi................................................................................5

2.4.2 Beban Gempa...................................................................................6

2.4.3 Beban Angin...................................................................................17

2.4.4 Beban Tsunami..............................................................................26

BAB - 3 PERMODELAN DAN ANALISA DINAMIS STRUKTUR..............................................43

3.1 Penjelasan Umum....................................................................................43

3.2 Data Masukan.........................................................................................43

3.2.1 Data Material.................................................................................43

3.2.2 Besaran Massa...............................................................................44

3.3 Permodelan Struktur...............................................................................44

ii

3.3.1 Pembebanan Gravitasi...................................................................47

3.3.2 Pembebanan Tsunami....................................................................49

3.3.3 Pembebanan Gempa dengan Response Spectrum Pada SAP 2000 58

3.3.4 Pendefinisian Modal Analisis dan Ragam Analisis...........................59

3.3.5 Kontrol Periode Alami Struktur.......................................................61

3.3.6 Kontrol Gaya Gempa Dasar Dinamis Struktur..................................63

3.3.7 Kontrol Simpangan Antar Tingkat...................................................65

BAB - 4 DESAIN ELEMEN STRUKTUR BETON............................................................67

4.1 Desain Penulangan Elemen Struktur Pelat..............................................67

4.2 Desain Penulangan Elemen Struktur Balok..............................................69

4.3 Desain Penulangan Elemen Struktur Kolom.............................................113

4.1.1 Kontrol SRPMK...............................................................................118

4.1.2 Penulangan Sengkang Kolom.......................................................119

BAB - 5 PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH...............................................................120

5.1 Analisa Situs Tanah...............................................................................120

5.2 Analisa Daya Dukung Tanah..................................................................121

5.3 Hasil Perhitungan Bearing Capacity......................................................123

5.4 Perhitungan Penulangan Pile Cap..........................................................126

iii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur Lainnya untuk beban gempa6

Tabel 2.2 Tabel Keutamaan Gempa...........................................................................7

Tabel 2.3 Klasifikasi Situs..........................................................................................8

Tabel 2.4 Koefisien Situs, Fa..........................................................................................................10

Tabel 2.5 Koefisien Situs, Fv..........................................................................................................10

Tabel 2.6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada

perioda pendek........................................................................................12

Tabel 2.7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan

pada perioda 1 detik...............................................................................13

Tabel 2.8 Sistem penahan gaya gempa.................................................................13

Tabel 2.9 Faktor Arah Angin Berdasarkan Tipe Struktur..........................................18

Tabel 2.10 Parameter untuk Peningkatan Kecepatan di Atas Bukit dan Tebing........20

Tabel 2.11 Koefisien Tekan Internal.........................................................................21

Tabel 2.12 Koefisien Eksposur Tekanan Velositas, Kz atau Kh....................................22

Tabel 2.13 Konstanta Eksposur Daratan (dalam metrik).........................................22

Tabel 2.14 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan A.......................24

Tabel 2.15 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan B.......................24

Tabel 2.16 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Bentuk Geometri Penampang

Komponen Struktur.................................................................................28

Tabel 2.17 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Perbandingan w/h.............28

Tabel 2.18 Massa dan Kekakuan pada Puing-puing yang Terbawa Air.....................38

Tabel 3.1 Variable Tsunami.....................................................................................49

Tabel 3.2 Rangkuman gaya-gaya Tsunami.............................................................55

Tabel 3.3 Modal Load Participation Ratios (UnCracked)...........................................59

Tabel 3.4 Modal Periods and Frequencies (UnCracked)............................................60

v

Tabel 3.5 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x......................................61

Tabel 3.6 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung.......................61

Tabel 3.7 Simpangan ijin atar lantai, Da...............................................................66

Tabel 3.8 Kontrol simpangan gempa arah x..........................................................66

Tabel 3.9 Kontrol simpangan gempa arah y..........................................................66

Tabel 4.1 Penulangan Plat....................................................................................67

Tabel 4.2 Penulangan Elemen Struktur Balok.......................................................69

Tabel 4.3 Penulangan Elemen Struktur Kolom.......................................................113

Tabel 4.4 Kontrol SRPMK.......................................................................................118

Tabel 4.5 Penulangan Sengkang Kolom..............................................................119

Tabel 5.1 Tabel perhitungan penetrasi tanah rata-rata.....................................120

Tabel 5.2 Tabel Koefisien a dan 13 (Decourt & Quaresma, 1978 & Decourt et al, 1996).................................................................................................................. 122

Tabel 5.3 Tabel Perhitungan Daya Dukung Bore Pile titik BH-1 (SF=3)................123

Tabel 5.4 Tabel Rekapitulasi Perhitungan Daya Dukung Bore Pile titik BH-1 (SF=3)........................................................................................................................... 125

Tabel 5.5 Penulangan Pile Cap............................................................................126

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Peta Wilayah Gempa Indonesia yang dipertimbangkan resiko-tersesuai

kan..................................................................................................................................

................ 9

Gambar 2.2 Peta Wilayah Gempa Indonesia yang dipertimbangkan resiko-tersesuai

kan..................................................................................................................................

................ 9

Gambar 2.3 Spektrum respon desain......................................................................12

Gambar 2.4 Kasus Pembebanan A...........................................................................23

Gambar 2.5 Kasus pembebanan B...........................................................................24

Gambar 2.6 Kasus Pembebanan Torsi.....................................................................25

Gambar 2.7 Tipe-tipe Penggenangan pada Pesisir Berdasarkan Korelasi antara

Elevasi Tsunami dan Elevasi Kenaikan Air di Darat....................................27

Gambar 2.8 Gaya Hidrodinamik yang Bekerja pada Komponen Struktur..................28

Gambar 2.9 Distribusi Gaya Hidrostatik dan Lokasi Resultannya.............................31

Gambar 2.10 Gaya Apung pada Keseluruhan Struktur yang Kedap Air pada Lantai

yang Lebih Rendah.................................................................................32

Gambar 2.11 Gaya Hidrodinamik Impulsif dan Drag yang Bekerja pada Komponen

Struktural Bangunan Akibat Genangan Tsunami.......................................33

Gambar 2.12 Sketsa Definisi Gaya Apung ke atas yang Bekerja pada Lantai

yang Ditinggikan....................................................................................34

Gambar 2.13 Gaya Impak Puing-puing yang Terbawa Air.....................................37

Gambar 2.14 Kecepatan Alir Maksimum pada Kedalaman d, Elevasi Tanah z, dan

Elevasi Runup Maksimum R Kurva Terbawah Mewakili Batas Bawah

Kecepatan Alir

Maksimum.........................................................................................39

Gambar 2.15 Beban Gravitasi yang Bekerja pada Lantai yang Ditinggikan dengan Air

yang Tertahan oleh Dinding Eksterior Selama Proses Penyurutan yang

Cepat.....................................................................................................41

Gambar 3.1 Input form material elemen struktur pada SAP 2000............................43

Gambar 3.2 Input form Mass Source untuk analisa modal pada SAP 2000................44

Gambar 3.3 Permodelan Struktur Tampak Atas.......................................................45

v

Gambar 3.4 Permodelan Struktur Tampak Depan...................................................46

vii

Gambar 3.5 Permodelan Struktur Tampak Samping................................................46

Gambar 3.6 Permodelan Struktur Tampak 3D..........................................................47

Gambar 3.7 Pembebanan Beban Mati Tambahan (DEAD++).......................................48

Gambar 3.8 Pembebanan Beban Hidup (LIVE)...........................................................48

Gambar 3.9 Keterangan Posisi Bangunan dan Gedung.............................................50

Gambar 3.10 Pembebanan Beban Hidrodinamik (Fd)...............................................55

Gambar 3.11 Pembebanan Beban Fdm...................................................................56

Gambar 3.12 Pembebanan Beban Gaya Gelombang (Fs') .......................................56

Gambar 3.13 Pembebanan Beban Gaya Benturan (Fi).............................................57

Gambar 3.14 Pembebanan Beban Gaya Angkat Hidrodinamik (FU)..........................57

Gambar 3.15 Respon Spectrum Gempa SAP 2000....................................................58

Gambar 3.16 Input form untuk analisa modal SAP 2000...........................................59

Gambar 3.17 Penentuan simpangan antar lantai.....................................................65

Gambar 4.1 Kontrol Kapasitas Kolom K-1A terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M, X- Axis) ................................................................................................................. 114Gambar 4.2 Kontrol Kapasitas Kolom K-1A terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M,

Y- Axis) ................................................................................................ 114

Gambar 4.3 Kontrol Kapasitas Kolom K-1B terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M,

X- Axis) ................................................................................................ 115

Gambar 4.4 Kontrol Kapasitas Kolom K-1B terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M,

Y- Axis) ................................................................................................ 115

Gambar 4.5 Kontrol Kapasitas Kolom K-2A terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M,

X- Axis) ................................................................................................ 116

Gambar 4.6 Kontrol Kapasitas Kolom K-2A terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M,

Y- Axis) ................................................................................................ 116

Gambar 4.7 Kontrol Kapasitas Kolom K3 terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M, X-Axis)

........................................................................................................... 117Gambar 4.8 Kontrol Kapasitas Kolom K3 terhadap gaya yang bekerja (diagram P-M, Y-Axis)

........................................................................................................... 117

Laporan Struktur TES Puger-jember 2014

BAB - 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perencanaan struktur gedung Tempat Evakuasi Sementara, Puger, Jember

ini merupakan struktur beton bertulang yang terdiri dari 5 lantai yang memiliki bentuk

tidak beraturan. Sistem struktur gedung ini didesain dengan menggunakan

sistem rangka pemikul momen untuk mendapatkan performa struktur yang

cukup baik dalam menerima dan memikul beban gempa yang terjadi.

Perencanaan struktur beton bertulang ini sesuai dengan SNI 2847-2002

dan pembebanan struktur gempanya sesuai dengan SNI 1726-2012. Perhitungan

struktur meliputi desain penulangan elemen struktur balok, kolom dan pelat.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari laporan perancangan struktur ini adalah untuk

merancang elemen struktur beton bertulang termasuk elemen struktur

sekundernya serta pondasi yang akan digunakan pada pelaksanaan nantinya.

Diharapkan dengan adanya laporan ini bisa memberikan kemudahan dalam

tahapan konstruksi nantinya.

1.3 Ruang Lingkup Pekerjaan

Ruang lingkup pekerjaan ini akan difokuskan pada beberapa tahapan

perencanaan ini terdiri dari :

a)Penentuan material-material struktur yang akan digunakan.

b)Pengklasifikasian beban-beban yang bekerja pada struktur sesuai dengan

kaidahkaidah dan tata cara yang berlaku.

c)Permodelan, Analisa dan Desain struktur yang terbuat dari struktur beton

bertulang ini sesuai dengan kaidah-kaidah dan tata cara yang berlaku.

d)Perhitungan kebutuhan penulangan pada elemen struktur pelat lantai sesuai

dengan kaidah-kaidah dan tata cara yang berlaku.

1

2

Laporan Struktur TES Puger-jember2014

e)Perhitungan kebutuhan penulangan pada elemen struktur balok sesuai


f)Perhitungan kebutuhan penulangan pada elemen struktur kolom sesuai


g)Memberikan rekomendasi terhadap beberapa permasalahan yang dianggap

penting untuk diperhatikan dan dilaksanakan.

1.4 Sistem Struktur

Sistem struktur bangunan ini merupakan sistem struktur Struktur Rangka

Pemikul Momen yang berupa balok dan yang terbuat dari struktur beton

bertulang. Struktur gedung ini memiliki sifat yang tidak beraturan sehingga

penggunaan beban static ekivalen tidak dapat dipergunakan. Namun dalam analisa

strukturnya dipergunakan pembebanan gempa dengan response spectrum.

Secara ideal sesuai dengan pembagian wilayah gempa yang ada struktur ini

akan lebih optimal bila didesain dengan menggunakan Struktur Rangka Pemikul

Momen Khusus (SRPMK).

Analisa dan desain terhadap sistim struktur ini akan dilakukan

menggunakan paket program bantu SAP 2000 V.14.2.5 yang merupakan paket

program analisa struktur berbasis teori Metode Elemen Hingga dalam permodelan

dan penyelesaian persamaanpersamaan statikanya.

3


1.5 Tata Cara Perencanaan Bangunan dan Referensi Perencanaan Bangunan

Dalam melakukan kajian ulang terhadap perancangan struktur beton bertulang

ini mengacu pada beberapa tata cara perencanaan bangunan dan juga pada

beberapa referensi khusus yang lazim digunakan. Beberapa acuan tersebut

adalah :

a)Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1987.

b)Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Gedung (SNI 1726-2012).

c)Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Dan Bahan Bangunan Gedung (SNI-03-

2847-2013).

d)Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBBI-1971).

e)Tata Cara Penghitungan Pembebanan Untuk Bangunan Rumah Dan Gedung

(SNI03-1727-2002).

f)Uniform Building Code 1997 (UBC 1997).

g)International Building Code 1997 (IBC 2009).

h)Building Code Requirements For Structural Concrete (ACI 318-99) and

Commentary (ACI 318R-99).

i)American Institute Of Steel Construction-Load Resistance Factor Design. (AISC-

LRFD 1993).

j)American Society Of Civil Engineer - Minimum Design Load For Building And Other

Structures (ASCE 7.02).

4


BAB - 2 DATA-DATA PERENCANAAN DAN

PEMBEBANAN

2.1 Penjelasan Umum

Pembahasan mengenai kriteria perencanaan akan disesuaikan dengan

ketentuan dan tata-cara yang berlaku akan dibahas secara terinci dalam bagian

ini. Pembebanan struktur ini akan menggunakan beberapa ketentuan dan tata

cara, hal ini dikarenakan untuk mencegah adanya pembebanan yang tidak

dimasukkan kedalam analisa struktur yang mungkin dalam satu ketentuan atau

tata cara tidak dibahas secara detil.

2.2 Data dan Spesifikasi Material Rencana Struktur

Material yang digunakan dalam perencanaan ini dibagi menjadi beberapa

jenis material sesuai dengan fungsi dan jenis elemennya, beberapa material yang

digunakan dapat dilihat sebagai berikut :

a)Material elemen struktur balok/pelat direncanakan dengan menggunakan beton

(fc) 35 MPa.

b)Material elemen struktur kolom lantai B4-5 direncanakan dengan

menggunakan beton (fc) 35 MPa.

c)Material elemen struktur tulangan baja polos mempunyai tegangan leleh

sebesar 240 MPa untuk diameter tulangan 8 mm hingga 12 mm.

d)Material elemen struktur tulangan baja deform mempunyai tegangan leleh

sebesar 390 MPa untuk diameter tulangan 10 mm hingga 32 mm.

2.3 Tahapan Pembebanan dalam Analisa Struktur

Dalam perancangan struktur ini beban yang bekerja pada sistim struktur

gedung tersebut harus didasarkan atas pertimbangan - pertimbangan sebagai

berikut :

a)Pembebanan dan kombinasi pembebanan.

b)Penentuan wilayah gempa.

5


c)Penentuan klasifikasi tanah setempat.

d)Penentuan sistem struktur.

e)Peninjauan terhadap pengaruh gempa.

2.4 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan

Pembebanan yang bekerja pada struktur ini terdiri dari beban mati (berat

sendiri dan beban mati tambahan), beban hidup, beban angin dan beban gempa. Untuk

kombinasi pembebanan mengacu pada beberapa peraturan yaitu SNIT02-2005, SNI

T12-2004, BMS 1992, SNI 2847-2002, ACI 318-02, UBC 1997 dan SNI 1729-2002.

Beban - beban yang bekerja secara detil dijabarkan sebagai berikut :

2.4.1 Beban

Gravitasi 2.4.1.1

Beban Mati

Beban mati pada perencanaan ini meliputi berat sendiri dari masing -

masing elemen struktur seperti berat pelat, balok dan kolom serta struktur atap.

Besarnya beban-beban mati tersebut secara otomatis langsung diperhitungkan

didalam permodelan struktur berdasarkan berat jenis masing - masing

materialnya. Sedangkan terdapat juga beban mati tambahan yang berupa beban

finishing, plafond dan dinding yang besarnya :

Beban mati tambahan lantai (finishing lantai): 150

kg/m2

2.4.1.2 Beban Hidup

Beban hidup lantai yang bekerja dalam struktur ini berupa beban terbagi

rata sesuai fungsi ruangannya, yang besarnya diambil sebesar :

Beban hidup lantai tempat berkumpul : 500 kg/m2.

Koefisien reduksi beban hidup untuk beban gempa diambil sebesar 1 untuk

tempat berkumpul.

2.4.2 Beban Gempa

6


Peninjauan beban gempa pada perencanaan struktur bangunan ini ditinjau

secara analisa dinamis 3 dimensi. Fungsi response spectrum ditetapkan sesuai

peta wilayah gempa untuk daerah Kuta, Lombok. Berdasarkan SNI 1726-2012,

zonasi peta gempa menggunakan peta gempa untuk probabilitas 2% terlampaui

dalam 50 tahun atau memiliki periode ulang 2500 tahun.

Untuk wilayah gempa berdasarkan SNI 1726-2012 pasal 14,

ditetapkan berdasarkan parameter Ss (percepatan batuan dasar pada periode

pendek 0,2 detik) dan S1 (percepatan batuan dasar pada peride 1 detik).

Faktor keutamaan dari gedung ini yang merupakan bangunan

tempat perlindungan bencana memiliki faktor keutamaan gempa (Ie) 1.5, karena

sesuai Tabel 2.1 dan Tabel 2.2 bangunan pasca bencana termasuk dalam kategori

resiko IV.

Tabel 2.1 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur Lainnya untuk beban gempa (SNI 1726-2012, Tabel 1)

Jenis pemanfaatanKategori

resiko

Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk. tapi tidak dibatasi untuk:

-Fasilitas pertanian. perkebunan, perternakan, dan perikanan-Fasilitas sementara-Gudang penyimpanan-Rumah jaga dan struktur kedlafnnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Perumahan-Rumah toko dan rumah kantor- Pasar-Gedung perkantoran-Gedung apartemen/ Rumah susun-Pusat perbelanjaan/ Mall-Bangunan industri-Fasilitas manufaktur- Pabrik

II

7

Laporan Struktur TES Puger-Jember 2014

Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

BioskapGedung pertemuanStadionFasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat Fasilitas penitipan anakPenjaraBangunan untuk orang jompo

Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam kategori risiiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bib terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Pusat pembangkit listrik biasaFasilitas penanganan airFasilitas penanganan limbahPusat telekomunikasi

Gedung dan struktur lainnya yang tidak ten-nasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan. penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

III

Gedung dan struktur lainnya yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting. termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:

Bangunan-bangunan monumentalGedung sekolah dan fasilitas pendidikanRumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat daruratFasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi kendaraan daruratTempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnyaFasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya untuk tanggap daruratPusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan daruratStruktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan struktur lainnya yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.

IV

8


Tabel 2.2 Tabel Keutamaan Gempa (SNI 1726-2012, Tabel 2)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, f,I atau II 1.0

III 1,25IV 1,50

Respon spektra merupakan konsep pendekatan yang digunakan untuk

keperluan perencanaan bangunan tahan gempa. Respon spektra

menggambarkan respon maksimum dari suatu sistem Single Degree of Freedom

(SDOF) baik berupa percepatan (a), kecepatan (v) maupun perpindahan (d) untuk

periode natural tertentu akibat beban gempa. Absis dari respon spektra adalah

periode alami sistem struktur dan ordinat dari respon spektra adalah respon

maksimum yang dikehendaki. Absis dan ordinat kurva respon spektra dapat

dinyatakan dalam spektra perpindahan (Sa) dan spektra percepatan (Sa).

Data-data yang dibutuhkan dan prosedur untuk pembuatan respon

spektra berdasarkan SNI 1726-2012 pasal 6.4 adalah :

Parameter percepatan batuan dasar

Parameter Ss (percepatan batuan dasar pada periode pendek) dan Si

(percepatan batuan dasar pada periode 1 detik) harus ditetapkan masing-masing

dari percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gempa untuk periode ulang 2500

tahun.

Parameter kelas situs

Berdasarkan sifat-sifat tanah pada situs, maka situs harus diklasifikasikan

sebagai kelas situs SA, SB, SC, SD, SE,dan SF berdasarkan pasal 5.3 dapat dilihat

pada Tabel 2.3 bahwa tanah pada struktur ini termasuk dalam kelas situs SE

(berdasarkan pengujian tanah dan analisa yang akan dilakukan pada sub-bab

5.1).

9


Tabel 2.3 Klasifikasi Situs

Kelas Situs Ṽs (m/dt) N atau Nch Su (kPa)

SA (batuan keras) 1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 > 50 1100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak) < 175 < 15 < 50SF (tanah khusus, yang

membutuhkan investigasi geoteknik

spesifik dan analisisrespons spesifik-situs

yang mengikuti Pasal 6.9.1)

Atau setiap protil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan karateristik sebagai berikut :

1. Indeks plastisitas. > 20,

2. Kadar air, w> 40 persen, dan

Kuat geser niralir s, < 25 kPa

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dan karaktenstik berikut :

- Rawan dan berpotensi gaga! atau runtuh akibat beban gempa seperli mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah

- Lempung sangat mganik dan/atau gambut (ketebalan H > 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan 7.5 m dengan Indeks Plasitisitas P1 75)

Lapisan lempung lunak/setengah tegu dengan ketebalan H > 35 m dengan s„ 50 kPa

(SNI 1726-2012, Tabel 3)

Koefisien-koefisien situs dan parameter-parameter respon spektra

percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko tertarget

(MCER)

Untuk penentuan respon spektra percepatan gempa (MCER) dipermukaan

tanah diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada periode 0,2 detik (Gambar

2.1) dan periode 1 detik (Gambar 2.2). Berdasarkan pasal 6.2, faktor amplifikasi

meliputi facktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode

pendek (Fa) dilihat pada tabel 4 pasal 6.2 dan faktor amplifikasi terkait percepatan

yang mewakili getaran periode pendek 1 detik (Fv) pada tabel 5 pasal 6.2. (Untuk

wilayah Pujut, Lombok diambil Ss = 1 dan S1 = 0.4)

10


Gambar 2.1 Peta Wilayah Gempa Indonesia yang dipertimbangkan resiko-tersesuaikan (MCE - percepatan 0,2 detik, probabilitas 2% dalam 50 tahun)

Gambar 2.2 Peta Wilayah Gempa Indonesia yang dipertimbangkan resiko-tersesuaikan

(MCE - percepatan 1 detik, probabilitas 2% dalam 50 tahun)

Parameter spektrum respon percepatan pada periode pendek (SMs) dan

periode 1 detik (SM1) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs harus

ditentukan dengan perumusan berikut :

Sms = Fa• Ss = 0.9.1 =1.1

Smi = F1,• Si= 2.4. 0.4= 0,64

Keterangan :Ss : parameter respon spektra percepatan gempa MCER terpetakan untuk periode

pendek. Si : parameter respon spektra percepatan gempa MCER terpetakan untuk

periode 1 detik. Fa : Koefisien situs pada Tabel 2.4 untuk periode pendek (Fa = 0.9).

Fv : Koefisien situs pada Tabel 2.5 untuk periode 1 detik (Fv = 2.4).

Tabel 2.4 Koefisien Situs, Fa (SNI 1726-2012, Tabel 4 )

11


Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER

terpetakan pada perioda pendek, T=0,2 detik, S5

Ss 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss 2 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF SS

CATATAN:a) Untuk nilai-nilai antara S,dapat dilakukan interpolasi linier

(b) SS= Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs-spesifik, lihat Pasal 6.9.1

Tabel 2.5 Koefisien Situs, FV (SNI 1726-2012, Tabel 5 )

Kelas situs

Parameter respons spektra percepatan gempa MCER

terpetakan pada perioda 1 detik, S,

S7 0,1 Si = 0,2 Si = 0,3 S,= 0,4 Si 2 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF SS6

CATATAN:(a)Untukantara S7 dapat dilakukan interpolasi linier(b)SS= Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan

analisis respons situs-spesifik, lihat Pasal 6.9.1

12


Parameter percepatan spektra rencana.

Parameter percepatan spektra disain untuk periode pendek (SDS) dan

periode 1 detik (Sin) harus ditentukan melalui perumusan berikut ini :

SDS = 2/3 . SMS = 2/3 X 0.9 = 0.6

SDS = 2/3 . SMS = 2/3 X 0.96 = 0.64

keterangan:

SDS : parameter respon spektra percepatan rencana pada periode pendek

SD1 : parameter respon spektra percepatan rencana pada periode 1 detik.

Semua parameter respon rencana diplot dalam grafik dan menghasilkan

respon spektra rencana.

Prosedur pembuatan respon spektra desain berdasarkan SNI 1726-2012

Untuk nilai To dan Ts dapat digunakan rumus berikut :

TO = 0.2 x SD1/ SDs= 0.2 x 0.64/0.6 = 0.213

TS = SD1/ SDs = 0.64/0.6 = 1.067

Untuk periode yang lebih kecil dari To spektrum respon percepatan desain Sa

harus diambil dari persamaan :

Sa = SDS x [0.4+ 0.6x T/ TO]

Untuk T =0, maka Sa dapat dihitung sebagai berikut

Sa =0.6 x [0.4+ 0.6x 0/ 0.213] = 0.24

Untuk periode yang lebih besar dari atau sama dengan To dan lebih kecil dari atau

sama dengan Ts spectrum respon disain Sa = SDS untuk periode lebih besar dari Ts

spectrum respon percepatan disain Sa diambil berdasarkan persamaan :

13


keterangan:

SDS : parameter respon spectra percepatan disain pada periode pendek.

SD1 : parameter respon spectra percepatan disain pada periode 1 detik.

T : periode getar fundamental struktur.

Hasil dari perhitungan respon spektrum dapat dilihat pada Gambar 2.3

Gambar 2.3 Spektrum respon desain

Kategori Desain Seismik

Setiap struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik.

Kategori desain seismik yang diklasifikasikan oleh SNI 1726-2012 dapat dilihat

pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7

Tabel 2.6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada perioda pendek

(SNI 1726-2012, Tabel 6 )

Nilai SDSKatagori risiko

I atau II atau III IVSDS < 0.167 A A

0.167 < SDS < 0.33 B C0.33 < SDS < 0.50 C D

0.50 < SDS D D

14


Tabel 2.7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada

perioda 1 detik

(SNI 1726-2012, Tabel 7 )

Nilai SD1Katagori risiko

I atau II atau III IVSD1 < 0.067 A A

0.067 < SD1 < 0.133 B C0.133 < SD1 < 0.20 C D

0.20 < SD1 D D

Berdasarkan tabel 1.6 dan 1.7, gedung ini memiliki kategori desain

seismik D. Berdasarkan Tabel 1.8 pada, didapatkan koefisien modifikasi respon,

R, sebesar 8 dan faktor pembesaran defleksi, Cd, sebesar 5,5 untuk dengan

kategori desain seismik D.

Tabel 2.8 Sistem penahan gaya gempa (SNI 1726-2012, Tabel 9 )

Sistem penahan-gaya gempa

Koefisien

modifikasi

respons, Ra

Faktor

kuat- lebih sistem, Ω0

g

Faktor pembesar

an defleksi,

Cdb

Batasan sistem struktur dan

batasan tinggi struktur (m)c

Kategori desain seismik

B C Dd Ed Fθ

5. Rangka beton bertulang pemikul momen khusus 8 3 5 1/2 TB TB TB TB TB6. Rangka beton berulang pemikul momen menengah 5 3 4 1/2 TB TB TI TI TI7. Rangka beton bertulang pemikul momen biasa 3 3 2 1/2 TB TI TI TI TI

Kombinasi Pembebanan

15


Setelah diketahui beban - beban yang bekerja pada elemen struktur maka

dalam pendesainan elemen struktur digunakan kombinasi pembebanan untuk

mendapatkan pembebanan yang maksimum yang mungkin terjadi pada saat

beban bekerja secara individual maupun bersamaan.

Konfigurasi kombinasi pembebanan berdasarkan SNI 1726-2012 dapat

dilihat sebagai berikut :

1,4D

1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)

1,2D + 1,6(Lr atau R) + (L atau 0,5W)

1,2D + 1,0W + L + 0,5(Lr atau R)

1,2D + 1,0E + L

0,9D + 1,0W

0,9D + 1,0E

Sedangkan untuk desain pondasi, maka kombinasi pembebanan yang

digunakan adalah kombinasi pembebanan ijin, yaitu sebagai berikut :

D

D + L

D + (Lr atau R)

D + 0,75L + 0.75 (Lr atau R)

D + (0,6W atau 0,7E)

D + 0,75(0,6W atau 0,7E) + 0,75L + 0,75(Lr atau R)

0,6D + 0,6W

0,6D + 0,7EDimana :

D = Dead Load (Beban Mati

L = Life Load (Beban Hidup)

E = EarthQuake Load (Beban Gempa)

Lr = Life Roof (Beban Atap)

R = Rainfall Load (Beban Hujan)

W = Wind Load (Beban Angin) (Tidak menentukan)

Peninjauan Terhadap Pengaruh Gempa

16


Simulasi pembebanan terhadap beban gempa ditinjau secara statik

maupun dinamis, sedangkan besaran gaya gempa statik ekivalen merujuk

pada persamaan pada SNI 03-1726-2012 :

V = Cs . Wt

keterangan:

Cs : koefisien respons seismik

Wt : berat total gedung

Penentuan koefisien Cs adalah sebagai berikut :

keterangan:

Sps : parameter percepatan spektrum respon desain dalam rentang periode pendek

R : faktor modifikasi respon

I : faktor keutamaan hunian

Cs maksimum

Keterangan:

SD1 : adalah parameter percepatan spektrum respon desain dalam rentang

periode 1 detik

R : adalah faktor modifikasi respon

I : adalah faktor keutamaan hunian

T : adalah periode struktur dasar (detik)

harus tidak kurang dari

Cs = 0.044x SDS x I > 0.01

Keterangan :

SDS : adalah parameter percepatan spektrum respon desain dalam rentang

periode pendek

17


I : adalah faktor keutamaan hunian

Cs minimum

Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah dimana S1

sama dengan atau lebih besar dari 0,6g, maka Cs harus tidak kurang dari

keterangan:

S1 : parameter percepatan spektrum respons desain yang dipetakan

R : faktor modifikasi respon

I : faktor keutamaan hunian

Pembebanan gempa horizontal dibagi kedalam dua arah yaitu :

Gempa arah x dengan komposisi 100% V, + 30% Vy

Gempa arah y dengan komposisi 100% Vy + 30%

2.4.3 Beban Angin

Gedung TES Tsunami merupakan gedung yang berbentuk sederhana dan

simetris, terbuat dari baja ataupun beton, dan terdiri dari sistem portal terbuka

dan memiliki ketinggian yang relatif pendek. Oleh karena itu, digunakan

pembebanan angin pada Sistem Penahan Beban Angin Utama (SPBAU)

berdasarkan: (1) RSNI Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan

Struktur Lain 2012 (2) Pasal 28 pada ASCE 710 Minimum Design Loads for Buildings

and Other Structures. Pasal tersebut membahas perhitung-an beban angin pada

SPBAU dengan prosedur amplop untuk bangunan gedung bertingkat rendah. Pada

pasal 28, terdapat 2 bagian, yaitu bagian satu yang membahas pembebanan angin

gedung bertingkat rendah yang tertutup atau tertutup sebagian, serta bagian dua

yang membahas pembebanan angin untuk gedung diafragma sederhana yang

tertutup. Pada bangunan TES Tsunami ini, pada pembahasan selanjutnya

digunakan bagian satu saja.

Adapun langkah-langkah untuk menentukan beban angin pada SPBAU

untuk gedung bertingkat rendah adalah:

18


Langkah 1: Menentukan kategori risiko gedung Kategori risiko gedung sama

dengan kategori risiko pada penentuan beban gempa, yaitu ditentukan berdasarkan

Tabel 1 SNI Gempa, digunakan kategori risiko IV karena gedung TES Tsunami

merupakan tempat perlindungan darurat.

Langkah 2: Tentukan kecepatan angin dasar, V, untuk kategori risiko yang

sesuai

Kecepatan angin harus ditentukan menggunakan peta kecepatan angin daerah

setempat.

Langkah 3: Tentukan parameter beban angin:

a. Faktor arah angin, Ka

Faktor arah angin harus ditentukan dari Tabel berikut:

Tabel 2.9 Faktor Arah Angin Berdasarkan Tipe Struktur

Tipe StrukturFaktor Arah Angin

K'dBagunan Gedung 0.85Sistem Penahan Beban Angin Utama 0.85Komponen dan Klading Bangunan Gedung

* Faktor arah Kd telah dikalibrasi dengan kombinasi beban yang ditetapkan dalam SNI seperti yang akan dibahas pada pasal 2.4.2

Sumber R5N1 03 (Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)

b. Kategori eksposur

Persyaratan eksposur untuk prosedur amplop Beban angin untuk

perancangan SPBAU untuk semua bangunan bertingkat rendah yang dirancang

menggunakan prosedur amplop harus berdasarkan pada kategori eksposur yang

mengakibatkan beban angin tertinggi untuk setiap arah angin di lokasi.

Untuk setiap arah angin yang diperhitungkan, eksposur lawan angin

didasarkan pada kekasaran permukaan tanah yang ditentukan dari topografi

alam, vegetasi, dan fasilitas dibangun. Kategori Kekasaran Permukaan Kekasaran

permukaan tanah dalam setiap sektor 450 harus ditentukan untuk suatu jarak lawan

angin dari situs sebagaimana ditentukan dalam pasal kategori eksposur.

Kekasaran permukaan B: daerah perkotaan dan pinggiran kota, daerah berhutan,

atau daerah lain dengan penghalang berjarak dekat yang banyak memiliki ukuran

dari tempat tinggal keluarga-tunggal atau lebih besar. Kekasaran permukaan C:

dataran terbuka dengan penghalang tersebar yang memiliki tinggi umumnya

19


kurang dari 9,1 m. Kategori ini mencakup daerah terbuka datar dan padang

rumput. Kekasaran permukaan D: area datar, area terhalang dan permukaan air.

Kategori ini berisi lumpur halus, padang garam, dan es tak terputus. Kategori

eksposur Eksposur B: untuk bangunan gedung dengan tinggi atap rata-rata kurang

dari atau sama dengan 9,1 m, Eksposur B berlaku bilamana kekasaran permukaan

tanah, sebagaimana ditentukan oleh Kekasaran Permukaan B, berlaku di arah

lawan angin untuk jarak yang lebih besar dari 457 m. Untuk bangunan dengan

tinggi atap rata-rata lebih besar dari 9,1 m, Eksposur B berlaku bilamana Kekasaran

Permukaan B berada dalam arah lawan angin untuk jarak lebih besar dari 792 m

atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar. Eksposur C: Eksposur C berlaku

untuk semua kasus di mana Eksposur B atau D tidak berlaku. Eksposur D:

Eksposur D berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah, sebagaimana

ditentukan oleh Kekasaran Permukaan D, berlaku di arah lawan angin untuk jarak

yang lebih besar dari 1.524 m atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar.

Eksposur D juga berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah segera lawan

angin dari situs B atau C, dan situs yang berada dalam jarak 183 m atau 20 kali

tinggi bangunan, mana yang terbesar, dari kondisi Eksposur D sebagaimana

ditentukan dalam kalimat sebelumnya.

Untuk situs yang terletak di zona transisi antara kategori eksposur,

harus menggunakan hasil kategori di gaya angin terbesar. PENGECUALIAN :

eksposur menengah antara kategori sebelumnya diperbolehkan di zona transisi

asalkan itu ditentukan oleh metode analisis rasional yang dijelaskan dalam

literatur dikenal.

c. Faktor topografi, Kzt

Efek peningkatan kecepatan angin harus dimasukkan dalam perhitungan

beban angin desain dengan menggunakan faktor Kzt

Kz, =(1+K1.K2X3)2

Dengan Ks, K2, dan K3 dapat dilihat nilainya pada tabel dalam gambar

26.8.1 pada RSNI 03- PMI. Selain itu, nilai tersebut juga dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan :

Ki ditentukan dari Tabel

2.10

20


Catatan:

H : tinggi bukit atau tebing relatif terhadap elevasi kawasan di sisi angin datang (upwind), dalam meter.

IA : jarak horisontal pada sisi angin datang (upwind), dari puncak bukit atau tebing sampai setengah tinggi bukit atau tebing, dalam meter

Ki : faktor untuk memperhitungkan bentuk fitur topografis dan pengaruh peningkatan kecepatan maksimum.

K2 : faktor untuk memperhitungkan reduksi dalam peningkatan kecepatan sehubungan dengan jarak ke sisi angin datang atau ke sisi angin pergi dari puncak.

K3 : faktor untuk memperhitungkan reduksi dalam peningkatan kecepatan

sehubungan dengan ketinggian di atas elevasi kawasan setempat.

X : jarak (di sisi angin datang atau sisi angin pergi) dari puncak ke lokasi gedung, dalam meter.

z : ketinggian di atas elevasi tanah setempat, dalam meter.

p : faktor atenuasi horisontal.

y : faktor atenuasi ketinggian.

Jika kondisi situs dan lokasi gedung dan struktur bangunan lain tidak

memenuhi semua kondisi yang disyaratkan dalam tabel di atas, maka Kzt = 1,0.

Tabel 2.10 Parameter untuk Peningkatan Kecepatan di Atas Bukit dan Tebing

Parameter untuk peningkatan kecepatan diatas Bukit dan TebingBentuk bukit K1/1:1-1/10 jr

Eksposur

Ski angindatang

daripuncak

Sisi anginpergi dari

puncak

B

Bukit mernanjano 2-dime-r5i(atau lembah dengan negatif H

cl larn K LICH /1,0

1.3 1.5 1.55 3 1.5 1.5

Tebing 2-dimensi 0.75 0.85 0.95 2.5 1.5 4Bukit gimetris 3-dimensi 0.95 1.05 1.15 4 1.5 1.5

Sumber : R5NI 03 (Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain)

d. Klasifikasi ketertutupan

Untuk menentukan koefisien tekanan internal, semua bangunan

gedung harus diklasifikasikan sebagai bangunan tertutup, tertutup sebagian,

atau terbuka.

21


Bangunan gedung terbuka : bangunan gedung yang memiliki dinding

setidaknya 80 persen terbuka (untuk setiap dinding ditentukan oleh persamaan

Ao 0,8 Ag ), engan:

Ao = luas total bukaan di dinding yang menerima tekanan eksternal positif, dalam m2

Ag = luas bruto dinding dimana Ao diidentifikasikan, dalam m2. Bangunan

tertutup sebagian : sebuah bangunan yang memenuhi kedua kondisi

berikut:

1. Ao 1,10 Aoi

2. Ao > 0,37 m2 atau > 0,01 Ag , mana yang terkecil, dan Aoi/Agi 0,20

dengan:

Aoi = jumlah dari luas bukaan pada amplop bangunan gedung (dinding dan atap)

tidak termasuk Ao, dalam m2.

Bangunan gedung tertutup: bangunan gedung yang tidak memenuhi

persyaratan untuk bangunan gedung terbuka atau bangunan gedung tertutup

sebagian.

e. Koefisien tekanan internal, (GC0)

Koefisien tekanan internal harus ditentukan berdasarkan Tabel 2.11 berikut:

Tabel 2.11 Koefisien Tekan Internal

Tipe Struktur (Gcpi)Bagunan Gedung terbuka 0.00Bagunan Gedung tertutup sebagian +0.55 -0.55Bagunan Gedung tertutup +0.18

-0.18Sumber : R5NI 03 (Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain)

Keterangan:

1.Tanda positif dan negatif menandakan tekanan yang bekerja menuju dan

menjauhi permukaan internal.

2.Nilai (GC0) harus digunakan dengan atau seperti yang ditetapkan.

3.Dua kasus harus dipertimbangkan untuk menentukan persyaratan beban kritis

untuk kondisi yang sesuai:

a. Niliai positif dari (GC0) diterapkan untuk seluruh permukaan internal

22


b. Niliai negatif dari (GCpi) diterapkan untuk seluruh permukaan internal

Langkah 4: tentukan koefisien eksposur tekanan velositas, KZ atau Kh

Berdasarkan kategori eksposur yang ditentukan sebelumnya, koefisien eksposur

tekanan velositas KZ atau Kh sebagaimana yang berlaku, harus ditentukan dari

tabel berikut ini. Untuk situs yang terletak di zona transisi antara kategori

eksposur yang dekat terhadap perubahan kekasaran permukaan tanah,

diijinkan untuk menggunakan nilai menengah dari Kz atau Kh, yang tercantum

dalam Tabel 2.12, asalkan ditentukan dengan metode analisis rasional yang

tercantum dalam literatur yang dikenal.

Catatan:

Koefisien eksposur tekanan velositas dapat Kz ditentukan dari formula berikut:

untuk 4.572 m < z < zg :

untuk 4.572 m < z < zg :

a dan zg ditabulasi dalam Tabel 2.13.

Tabel 2.12 Koefisien Eksposur Tekanan Velositas, Kz atau Kh

Tinggi diatas level tanah, z Eksposur(m) B C D

0 - 0.46 0.7 0.85 1.036.1 0.7 0.9 1.087.6 0.7 0.94 1.129.1 0.7 0.98 1.16

12.2 0.76 1.04 1.2215.2 0.81 1.09 1.2718 0.85 1.13 1.31

Sumber : RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain

Tabel 2.13 Konstanta Eksposur Daratan (dalam metrik)

Eksposur α Zg (m)B 7.0 365.76C 9.5 274.32D 11.5 213.36

23



Langkah 5: tentukan tekanan velositas qz atau qh

Tekanan velositas, qz, dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung

dengan persamaan berikut:

qz = 0.613. K2. Ka . Kd V2 ( N/m2)

V dalam m/s

Dengan qz merupakan tekanan velositas pada ketinggian z dan qh

merupakan tekanan velositas pada ketinggian atap rata-rata h. Koefisien

numerik 0,613 harus digunakan kecuali bila ada data iklim yang tersedia cukup

untuk membenarkan pemilihan nilai yang berbeda dari koefisien ini untuk

aplikasi perancangan.

Langkah 6: tentukan koefisien tekanan eksternal, (GCpt)

Sesuai dengan Gambar 28.4-1 pada ASCE 7-10, dapat ditentukan koefisien

tekanan eksternal sesuai Gambar 2.15 sampai Gambar 2.6 dan Tabel 2.14 sampai

Tabel 2.15.

Gambar 2.4 Kasus Pembebanan A

Sumber: ASCE 7-10 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)

Tabel 2.14 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan ASudut Koefisien tekanan eksternal! (GCpf )Kasus Behan A

24


atap θ (derajat)

Permukaan Bangunan

1 2 3 4 1E 2E 3E 4E

0 - 5 0.4 -0.69 -0.37 -0.29 -0.61 -1.07 -0.53 -0.43


Gambar 2.5 Kasus pembebanan B Sumber: ASCE 7-10 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)

Tabel 2.15 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan B

Sudut atap θ

(derajat)

Koefisien tekanan eksternal! (GCpf )Kasus Behan B

Permukaan Bangunan

1 2 3 4 5 6 1E 2E 3E 4E 5E 6E

0 - 90 -0.45 -0.69 -0.37 -0.45 -0.40 -0.29 -0.48 -1.07 -0.53 -0.48 0.61 -0.43


Untuk kasus pembebanan torsional, tekanan pada zona disebut "T" (1T, 2T, 3T, 4T,

5T, 6T) harus sebesar 25% dari tekanan angin desain (zona 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Pembebanan torsional harus diaplikasikan pada kedelapan pola pembebanan

dasar, mengguna-kan Gambar 2.6 di bawah ini yang diaplikasikan pada setiap

sudut searah angin.

25


Pengecualian: gedung satu lantai dengan h kurang dari atau sama dengan 9,1

m, gedung dua lantai atau kurang, menggunakan konstruksi portal ringan, dan

bangunan dua lantai atau kurang dengan diafragma fleksibel tidak perlu diberikan

kasus pembebanan torsional.

Arah Transversal Arah Lcngitudinal

Gambar 2.6 Kasus Pembebanan Torsi

Sumber: ASCE 7-10 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)

Keterangan dan penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada ASCE 7-10 pasal 28.4.

Langkah 7: Hitung tekanan angin, p, pada setiap permukaan bangunan gedung.

Bangunan gedung kaku tertutup dan tertutup sebagian: Tekanan angin desain untuk

SPBAU bangunan gedung untuk semua ketinggian harus ditentukan persamaan

berikut:

P = qh [ (GCpf) – (GCpi )] (N/m2)

dengan qh merupakan tekanan velositas pada ketinggian atap rata-rata h yang

dihitung pada langkah 5, GCpr merupakan koefisien tekanan eksternal (langkah 6), dan

GCpi merupakan koefisien tekanan internal (langkah 3).

Berdasarkan pasal 28.4.4 ASCE 7-10, beban angin yang digunakan dalam desain

SPBAU untuk gedung tertutup atau tertutup sebagian tidak boleh kurang dari 0,77 kN/m2.

26


2.4.4 Beban Tsunami

Menurut Pedoman Teknik Perancangan Struktur Bangunan Tempat

evakuasi Sementara Tsunami, oleh Pusat Penelitian Mitigasi Bencana, ITB 2013,

beban tsunami yang akan direncanakan pada struktur bangunan TES Tsunami harus

memperhitungkan beban-beban berikut: gaya hidrodinamik, gaya hidrostatik, gaya

apung (buoyant), gaya gelombang, gaya akibat pembendungan air dari puing-puing

yang terbawa air (damming of waterborne debris), gaya benturan, gaya angkat

(uplift), dan penambahan beban gravitasi karena adanya air yang tertahan pada

lantai yang ditinggikan. Dalam menentukan efek-efek beban tsunami, terdapat

beberapa asumsi yang digunakan, di antaranya adalah:

1)Arus tsunami terdiri dari campuran sedimen dan air laut. Dengan mengasumsikan

konsentrasi volume sedimen yang terbawa dalam arus tsunami adalah 5%,

kepadatan fluida dari arus tsunami harus diambil sebesar 1,1 kali lipat dari

kepadatan air murni, atau ps = 1100 kg/m3.

2)Kedalaman arus tsunami bervariasi tergantung dari batimetri dan topografi pada

lokasi yang ditinjau.

3)Terdapat perbedaan signifikan dari ketinggian kenaikan air tsunami setempat,

tergantung dari pengaruh batimetri dan topografi setempat, serta ketidakpastian

pada simulasi numerik dari penggenangan tsunami. Berdasarkan pengalaman

empiris dari data survey tsunami sebelumnya, elevasi desain kenaikan air, R,

direkomendasikan mengambil angka sebesar 1,3 kali dari elevasi kenaikan air

maksimum yang diprediksi, R*.

2.4.4.1 Beban Hidrodinamik

Beban hidrodinamik pada suatu objek diaplikasikan ketika terdapat

aliran air disekitar objek tersebut.Pada pembahasan ini objek yang dimaksud

adalah struktur atau komponen struktur. Beban hidrodinamik merupakan

fungsi kerapatan fluida yang mengalir, kecepatan alir, dan geometri struktur.

Gaya hidrodinamik ini juga disebut gaya drag, yang merupakan kombinasi gaya

lateral yang dihasilkan oleh gaya tekan dari sejumlah air yang berpindah dan

gaya friksi yang dihasilkan oleh aliran air disekitar struktur atau komponen

struktur. Berdasarkan FEMA P646, gaya hidrodinamik dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan berikut:

27


Dimana :

Fa : gaya hidrodinamik

ps : kerapatan fluida termasuk endapan (1100 kg/m3)

Cd : koefisien drag

B: lebar struktur pada bidang normal dari arah aliran atau arah paralel terhadap

pantai

h : kedalaman aliran

u : kecepatan aliran pada lokasi struktur berada.

(b ) topagraf i gradual ke daratan dan pelabuhan

( c ) topografi rata ke daratan dari pesisir berbukit

Gambar 2.7 Tipe-tipe Penggenangan pada Pesisir Berdasarkan Korelasi antara Elevasi Tsunami dan Elevasi Kenaikan Air di Darat

Pada perhitungan gaya pada komponen struktur, nilai B merupakan lebar

struktur tersebut. FEMA P646 merekomendasikan Nilai Ca sebesar 2.0, sedangkan

CCH (The City and Country Honolulu Building Code) dan FEMA CCM (Coastal

Construction Manual) membedakan nilai rekomendasi Ca berdasarkan geometri

penampang komponen struktur yang diberikan pada tabel berikut:

R

R

R

28


Tabel 2.16 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Bentuk Geometri Penampang Komponen

StrukturGeometri Penampang Komponen

StrukturCd

CCH FEMA CCMTiang Persegi 2.0 2.0Tiang Bundar 1.0 1,2

Dinding 1.5

Selain nilai di atas, FEMA dan CCH memberikan nilai rekomendasi Ca untuk

ukuran yang lebih besar berdasarkan perbandingan lebar dan tinggi (w/h) seperti

yang diberikan pada Tabel 2.17.

Tabel 2.17 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Perbandingan w/hw/h Cd

01 -12 1.25

13-20 1.3

21-32 1.4

33-40 1.5

41-80 1.75

81-120 1.8>120 2.0

Resultan gaya hidrodinamik diaplikasikan pada sentroid permukaan basah

komponen struktur seperti yang ditampilkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Gaya Hidrodinamik yang Bekerja pada Komponen Struktur

29


Kombinasi hu2 pada persamaan merepresentasikan besarnya momentum flux

per unit massa. Perlu diingat bahwa (hu2)max tidak sama dengan hmax U2max.

Kedalaman aliran maksimum, hmax, dan kecepatan aliran maksimum, umax,

mungkin terjadi secara tidak bersamaan. Perhitungan gaya hidrostatis harus

menggunakan nilai (hu2)max dimana menghasilkan nilai momentum per unit

massa terbesar pada suatu waktu selama tsunami. Nilai maksimum (hue) dapat

dihasilkan dengan menggunakan pemodelan numerik pada zona runup, dengan

ukuran grid yang kecil untuk menghasilkan nilai perdiksi huzyang lebih akurat.

Nilai (hu2)max dapat diestimasi secara kasar dengan menggunakan persamaan

berikut:

(hu2)max = g.R2.( 0.125 – 0.235.z/R + 0.11.(z/R)2

Dengang merupakan percepatan gravitasi sebesar 9,81 m/s2, R merupakan elevasi

desain runup, dan z merupakan elevasi tanah pada dasar struktur.

2.4.4.2 Beban Hidrostatik

Gaya hidrostatik terjadi ketika terdapat genangan air atau air yang mengalir

dengan lambat yang bertemu dengan sebuah struktur atau komponen struktur. Gaya

ini selalu bekerja dalam arah tegak lurus dengan permukaan komponen struktur

dimana gaya ini bekerja. Hal ini disebabkan adanya ketidakseimbangan tekanan yang

disebabkan adanya perbedaan kedalaman air pada sisi yang berlawan dari

struktur atau komponennya. Gaya hidrostatik tidak perlu diperhitungkan, pada

komponen struktur atau struktur dengan luasan yang relatif kecil. Gaya hidrostatik ini

biasa diperhitungkan untuk struktur yang panjang seperti seawall dan bendungan atau

untuk mengevaluasi individu panel dinding yang memiliki ketinggian air yang berbeda

antara satu sisi dengan sisi lainnya. Gaya hidrostatik dan gaya apung (buoyant)

harus diperhitungkan dalam kondisi dimana lantai dasar pada struktur tersebut

kedap air atau cukup terisolasi dan kedap udara untuk menahan atau memperlambat

masuknya air. Pada kondisi ini, gaya hidrostatik dievaluasi untuk individu panel dinding

dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

30


Fh = Pc•Aw =1/2• ρs• g• b• hmax2

dengan Pc merupakan tekanan hidrostatik, Aw merupakan luasan panel yang basah,

b merupakan lebar dinding, dan hmax merupakan ketinggian maksimum air yang diukur

dari bagian dasar dinding pada struktur. Bila terdapat kondisi dimana panel struktur

terendam secara keseluruhan setinggi hw, maka gaya hidrostatik diperhitungkan dengan

persamaan berikut:

Fh = Pc . Aw = ρs. g .( hmax - hw/2) b.hw

dengan:

hmax = perbedaan antara elevasi kenaikan air tsunami rencana (R) dengan elevasi

dasar dinding pada struktur (Zw), atau sesuai dengan persamaan di bawah

ini:

hrmax = 1.3.R* —zw = R— zw

dengan:

R*= elevasi kenaikan air tsunami maksimum yang diambil berdasarkan estimasi

elevasi genangan air pada struktur dengan menggunakan model rinci simulasi

numerik atau elevasi tanah saat penetrasi tsunami maksimum dari peta

genangan tsunami yang tersedia.

R = 1.3 kali elevasi maksimum kenaikan air yang sudah diprediksi.

Momen yang terjadi pada dasar dinding dapat diperhitungkan

berdasarkan resultan gaya hidrostatik seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Distribusi Gaya Hidrostatik dan Lokasi ResultannyaSumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)

Dimling a tau

komponen lainnya

31


2.4.4.3 Gaya Apung (Buoyant)

Gaya apung atau gaya hidrostatik vertikal akan bekerja secara vertikal pada

sentroid dari volume yang dipindahkan dari struktur atau komponen struktur yang

terendam parsial atau total. Besarnya gaya apung ini sama dengan berat air total

yang dipindahkan. Gaya apung ini dapat ditahan oleh berat komponen itu sendiri atau

gaya lainnya yang dapat melawan efek gaya apung ini. Gaya apung ini biasanya

diperhitungkan pada struktur dengan tahanan yang kecil terhadap gaya ke atas,

seperti bangunan portal kayu ringan, basement, tangki kosong yang terletak di atas

atau di bawah tanah, kolam renang, serta komponen struktur yang hanya

memperhitungkan beban gravitasi. Untuk struktur kedap air, gaya apung dapat

diperhitungkan sesuai Gambar 2.10 dan dengan persamaan di bawah ini:

Fb = ρs • g. V

dengan V merupakan volume air yang dipindahkan oleh bangunan (volume

yang berada di bawah hmax, dimana hmax didapatkan dari persamaan sebelumnya).

Gaya apung yang bekerja pada seluruh struktur ditunjukkan melalui gambar di

bawah. Bila terdapat kondisi dimana bangunan tidak memiliki berat yang cukup dalam

menahan gaya apung, gaya tarik pada pile dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan

ketahanan dalam melawan efek dari gaya apung ini, namun friksi pada pile perlu

dikurangi untuk mengantisipasi terjadi penggerusan di bagian atas pile.

32


Gambar 2.10 Gaya Apung pada Keseluruhan Struktur yang Kedap Air pada Lantai yang Lebih Rendah

Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)

2.4.4.4 Gaya Gelombang

Beban gelombang merupakan beban yang dihasilkan gelombang air yang

menyebar di atas permukaan air yang menghantam bangunan atau stuktur lainnya. Pada

dasarnya gaya gelombang tersebut dapat mempengaruhi perilaku bangunan-

bangunan pesisir. Jenis beban gelombang yang memberikan kerusakan paling parah

adalah beban gelombang pecah. Namun gelombang pecah ini biasa terjadi pada

bangunan yang letaknya di pesisir pantai. Seperti yang kita ketahui, bangunan TES

Tsunami dirancang berada pada wilayah yang tidak terlalu dekat dari pesisir pantai,

namun tetap dapat dijangkau oleh para korban bencana. Hal ini menyebabkan pada

bangunan ini tetap akan bekerja bebanbeban yang direncanakan terjadi akibat

tsunami namun tidak sebesar bila bangunan tersebut berada di pesisir pantai

karena semakin jauh jarak bangunan dari lokasi terjadinya tsunami maka

kecepatan gelombang tsunami yang terjadipun semakin kecil.

Di sisi lain, bangunan TES Tsunami tetap mengalami beban yang disebabkan

oleh bagian terdepan gelombang yang menghantam struktur. Beban ini disebut

sebagai gaya impulsif. Gaya Impulsif merupakan gaya yang disebabkan oleh

gelombang air terdepan yang menghantam sebuah struktur sehingga

memberikan beban tumbuk terhadap struktur. Berdasarkan pengetesan di

laboratorium, beban impulsif ini tidak terlalu signifikan bila terjadi pada

gelombang pertama dari tsunami, namun gaya impulsif yang signifikan terjadi

pada gelombang yang tinggi yang terjadi ketika lokasi bangunan TES Tsunami

sudah terbanjiri sebelumnya. Dengan Iota lain, bila bangunan TES Tsunami sudah

Pile Tension

33

•


terbanjiri akibat gelombang tsunami yang lebih awal terjadi, maka gelombang

tsunami yang selanjutnya terjadi akan menumbuk bangunan TES Tsunami dalam

bentuk gelombang yang tinggi dan perlu diperhitungkan efeknya sebagai gaya

impulsif.

Berdasarkan FEMA P646, untuk mendapatkan nilai yang konservatif

maka direkomendasikan besarnya nilai gaya impulsifadalah 1,5 kali gaya

hidrodinamik seperti dituliskan pada persamaan di bawah ini:

Fs =1,5.FD

Gaya Impulsif akan bekerja pada member dimana bagian terdepan dari

gelombang tersebut menghantam, sedangkan gaya hidrodinamik akan bekerja pada

seluruh member setelah dilalui oleh ujung gelombang. Seperti terlihat pada Gambar

2.11 di bawah ini:

Fs = Gaya Impulsive pada kolam dan balok akibat dari ujung gelombangFD = gaya drag pada kolorn dan balok di belakang ujung gelombangCi dan C2 – kolom pada lantai 1 dan 2, B2 – Balok pada lantai 2

Gambar 2.11 Gaya Hidrodinamik Impulsif dan Drag yang Bekerja pada Komponen Struktural Bangunan Akibat Genangan Tsunami


34


2.4.4.5 Gaya Angkat pada Lantai yang Ditinggikan (Uplift)

Gaya angkat akan bekerja pada lantai bangunan yang terendam oleh genangan

tsunami. Selain itu, dalam merencanakan beban gravitasi yang mungkin terjadi,

bangunan TES Tsunami harus dirancang agar dapat menahan gaya angkat yang

disebabkan oleh gaya apung dan gaya hidrodinamik. Ketika memperhitungkan gaya

apung pada pelat lantai, harus mempertimbangkan adanya tambahan volume air yang

dipindahkan akibat adanya udara yang terperangkap dalam lantai sistem portal. Di sisi

lain, dinding eksterior pada lantai di atasnya akan mengeluarkan air sampai

tahanan lateralnya terlewati akibat adanya tekanan hidrostatik. Kondisi ini dapat

meningkatkan volme air yang dipindahkan yang berkontribusi terhadap daya apung

secara signifikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.12.

Besarnya gaya apung ke atas total dapat diestimasi menggunakan

persamaan bawah ini:

Fb = ρs • g • Af hb

Dengan Af merupakan luas dari panel lantai, hb merupakan ketinggian air yang

dipindahkan oleh lantai (termasuk udara berpotensi untuk terperangkap).

Besarnya gaya apung ke atas total per satuan luas yang bekerja pada sistem

lantai dapat diestimasi dengan menggunakan persamaan berikut:

Fb = ρs • g• hb

Gambar 2.12 Sketsa Definisi Gaya Apung ke atas yang Bekerja pada Lantai yang Ditinggikan Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)

Gaya hidrodinamik dapat juga bekerja vertikal pada pelat lantai. Selama air

35


mengalir dengan cepat, air yang naik dapat mengangkat soffit pada komponen horisontal

struktur, menambah gaya apung ke atas. Adanya dinding dan kolom struktural pada

bangunan dapat menghambat aliran tsunami untuk melewati bangunan. Beberapa

eksperimen telah menunjukkan bahwa kondisi seperti ini akan menghasilkan gaya

angkat pada pelat lantai yang signifikan secara tiba-tiba di hadapan hambatan

tersebut. Oleh sebab itu, direkomendasikan agar pada bangunan TES Tsunami,

komponen struktural direncanakan agar dapat mengurangi hambatan aliran tsunami

pada lantai bangunan yang rendah.

Dari hasil riset, disimpulkan bahwa total gaya angkat pada sistem lantai dapat

diestimasi dengan menggunakan persamaan berikut:

Fu = 1/2 Cu • ρs • Af • uv 2

dengan Cu merupakan koefisien yang nilainya diambil 3.0, Af merupakan luas

dari panel lantai, uv merupakan estimasi kecepatan vertical, tingkat kenaikan air

(diadaptasi dari American Petroleum Institute, 1993).

Gaya angkat hidrodinamik per satuan luas dapat ditentukan

menggunakan persamaan di bawah ini:

fu = ½ Cu • ρ s • uv 2

Dari persamaan di atas terdapat pengecualian yaitu bila kondisi yang ditemukan

menunjukan bahwa bagian bangunan memiliki medan yang miring, sehingga terdapat

studi yang menentukan nilai uv didapat melalui persamaan berikut:

uv =u.tan α

Dengan u merupakan kecepatan horizontal dari aliran berdasarkan kedalaman

air (hs), hs merupakan elevasi soffit pada sistem lantai, a merupakan rata-rata

kemiringan pada suatu tingkat di lokasi yang ditinjau (ditunjukkan pada Gambar 2.12).

Nilai u dapat diestimasi dengan menggunakan Gambar 2.14 dengan mengubah

d/R menjadi hs/R.

36


2.4.4.6 Gaya Benturan

Gaya benturan dari puing-puing yang terbawa air (seperti batang pohon,

potongan kayu, kapal, kontainer, kendaraan, bangunan) dapat menjadi penyebab

utama kerusakan bangunan. Namun, gaya benturan ini sulit untuk diestimasi.

Gaya benturan dari puing-puing dapat diestimasi menggunakan

persamaan berikut ini:

dengan

1,3 merupakan Koefisien Kepentingan struktur pada Kategori Risiko IV yang

dijelaskan pada ASCE 7 Bab 5 tentang gaya benturan,

Umaks merupakan kecepatan aliran maksimum yang membawa puing-puing ke lokasi

bangunan (puing diasumsikan bergerak dengan kecepatan yang sama dengan

arus), kecuali untuk puing yang mengalir pada bagian dasar arus di mana

kecepatan boleh direduksi hingga 50%,

c merupakan koefisien massa hidrodinamik yang merepresentasikan efek

dari pergerakan fluida pada puing What Tabel 2.18),

k merupakan kekakuan gabungan bersih efektif dari puing penghantam dan

elemen struktur terhantam yang berdeformasi akibat hantaman (yakni 1/k = 1/ks

+ 1/ka), ma merupakan massa dari puing.

Tidak seperti gaya-gaya lainnya, gaya benturan diasumsikan bekerja secara

lokal pada suatu elemen struktur pada ketinggian permukaan air, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.13.

37


38

Laporan Perhitungan Struktur TES 2014

Lombok Tengah

Gambar 2.13 Gaya Impak Puing-puing yang Terbawa Air Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)

Gaya benturan harus dievaluasi dengan mempertimbangkan lokasi

struktur evakuasi vertikal dan puing-puing yang berpotensial muncul dari

lingkungan sekitar. Misalnya, di lokasi dekat dengan laut, puing-puingyang terbawa

air berupa batang pohon, potongan kayu, dan tiang-tiang pilar. Sementara untuk

daerah pelabuhan, puingpuingdapat berupa kontainer. Lokasi-lokasi yang dekat

dengan pelabuhan kapal motor dan pelabuhan ikan kemungkinan tertumbuk

oleh kapal-kapal yang lepas dari sandarannya. Pada persamaan gaya

benturan, dibutuhkan massa dan kekakuan puingpuing. Nilai m dan k pendekatan

untuk beberapa puing-puing yang terbawa air dapat dilihat pada Gambar 2.14.

Massa dan kekakuan untuk tipe puing-puingyang lain perlu diturunkan atau

diestimasi.

Besarnya gaya benturan bergantung pada massa dan kecepatan. Puing-puing

yang semakin kecil memerlukan sedikit ataupun tidak perlu kedalaman air

tertentu/draft untukmengapung dapat bergerak dengan kecepatan yang lebih

tinggi dibandingkan puing-puingyang lebih besar yang membutuhkan kedalaman

air yang jauh lebih besar untuk dapat mengapung. Perancangan dengan

penggunaan kecepatan maksimum tanpa mempertimbangkan kedalaman yang

dibutuhkan untuk mengapungkan puing-puingyang besar akan menghasilkan

perhitungan yang terlalu konservatif. Kecepatan alir maksimum, Umax, untuk

kedalaman aliran tertentu dapat diperoleh dengan melakukan analisis dengan model

simulasi numerik atau dengan mengambil data simulasi yang sudah ada. Perlu

diketahui bahwa, prediksi numerikal pada kecepatan aliran kurang akurat

dibandingkan prediksi kedalaman rendaman, dan ukuran grid pada simulasi

numerik pada zona runup

39


harus sangat kecil agar dapat diperoleh akurasi yang cukup untuk prediksi kecepatan. Tabel

2.18 Massa dan Kekakuan pada Puing-puing yang Terbawa Air

Massa

Koefisien Massa

Hidrodinamik

Kekakuan Puing

(md) dalam kg

(c)(kd) dalam

N/mpotongan kayu - teroientasi secara longitudinal

450 0 2,4 x 106*

Kontainer standart 20-ft-terorientasi secara longitudinal

2200 (kosong) 0.3 85 x 106**

Kontainer standart 20-ft-terorientasi secara transversal dari arus

2200 (kosong) 1.00 80 x 106**


2400 (kosong) 0.3 93 x 106**


2400 (kosong) 1.00 87 x 106**


3800 (kosong) 0.2 60 x 106


3800 (kosong) 1.00 40 x106

*Haehnal dan Daly, 2002; **Peterson dan Naito, 2012

Sumber. : FEMAP646(Gurdelines for Design of Stiuctu.res Veftecof Evaruabons from Tsunami)

Ketika model simulasi numerik yang layak tidak tersedia, kecepatan

aliran maksimum yang membawa kayu (tidak memerlukan kedalaman air yang

signifikan untuk mengapung) dapat diestimasi menggunakan solusi analitik untuk

tsunami runup pada pantai dengan kemiringan seragam tanpa variasi topografis

lateral, dapat menggunakan persamaan berikut:

40

Laporan Perhitungan Struktur TES2014

Lombok Tengah

dengan R merupakan kedalaman runup desain yang besarnya adalah 1,3 kali

elevasi tanah pada penetrasi tsunami maksimum dan z adalah elevasi tanah pada

struktur (datum merupakan ketinggian muka air laut).

Untuk kontainer kapal atau puing-puing besar lainnya dengan draft (d), rasio draft

dengan ketinggian runup dapat dihitung, dan Gambar 2.14 dapat digunakan untuk

memperkirakan kecepatan aliran maksimum. Draft (d) dapat diperkirakan dengan

persamaan berikut:

d= wρs g Af

dengan w adalah berat puing-puing dan Af adalah luas penampang paralel

terhadap permukaan air, sehingga hasil perkalian d x Af menghasilkan volume air yang

digantikan oleh puing-puing.

ζ = z/R

Gambar 2.14 Kecepatan Alir Maksimum pada Kedalaman d, Elevasi Tanah z, dan Elevasi Runup Maksimum R Kurva Terbawah Mewakili Batas Bawah Kecepatan Alir Maksimum


Berdasarkan kurva d/R yang sesuai, dan rasio antara elevasi struktur relatif

terhadap elevasi runup desain (z/R) , Gambar 2.14 menyediakan nilai perkiraan

kecepatan aliran maksimum. Grafik pada Gambar 2.14 dibangun berdasarkan solusi

analitikal untuk ketinggian air rendaman tsunami (tsunami runup) pada pantai dengan

kemiringan seragam, tanpa variasi topografis lateral, dan tanpa friksi. Nilai yang

dihitung dapat berbeda dengan kecepatan aktual, dan evaluasi engineering

tambahan dan judgment perlu dipertimbangkan.

41


Lombok Tengah

Gaya benturan dari kendaraan telah dipelajari dan ditetapkan sebagai code

untuk kasus benturan kendaraan pada pagar pengaman di struktur parkir.

Kendaraan didesain untuk mampu menahan benturan dengan deformasi inelastis

yang signifikan agar gaya yang dialami penumpang dapat tereduksi.

Direkomendasikan gaya sebesar 2800 kg (6000 lbs) yang digunakan untuk

keamanan pembatas pada struktur parkir diperhitungkan sebagai efek pada

elemen struktur yang tenggelam pada tsunami (ASCE 7, 2010).

2.4.4.7 Penambahan Beban Gravitasi pada Lantai yang Ditinggikan

Selama proses penyurutan,air yang tertahan berada pada bagian atas lantai

yang ditinggikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.15 gravitasi di bawah akan

memberikan penambahan beban gravitasi yang melebihi beban yang bekerja pada

sistem lantai yang direncanakan sebelumnya. Kedalaman air yang tertahan (hr)

akan bergantung pada kedalam genangan maksimum pada lokasi yang ditinjau

(hmax), dan kekuatan lateral pada sistem dinding yang berada pada lantai yang

ditinggikan. Kondisi ini terjadi, dengan asumsi bahwa sistem dinding eksterior

dapat terganggu pada beberapa titik sehingga air dapat membanjiri lantai yang

terendam. Karena proses penyurutan yang cepat, maka akan menghasilkan air

yang tertahan dengan jumlah yang banyak pada lantai di atasnya dan

menghasilkan penambahan beban gravitasi yang signifikan pada sistem lantai

tersebut. Nilai maksimum dari beban dengan arah ke bawah per satuan luas (fr)

dapat diestimasi dengan persamaan berikut:

.fr = ρs g hr

dengan merupakan kedalaman air yang berpotensi untuk tertahan maksimum pada

lantai yang ditinggikan dan ditentukan menggunakan persamaan berikut:

hr = hmax - hi < hbw

dengan hmax merupakan tingkat genangan maksimum yang diprediksi pada lokasi

yang ditinjau, hi merupakan elevasi lantai di atas tanah, dan hbw merupakan

kedalaman air maksimum yang dapat tertahan sebelum terjadinya kegagalan pada

dinding akibat tekan hidrostatik.

42


Lombok Tengah

Untuk lantai yang ditinggikan tanpa adanya dinding, seperti misalnya

struktur parkir dengan pagar (guardrail) terbuka, air akan tetap berada pada

lantai yang ditinggikan sampai memiliki waktu untuk keluar dari struktur. Sistem

drainase harus disediakan untuk memastikan agar berat dari air yang tertahan

tidak melebihi besarnya beban hidup pada lantai yang sudah direncanakan

sebelumnya.

Gambar 2.15 Beban Gravitasi yang Bekerja pada Lantai yang Ditinggikan dengan Air yang Tertahan oleh Dinding Eksterior Selama Proses Penyurutan yang Cepat


2.4.4.8 Gaya Akibat Pembendungan Air dari Puing-puing yang Terbawa Air

Pembendungan yang disebabkan oleh akumulasi dari puing-puing yang

terbawa air dapat menghasilkan suatu gaya yang berasal dari air yang

membawanya yang diperlakukan sebagai gaya hidrodinamik. Nilai dari gaya ini

ditentukan oleh luasnya puing-puing yang membendung tersebut terhadap

permukaan struktur. Besarnya efek pembendungan ini dihitung dengan mengacu

pada persamaan yang digunakan saat menghitung besarnya gaya hidrodinamik,

yaitu sebagai berikut:

Fdm = ½ .ρs .Cd .Bd .(hu2 )max

Dengan Fdm merupakan gaya akibat pembendungan puing-puing, Bd

merupakan lebar dari puing-puing yang membendung, h merupakan kedalaman

aliran, dan u merupakan kecepatan aliran pada lokasi struktur berada. Penentuan

nilai (hu2)max , yang merepresentasikan besarnya momentum flux per unit massa,

sama dengan penentuan (hu2)max pada perhitungan gaya hidrodinamik.

43


Lombok Tengah

Karena pembendungan puing-puing merepresentasikan akumulasi dari

puingpuing yang melewati portal struktur, maka total dari gaya pembendungan

puing-puing akan ditahan oleh sejumlah komponen struktur yang besar

tahanannya akan tergantung pada dimensi dan ukuran dari puing-puing yang

membendung tersebut. Gaya akibat pembendungan air dari puing-puing yang

terbawa air, Fdm, diasumsikan bekerja sebagai beban yang terdistribusi merata

pada luasan puing-puing yang membendung. Beban ini harus diaplikasikan pada

setiap komponen penahan struktur dengan lebar tributari yang sesuai dan

terdistribusi seragam setinggi komponen struktur yang terendam. Lebar

minimum puing-puing yang membendung yang direkomendasikan adalah Bd = 12 m,

yang merepresentasikan panjang sisi dari kontainer atau bongkahan kayu yang

mengapung. Besarnya efek pembendungan puing-puing harus dievaluasi pada

beberapa lokasi yang dianggap kritis pada struktur.

44


BAB - 3

PERMODELAN DAN ANALISA DINAMIS STRUKTUR

3.1 Penjelasan Umum

Urutan dan tahapan permodelan struktur dimasukkan sesuai dengan

gambar rencana dan parameter-parameter material dan pembebanan dimasukkan

sesuai dengan spesifikasi dari material yang digunakan. Setelah permodelan dan

analisa struktur maka tahapan berikutnya adalah evaluasi pendetilan elemen

struktur dari permodelan tersebut.

3.2 Data Masukan

3.2.1 Data

Material

Data masukkan material dalam permodelan SAP 2000 adalah data material

elemen struktur beton bertulang dan elemen baja profil. Pendefinisian material

tersebut dapat dilihat pada bagian Sub-Bab 2.2. Data masukkan material dapat

dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Input form material elemen struktur pada SAP 2000

45


3.2.2 Besaran Massa

Besaran massa elemen struktur (mass source) adalah massa struktur pada

SAP 2000 yang digunakan pada perhitungan massa untuk analisa modal

menggunakan pilihan kedua dimana berat dari beban struktur, beban mati dan juga

beban hidup akan dihitung dengan perbesaran yang sesuai dengan jenis

bebannya. Massa-massa beban yang dimasukkan adalah :

• Beban Dead : Multiplier 1.0

• Beban Dead++ : Multiplier 1.0

• Beban Live : Multiplier 1.0

Gambar 3.2 Input form Mass Source untuk analisa modal pada SAP 2000

3.3 Permodelan Struktur

Analisa struktur terhadap struktur bangunan ini, menggunakan asumsi

bahwa sistem struktur merupakan model space frame (3D frame system). Oleh

karena itu elemen-elemen struktur dirancang dengan 6 derajat kebebasan pada

kedua ujung nodal elemen (UX,UY,UZ # 0 dan RX,RY,RZ # 0).

Model undeformed shape struktur bangunan ini dapat dilihat pada gambar-

gambar dibawah ini yang merupakan capture picture dari SAP 2000.

46

Gambar 3.3 Permodelan Struktur Tampak Atas

Gambar 3.4 Permodelan Struktur Tampak Depan

47


Gambar 3.5 Permodelan Struktur Tampak Samping

Gambar 3.6 Permodelan Struktur Tampak 3D

48


3.3.1 Pembebanan Gravitasi

Pembebanan gravitasi meliputi beban mati sendiri struktur, beban mati

tambahan seperti tegel, spesi, plumbing, dll, dan beban hidup sebesar 500

kg/m2. Berikut di bawah ini adalah input pembebanan pada permodelan SAP

yang dapat dilihat pada Gambar 3.7 dan Gambar 3.8.

Gambar 3.7 Pembebanan Beban Mati Tambahan (DEAD)

Gambar 3.8 Pembebanan Beban Hidup (LIVE)

49


3.3.2 Pembebanan Tsunami

Menurut Pedoman Teknik Perancangan Struktur Bangunan Tempat

evakuasi Sementara Tsunami, oleh Pusat Penelitian Mitigasi Bencana, ITB 2013, beban

tsunami yang akan direncanakan pada struktur bangunan TES Tsunami harus

memperhitungkan beban-beban berikut: gaya hidrodinamik, gaya hidrostatik, gaya

apung (buoyant), gaya gelombang, gaya akibat pembendungan air dari puing-puing

yang terbawa air (damming of waterborne debris), gaya benturan, gaya angkat

(uplift), dan penambahan beban gravitasi karena adanya air yang tertahan pada

lantai yang ditinggikan. Tahap awal yang harus dilakukan untuk menganalisis beban

tsunami pada bangunan TES yang direncanakan adalah mengumpulkan informasi

tentang genangan tsunami dimana bangunan TES akan dibangun dan informasi

tentang bangunan itu sendiri, seperti dimensi elemen struktur hasil perancangan

awal. Informasi bangunan dan genangan yang perlu diketahui untuk perhitungan

beban tsunami diberikan pada Tabel 3.1. Penjelasan untuk masingmasing variable

dijelaskan pada Gambar 3.9.

Tabel 3.1 Variable Tsunami

No Variable Rumus B esar Satuan

1 Percepatan Gravitasi g = 9.81 m/s2

2 Masa Jenis Air + Sedimen p s = 1100 kg/m3

4 Lebar Elemen Kolom B.col = 0.9 m

6 Tinggi Balok H.Beam = 0.9 m

7 Jarak Bangunan dari Garis Pantai X1 = 625 m

8 Kemiringan Pantai i = 0.016

9 Jarak Maksimum Genangan X2 = 800 m

10 Elevasi Maksimum Genangan = 12.8

11 Elevasi Bangunan terhadap Muka Ai] Z = 10 m

12 Tinggi Genangan Pada Bangunan R*-Z = 2.8

13 R 1.3 x R* = 16.64

14 R-Z = 6.64 m

50

Gambar 3.9 Keterangan Posisi Bangunan dan Gedung

a. Gaya Hidrodinamik

Beban hidrodinamik pada suatu objek diaplikasikan ketika terdapat aliran

air disekitar objek tersebut.Pada pembahasan ini objek yang dimaksud adalah

struktur atau komponen struktur. Beban hidrodinamik merupakan fungsi

kerapatan fluida yang mengalir, kecepatan alir, dan geometri struktur. Gaya

hidrodinamik ini juga disebut gaya drag, yang merupakan kombinasi gaya lateral

yang dihasilkan oleh gaya tekan dari sejumlah air yang berpindah dan gaya friksi

yang dihasilkan oleh aliran air disekitar struktur atau komponen struktur.

Berdasarkan FEMA P646, gaya hidrodinamik dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut:

Fd = 1/2 • ρs • Cd • B • (hu2)max

Dimana :

Fd : gaya hidrodinamik

ps : kerapatan fluida termasuk endapan (1100 kg/m3)

Ca : koefisien drag

B : lebar struktur pada bidang normal dari arah aliran atau arah paralel terhadap

pantai

51


h : kedalaman aliran

u : kecepatan aliran pada lokasi struktur berada.

Fd = 68562.6 kg

ps = 1100 kg/m3

Cd = 2

B = 0.9 m

(hu2)max = 69.3

b. Gaya Apung

Gaya apung atau gaya hidrostatik vertikal akan bekerja secara vertikal pada

sentroid dari volume yang dipindahkan dari struktur atau komponen struktur yang

terendam parsial atau total. Besarnya gaya apung ini sama dengan berat air total yang

dipindahkan. Gaya apung ini dapat ditahan oleh berat komponen itu sendiri atau

gaya lainnya yang dapat melawan efek gaya apung ini. Gaya apung ini biasanya

diperhitungkan pada struktur dengan tahanan yang kecil terhadap gaya ke atas, seperti

bangunan portal kayu ringan, basement, tangki kosong yang terletak di atas atau di

bawah tanah, kolam renang, serta komponen struktur yang hanya memperhitungkan

beban gravitasi. Untuk struktur kedap air, gaya apung dapat diperhitungkan sesuai

Gambar 2.10 dan dengan persamaan di bawah ini:

Fb = ρs x g x V

Dengan V merupakan volume air yang dipindahkan oleh bangunan (volume yang

berada di bawah hmax, dimana hmax didapatkan dari persamaan sebelumnya).

Fb = 71652.2 kg/m2Ρs = 1.1 g = 1V = 6.64 volume air yang dipindahkan hmax

52

Laporan Struktur TES

Puger-Jember

2014

53


c. Gaya Gelombang (Fs)

Beban gelombang merupakan beban yang dihasilkan gelombang air yang

menyebar di atas permukaan air yang menghantam bangunan atau stuktur lainnya.

Pada dasarnya gaya gelombang tersebut dapat mempengaruhi perilaku bangunan-

bangunan pesisir. Jenis beban gelombang yang memberikan kerusakan paling

parah adalah beban gelombang pecah. Namun gelombang pecah ini biasa terjadi

pada bangunan yang letaknya di pesisir pantai. Seperti yang kita ketahui, bangunan TES

Tsunami dirancang berada pada wilayah yang tidak terlalu dekat dari pesisir pantai,

namun tetap dapat dijangkau oleh para korban bencana. Hal ini menyebabkan pada

bangunan ini tetap akan bekerja bebanbeban yang direncanakan terjadi akibat tsunami

namun tidak sebesar bila bangunan tersebut berada di pesisir pantai karena

semakin jauh jarak bangunan dari lokasi terjadinya tsunami maka kecepatan

gelombang tsunami yang terjadipun semakin kecil.

Di sisi lain, bangunan TES Tsunami tetap mengalami beban yang disebabkan

oleh bagian terdepan gelombang yang menghantam struktur. Beban ini disebut

sebagai gaya impulsif. Gaya Impulsif merupakan gaya yang disebabkan oleh

gelombang air terdepan yang menghantam sebuah struktur sehingga memberikan

beban tumbuk terhadap struktur. Berdasarkan pengetesan di laboratorium, beban

impulsif ini tidak terlalu signifikan bila terjadi pada gelombang pertama dari tsunami,

namun gaya impulsif yang signifikan terjadi pada gelombang yang tinggi yang terjadi

ketika lokasi bangunan TES Tsunami sudah terbanjiri sebelumnya. Dengan Iota lain,

bila bangunan TES Tsunami sudah terbanjiri akibat gelombang tsunami yang lebih

awal terjadi, maka gelombang tsunami yang selanjutnya terjadi akan menumbuk

bangunan TES Tsunami dalam bentuk gelombang yang tinggi dan perlu

diperhitungkan efeknya sebagai gaya impulsif.

Berdasarkan FEMA P646, untuk mendapatkan nilai yang konservatif maka

direkomendasikan besarnya nilai gaya impulsive adalah 1.5 kali gaya hidrodinamik

seperti dituliskan pada persamaan di bawah ini:

Fs’ = 1.5 . Fd

fs = 102843.89 kg

fd' = 10325.69 kg/mfs' = 15488.54 kg

54


d. Gaya Benturan

Gaya benturan dari puing-puing yang terbawa air (seperti batang pohon, potongan

kayu, kapal, kontainer, kendaraan, bangunan) dapat menjadi penyebab utama kerusakan

bangunan. Namun, gaya benturan ini sulit untuk diestimasi.

Gaya benturan dari puing-puing dapat diestimasi menggunakan persamaan berikut ini:

dengan

1.3 merupakan Koefisien Kepentingan struktur pada Kategori Risiko IV yang

dijelas-kan pada ASCE 7 Bab 5 tentang gaya benturan,

U maks merupakan kecepatan aliran maksimum yang membawa puing-puing ke lokasi

bangunan (puing diasumsikan bergerak dengan kecepatan yang sama dengan arus),

kecuali untuk puing yang mengalir pada bagian dasar arus di mana kecepatan boleh

direduksi hingga 50%,

c merupakan koefisien massa hidrodinamik yang merepresentasikan efek dari

pergerakan fluida pada puing

k merupakan kekakuan gabungan bersih efektif dari puing penghantam dan elemen

struktur terhantam yang berdeformasi akibat hantaman (yakni 1/k = 1/ks + 1/ka), ma

merupakan massa dari puing.

Fi = 4876.28 kg

U maks = 11.41

K = 2400000

Md = 450

C = 0

e. Gaya Akibat Pembendungan Air dari Puing-puing yang Terbawa Air

Pembendungan yang disebabkan oleh akumulasi dari puing-puing yang terbawa

air dapat menghasilkan suatu gaya yang berasal dari air yang membawanya yang

diperlakukan sebagai gaya hidrodinamik. Nilai dari gaya ini ditentukan oleh luasnya

puing-puing yang membendung tersebut terhadap permukaan struktur. Besarnya efek

55


pembendungan ini dihitung dengan mengacu pada persamaan yang digunakan saat

menghitung besarnya gaya hidrodinamik, yaitu sebagai berikut:

Fdm = ½ .ρs .Cd .Bd .(hu2 )max

Dengan Pam merupakan gaya akibat pembendungan puing-puing, Bd merupakan

lebar dari puing-puing yang membendung, h merupakan kedalaman aliran, dan u

merupakan kecepatan aliran pada lokasi struktur berada. Penentuan nilai (hu2)max, yang

merepresentasikan besarnya momentum flux per unit massa, sama dengan penentuan

(hu2)max pada perhitungan gaya hidrodinamik.

fdm = 76180.7 kg

fdm = 10883fdm' = 1100 kg/m

f.Gaya angkat hidrodinamik

Gaya angkat hidrodinamik dapat di hitung dengan persamaan berikut:

Fu = 1/2 Cu • ρs • Af • uv 2

U =

1.481631

UV =

0.023706CU = 3FU =

39.115 kg/m2

56


Rangkuman gaya-gaya akibat beban tsunami akan ditabelkan pada tabel

dibawah ini : Tabel 3.2 Rangkuman gaya-gaya Tsunami

Gaya Besaran Diaplikasikan Pada

fd' = 10325.69 kg/mSemua kolom yang tergenang dan yang tidak diaplikasikan gaya Fs dan Fdm

fs' = 15488.54 kg/mterletak pada bagian paling belakang struktur (arah gelombang datang)

Fi = 4876.28 KgSemua kolom yang tergenang dan yang tidak diaplikasikan gaya Fs dan Fdm

fdm' = 1100 kg/mterletak pada bagian paling DEPAN struktur (arah gelombang datang)

FU = 39.1149 kg/m2Semua plat yang tergenang atau tepat berada di permukaan genangan

Berikut adalah gambar beban yang diaplikasikan pada bangunan TES :

Gambar 3.10 Pembebanan Beban Hidrodinamik (Fd)

57


Gambar 3.11 Pembebanan Beban Fdm

Gambar 3.12 Pembebanan Beban Gaya Gelombang (Fs')

58


Gambar 3.13 Pembebanan Beban Gaya Benturan (Fi)

3.3.3 Pembebanan Gempa dengan Response Spectrum Pada SAP 2000

Pembebanan response spectrum pada SAP 2000 dengan menggunakan zona

wilayah gempa dapat dilihat pada Sub-bab 2.4.2, sedangkan untuk factor pembesaran

bebannya diambil dari formulasi perumusan sebagai berikut :

Load Factor Y = I/R g = 1.5/8 (9.8) = 1.8375

Load Factor X = I/R g = 1.5/8 (9.8) = 1.8375

Load factor tersebut adalah untuk arah gempa yang ditinjau sedangkan arah

yang tegak lurus dari peninjauan gempa tersebut akan dikenakan gempa sebesar 30%

dari arah gempa yang ditinjau.

Response Spectrum IBC 2006 Function Definition

59


Gambar 3.15 Respon Spectrum Gempa SAP 2000.

60


3.3.4 Pendefinisian Modal Analisis dan Ragam Analisis

Analisis modal menggunakan SAP 2000 diambil sebanyak 20 Mode Shape

untuk menjamin partisipasi massa struktur lebih dari 90%. Dalam hal ini partisipasi

massa dari struktur diambil 99% terhadap gaya lateral kearah X dan kearah Y.

Input form untuk analisa modal dapat dilihat pada Gambar 3.16.

Load Case Data – Modal

Gambar 3.16 Input form untuk analisa modal SAP 2000

Tabel 3.3 Modal Load Participation Ratios (UnCracked)

TABLE: Modal Load Participation Ratios

OutputCase ItemType Item Static Dynamic

Text Text Text Percent Percent

MODAL Acceleration UX 100 98.4466

MODAL Acceleration UY 100 98.1956

MODAL Acceleration UZ 44.6656 17.6228


61

Tabel 3.4 Modal Periods and Frequencies (UnCracked)

TABLE: Modal Periods And Frequencies

OutputCase StepType StepNum Period Frequency CircFreq Eigenvalue

Text Text Unitless Sec Cyc/sec rad/sec rad2/sec2MODAL Mode 1 0.743 1.345 8.453 71.446MODAL Mode 2 0.684 1.462 9.186 84.389

MODAL Mode 3 0.556 1.798 11.295 127.58

MODAL Mode 4 0.296 3.378 21.221 450.34MODAL Mode 5 0.272 3.672 23.073 532.36MODAL Mode 6 0.251 3.977 24.987 624.35

MODAL Mode 7 0.231 4.324 27.168 738.12



MODAL Mode 14 0.209 4.784 30.056 903.34

MODAL Mode 15 0.207 4.836 30.384 923.19

MODAL Mode 16 0.202 4.949 31.098 967.08MODAL Mode 17 0.193 5.187 32.594 1062.3MODAL Mode 18 0.190 5.269 33.106 1096

MODAL Mode 19 0.181 5.529 34.741 1206.9



MODAL Mode 26 0.157 6.363 39.978 1598.2


MODAL Mode 30 0.140 7.169 45.041 2028.7


MODAL Mode 34 0.113 8.860 55.671 3099.3


MODAL Mode 38 0.091 11.027 69.282 4800


MODAL Mode 42 0.068 14.603 91.756 8419.2

MODAL Mode 43 0.055 18.124 113.880 12968MODAL Mode 44 0.051 19.681 123.660 15291MODAL Mode 45 0.036 28.026 176.090 31009

MODAL Mode 46 0.035 28.727 180.500 32580

MODAL Mode 47 0.022 45.233 284.200 80772MODAL Mode 48 0.019 51.330 322.520 104020MODAL Mode 49 0.012 81.507 512.130 262270

MODAL Mode 50 0.012 86.328 542.420 294220

62


3.3.5 Kontrol Periode Alami Struktur

Nilai T (waktu getar alami struktur) dibatasi oleh waktu getar alami

fundamental untuk mencegah penggunaan struktur yang terlalu fleksibel

dengan perumusan dalam SNI 1726-2012 sebesar :

Ta = Ct .

Dimana :

hn : adalah ketinggian struktur ( 21)

Ct : adalah parameter pendekatan tipe struktur (rangka beton pemikul momen sebesar 0,0466)

X : adalah parameter pendekatan tipe struktur (rangka beton pemikul momen sebesar 0,9)

Tabel 3.5 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

(SNI 1726-2012, Tabel 14)Tipe struktur Cr X

Sistem rangka pemikul momen di mara rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebh kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika clikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0,0724a 0.8

Rangka beton pemikul momen 0,0466a 0,9

Rangka baja dengan bresing ekserths 0,0731' 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731' 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488' 0.75

Tabel 3.6 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung (SNI 1726-2012, Tabel 15)

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik, S01

Koefisien C,

0,4 1.4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

- 0,1 1,7

63

Laporan Struktur TES Puger-J ember 2014

Maka perioda fundamental struktur pendekatan sebesar, Ta = 0,0466.21°'9 = 0.7217detik

dengan batas atas perioda fundamental struktur sebesar, Ta atas = 0.7 217. 1.4 = 1.01

Sehingga perioda fundamental struktur yang ditunjukkan oleh tabel 3.3 sebesar 0.725

detik masih masuk dalam kisaran 0.721 detik < 0.96 detik < 1.01 detik.

3.3.6 Kontrol Gaya Gempa Dasar Dinamis Struktur

Kontrol gaya dinamis struktur untuk melihat apakah gaya gempa yang

dimasukkan dengan menggunakan response spectrum sudah sesuai dengan yang

disyaratkan oleh SNI 1726-2002. Sehingga Penentuan koefisien Cs adalah sebagai

berikut:

Kontrol Gempa SNI 1726-2012 (Uncrack)

Tsap = 0.96043

C

u = 1.4 x = 0.9

hn =21

Ct = 0.0466 Ta = 0.84589 Tmax = 1.18425 R = 8 i = 1.5 Sds = 0.6 Sd1 = 0.64 S1 = 0.4 Wt = 7687.13 ton (D,L)

Cs = 0.1125Cs = Sds

R/i

Cs max = 0.12494Cs = Sd1

T(R/

i)

Cs < 0.0396Cs =

0.044*Sds1 > 0.01

Cs min = 0.0375Cs =

0.5S1

R/i Cs pakai = 0.1125

0.85 x Cs

xWt =735.08

2 ton


64

Hasil analisa dinamis gaya geser gempa dari SAP 2000 didapatkan sebesar

410.324 ton untuk arah x dan 555.4 ton untuk arah y sehingga ketentuan Vbaseshear

> 0,85 Vstatic belum memenuhi dan diperlukan faktor berbesaran gempa sebesar,

FSx = 735.082/410.325 = 1.79146 ≈ 2 untuk gempa arah x

FSy = 735.082/555.4 = 1.32351 ≈ 2 untuk gempa arah y

Uncreck Factorrsx

rsy

410.325

555.4

1.93221

1.92452

3.3.7 Kontrol Simpangan Antar Tingkat

Simpangan antar lantai tingkat (A), akibat gempa yang ditinjau dengan

analisa elastis, yang ditunjukkan oleh Gambar 3.17 tidak boleh melebihi

simpangan antar lantai tingkat ijin (Da) seperti didapatkan pada Tabel 3.7

Tingkat 3

F3 = gaya gempa desain tingkat kekuatanSes = perpindahan elastis yang dihitung akibat gaya gempa desain tingkat kekuatan(53 = C,A3//E= perpindahan yang diperbesar = (6,3 — 3,2)Ci/E4,(Tabel 16)Tingkat 2

F2 = gaya gempa desain tingkat kekuatan3,2 perpindahan elastis yang dihitung akibatgaya gempa desain tingkat kekuatan= Cd6,2/IE= perpindahan yang diperbesar 42 =

(6,2- 6,1)Cl/EA(Tabel 16)

Tingkat 1

•gaya gempa desain tingkat kekuatanperpindahan elastis yang dihitung akibat gaya gempa desain tingkat kekuatanSi = Cdt3,14E= perpindahan yang diperbesar•

Gambar 3.17 Penentuan simpangan antar lantai

65


Tabel 3.7 Simpangan ijin atar lantai, (SNI 1726-2012, Tabel 16 )

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi,langit-langit dansistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat.

c0.025 hsx 0,020 hsx 0,015h.

Struktur dinding geser kantilever batu batad

0.010 hsx 0.010 hsx 0.010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya0.007 hsx 0.007 hsx 0.007 hsx

Semua struktur lainnya0.020 hsx 0.015 hsx 0.010 hsx

Tabel 3.8 Kontrol simpangan gempa arah x

Elevasi

Tinggi ee (n+1) - e

(n) ∆ ∆a StatusU1 U2 U1 U2 U1 U2 U1 U2 U1 U2

m m mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm

21 3.515.3

13.38 9.78 2.03

10.92

2.265 52.5 52.5 safe safe

17.5 3.513.2

53.06 5.53 1.35 6.17

1.504 52.5 52.5 safe safe

14 3.510.2

12.48 7.72 1.71

8.623 1.91 52.5 52.5 safe safe

10.5 3.5 6.431.68 2.49 0.77

2.778

0.854 52.5 52.5 safe safe

7 3.5 6.411.68 3.94 0.92

4.395

1.023 52.5 52.5 safe safe

3.5 3.5 2.470.77 2.47 0.77

2.761

0.854 52.5 52.5 safe safe

0 3.5 0 0 0 0 0 0 52.5 52.5 safe safe

Tabel 3.9 Kontrol simpangan gempa arah y

Elevasi Tinggi de

e (n+1) - e (n) ∆ ∆a Status

U1 U2 U1 U2 U1 U2 U1 U2 U1 U2m m mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm

21 3.55.06

11.04 2.58 5.85

2.8848

6.5293 52.5 52.5 safe safe

17.5 3.54.97

10.82 2.47 5.19

2.7625

5.7984 52.5 52.5 safe safe

14 3.5 3.4 8.08 2.50 5.63 2.791 6.284 52.5 52.5 safe safe


66

6 3

10.5 3.52.24 5.47 0.96 2.45

1.0702

2.7382 52.5 52.5 safe safe

7 3.52.24 5.47 1.29 3.01 1.436 3.365 52.5 52.5 safe safe

3.5 3.50.96 2.45 0.96 2.45

1.0702

2.7382 52.5 52.5 safe safe

0 3.5 0 0 0 0 0 0 52.5 52.5 safe safe


67

BAB - 4 DESAIN ELEMEN STRUKTUR BETON

4.1 Desain Penulangan Elemen Struktur Pelat

Untuk perhitungan momen pada pelat mengacu pada PBBI-1971. dimana untuk

perhitungan momen pelat mengacu pada tabel yang ada di pasal tersebut.

Untuk perhitungan tulangan dipakai metode perhitungan tulangan lentur tunggal.

Sedangkan nilai - nilai kebutuhan rasio penulangan yang tetap bedasarkan mutu

bahan yang digunakan adalah sebagai berikut.

Mutu beton fc'= 35 MPa

Mutu tulangan deform fy = 390 Mpa

Mutu tulangan plain fy = 240 Mpa

Detail perhitungannya adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1 Penulangan Plat

Nama PlatT u l a n g a n

arah x arah y susut

S1(130mm) D10-150 D10-150 D10-250

68


A. PELAT T = 12.00 cm

I. DATA - DATA- Tebal Plat Lantai : 120.00 mm

- Selimut Beton : 25.00 mm(SNI 03-2847-2002 Psl.9.7.1)

-Mutu Beton (fc) : 29.05 Mpa ( K 350 )

- Mutu Baja (fy) : 240.00 Mpa ( Tulangan Polos )

- Diamater Tulangan Utama : 10.0

0 mm

- Diamater Tulangan Bagi/Suhu : 10.0

0 mm

II. PEMBEBANAN PLAT LANTAIa. Beban Mati

- Plat ( t =0.12

0 x240

0 ) : 288.00 kg/m2

-Spesi ( t = 2 x 21 ) : 42.00 kg/m2

-Keramik ( t = 1 x 24 ) : 24.00 kg/m2 +

Q dl : 354.00 kg/m2

69


b. Beban Hidup

- Beban Hidup : 500.00 kg/m2 +

Q ll = : 500.00 kg/m2

c. Beban UltimateQ ult = ( 1.2 x Q dl ) + ( 1.6 x Q ll )

= ( 1.2 x 354 ) + ( 1.6 x 500 )

=1224.

80 kg/m2

III. PERHITUNGAN r- m

=(fy) = 240

(0.85 x (fc) ) ( 0.85 x

29.05 )

= 9.72

- balance= 0.8

5 x b 1 x (fc)x

600(fy) 600 + (fy)

=0.85 x

0.85 x

29.05

x600

240 600 + 240

= 0.062

- maks. =0.75 x balance = 0.75 x 0.06247

= 0.047

- min = 1.4 = 1.4(fy) 240

=0.005

8

IV. PENULANGAN PLAT- Perhitungan memakai plat dengan luasan terbesar

- L x = 3.36

4.8

2 - L y = 4.82

=

-L y

=4.82

= 1.43 2(Plat 2 Arah)L

y

L x 3.36

L x =3.36

- M lx = - M tx

= 0.001 x Q ult x L x 2 x a

= 0.001 x1224.

8 x 3.36 2 x 53= 7,328,576 Nmm

70


- M ly = 0.001 x Q ult x L x 2 x a

= 0.001 x1224.

8 x 3.36 2 x 38= 5,254,451 Nmm

- M ty = 0.001 x Q ult x L x 2 x a

= 0.001 x1224.

8 x 3.36 2 x 38= 5,254,451 Nmm

* Nilai a dapat diperoleh dari tabel 13.3.2 PB1 1971

- dx = t plat -selimu

t - (tul.utam

a / 2 )= 120.00 - 25.00 - ( 10.00 / 2 )

=90.0

0mm

- dy = t plat -selimu

t - tul.utama - (tul.utam

a / 2 )

= 120.00 - 25.00 - 10.00 (10.0

0 / 2 )

=80.0

0mm

- Rn = M lx

0.8 x b xdx 2

- 2 x x)

Rn m(fy)

=m1

- -1(x 1

1000 mm

8 - 200

12 -175POT. TUMPUAN

1000 mm

12 -175

12 -175POT. LAPANGAN

10 - 10 -

10 - 10 -

10 - 10 -

10 - 10 -

Tulangan Bagi ( )- As perlu = x

= x

= 2

= 10 -

- As pasang = 10 - (As = 2 )

Tul. Butuh

168.3

168.3

525

0.2 524

750

250 mm314.3

105 mm

0.2Tumpuan

As Pasang

Tul. Pasang

(Æ)

Mtx

Mlx

rRn rpakai

(Æ)

Lokasi

Mty

Mly

1.1310

1.1310

1.0263

1.0263

rmin

0.0058

0.0058

0.0058

0.0058

467

0.00437

0.00583

As

mm2

As

mm2

524

524

524

0.00583

0.00583 150

168.3

149.6

524

150

150

0.00483

0.00483

0.00437 467

4670.00583 150

1000 mm

8 - 200

12 -175POT. TUMPUAN

1000 mm

12 -175

12 -175POT. LAPANGAN

4.2 Desain Penulangan Elemen Struktur Balok

Desain penulangan elemen struktur balok dapat dilihat seperti pada Tabel

4.2 dibawah ini.

Tabel 4.2 Penulangan Lentur Elemen Struktur Balok

71


As As'

As Frame posisi ' perlu perlu As As' Ast As'tbalok perlu perlu (mm²) (mm²) pasang pasang (mm²) (mm²)

Balok 50x901038 tump 0.0077 0.0039 3178.18 1609.73 10 D 22 5 D 22 3802.86 1901.43

lap 0.0083 0.0042 3523.35 1782.90 10 D 22 5 D 22 3802.86 1901.43Balok 45x80

153 tump 0.0077 0.0039 2595.29 1314.50 7 D 22 5 D 22 2662 1901.43lap 0.0036 0.0036 1175.31 1175.31 4 D 22 4 D 22 1521.15 1521.15

Balok 25x451032 tump 0.0200 0.0103 1892.50 974.64 7 D 19 4 D 19 1985.5 1134.58

lap 0.0053 0.0036 501.52 340.65 3 D 19 2 D 19 850.93 567.29Balok 20x30

104 tump 0.0089 0.0048 451.23 243.36 4 D 13 2 D 13 531.15 265.58lap 0.0036 0.0036 182.52 182.52 2 D 13 2 D 13 265.58 265.58

Balok Ramp 45x80117 tump 0.0036 0.0036 1180.17 1180.17 5 D 19 5 D 19 1418.22 1418.22

lap 0.0036 0.0036 1180.17 1180.17 5 D 19 5 D 19 1418.22 1418.22

Tlg. Renc Tlg. Akt

Tabel 4.3 Penulangan Geser Elemen Struktur Balok

Lokasi Gaya Kerja

As Frame Vu Vu b h

(Ton) (kN) (mm) (mm)

Balok 50x901038 35.03 350 500 900 10 - 125 6 D 19

28.27 283 500 900 10 - 175 6 D 19Balok 45x80

153 24.26 243 450 800 10 - 125 6 D 1917.20 172 450 800 10 - 175 6 D 19

Balok 25x451032 8.03 80 250 450 10 - 125 2 D 13

6.93 69 250 450 10 - 175 2 D 13Balok 20x30

104 2.13 21 200 300 10 - 1251.79 18 200 300 10 - 175

Balok Ramp 45x80117 12.43 124 450 800 10 - 125 6 D 16

2.45 24 450 800 10 - 175 6 D 16

Torsi

pakai

Dimensi balok

(mm)

pakai

Sengkang

(mm)

72


DATA - DATABalok 50x90Lebar Balok ( b ) :Tinggi Balok ( h ) :Selimut Beton :Mutu Beton (fc) : ( K 250 )Mutu Baja (fy) : ( Tulangan Ulir )Diamater Tulangan Utama : D 22Diamater Tulangan Bagi : 10d : - - - ( tul. Utama / 2 )

: - - - ( / 2 ): mm

d (Tulangan rangkap) : - - - -: - - - -: mm

d" : + + ( tul. Utama / 2 ): + + ( / 2 ): mm

825.5

22

tl.utama 12.522 12.5

h blk. selimut tl.bagi900 30 10

mmmm

selimut tul.bagi30

mmMpaMpa

20.75390

500900

mmmm

30

22selimut tul.bagi

849.0

h blk.900 30 10

1051

PERHITUNGAN

m( x )

( x )

=

0.85 (fc)=

=

22.112

3900.85 20.75

(fy)

balance x x

x x

= 0.03844

=0.85 b 1 (fc)

(fy)

=0.85 0.85 20.75

390

maks. = x

= x=

min

=

0.02883

=1.4(fy)

0.75 balance0.75 0.038441

=1.4390

0.00359

73


PENULANGAN LENTUR PADA TUMPUAN ( = )Mu =

Rn ( 1 - ) x

x x 2

( 1 - ) x

x x 2

=

2 x x

2 x x )

=

' x Mu( x ( (fy) x ( d - d" ) x b x d )

x( x ( x ( - 51 ) x x

=

825.5 500 825.5

1.41

(

766725268

0.0038

0.5

b d

7.7E+08

1

500

Mu

-

=0.8

0.5

Nmm

0.5

=1

xm

=0.8

Rn m)

(fy)

22.111.40642390

-

825.5

- 1

- 1

=

= x 1(22.11

0.0038

1

3900.5

0.8=

766,725,268

= += +=

pakai =As perlu = x x

= x x

= 2

= D

= 2

As' perlu = x x= x x

= 2

= D

= 2

d

825.5

0.0076

500d

'

0.0076

b

3139.55 mm

0.0038

0.0076

0.0038

Tul. pasang

As pasang mm

10

3802.86

0.0038

'

22

Tul. pasang 5

500 825.5

1586.48 mm22

1901.43 mm

b

As pasang

74


PENULANGAN LENTUR PADA LAPANGAN ( = )Mu =

Rn ( 1 - ) x

x x 2

( 1 - ) x

x x 2

=

2 x x

2 x x )

=

' x Mu( x ( (fy) x ( d - d" ) x b x d )

x( x ( x ( - 51 ) x x

=849.0

884,537,591

-Rn

=

=0.5

0.8 390 849.0

0.5Nmm

=0.5 Mu

0.8 b d

=0.5 8.8E+08

0.8 500 849.0

( 1 - 1

1.534

=1

xm

m)

(fy)

=1

x (1.53395 22.11

22.10.00380

0.0042

3901 - 1 -

500

884,537,591

= += +=


= x x

= 2

= D

= 2

As' perlu = x x= x x

= 2

= D

= 2

'

d0.0080 500 849.0

0.00418 0.003800.00798

0.0080

3389.45 mmTul. pasang 10 22

b

' b d

As pasang 3802.86 mm

0.00418 500 849

Tul. pasang 5 22

As pasang 1901.43 mm

1776.35 mm

PENULANGAN GESER DAN TORSIVu = N ( Tumpuan)Tu = NmLebar Effektif (B eff.) diambil lebar terkecil dari kondisi-kondisi sebagai berikut :

a. = x panjang bersih balok ( Panjang balok - lebar kolom )= x m= m

b. = panjang balok ( Panjang balok dari As ke As )= m

c. = x t plat= x= m

b eff = m

1.441212

0.12

1.44

2.38

10.40

350,342 162,011.2

0.259.500.25

75


= ( 2 x ) + ( ( - ) 2 x )

= ( 2 x ) + ( ( - ) 2 x )

= 3

Ct x x

= mm

Tc 1 / 15 x f'c x ? x2 y

1 +x Ct x Tu

1 / 15 x x

1 + ( )2

x x

= Nmm

3.3E+0820.8

1.6E+08

)2

350342

500 849331032000

mm

(Vu

0.001

b

120900 1440 500

t platb h b eff

=? x2 y

? x2 y

500

=

=b d

=

0.0013

2.5

3.3E+08

2.5

83,694,530

Cek Torsi = Tu / >> Tulangan Torsi

Ts = Nmm

X1 = - ( 2 x + )= - ( 2 x + )= mm

Y1 = - ( 2 x + )= - ( 2 x + )= mm

at 2 + ( / )

2 + ( / )

= mm2

x x x

x x x

= mm2

Vc 1 / 6 x f'c x b x d x

1 + x Ct x TuVu

1 / 6 x 21 x x x

1 + ( x x )2

= N

)2

Perlu

3503421.6E+08

Tc

Tul.Geser900 30 10

1.32

at

430

Tul.Geser10

8.4E+07

186,324,056

2.7E+08

Y1

h

30500430

=

830

deck

Y1 fyTs

X1

=

0.6

Ats

=

deckb

X13

=830

=

2.5

1.5

1.5

500 825.5

0.001

3

=186,324,056

1.32 430 830 240

86793.6

0.5

2.5(

1.648

0.5

76


Cek Geser = Vu / << Tulangan Geser

Vs = N2 x

x

( 2 x )x

= mm2

Av min xx

xx

= mm2

Spasi maks. +4

+4

= mm

- Sengkang Terpasang = 10 -

- Torsi Terpasang = - D 19

125

dfy

497109.15825.5240

+)fy d

573.26

=X1 Y1

<300

300

500

=b3

=

300

=

430 830<

5.805

1.648+

825.53

=

Avt=

s s(

At497109.15

240

Vs

Perlu0.6 Vc

583903 86793.6

6


4.3 Desain Penulangan Elemen Struktur Kolom

Desain penulangan elemen struktur kolom ini menggunakan program PCACOL 3.00 untuk

penulangan lentur dan penulangan geser dihitung secara manual. Dari hasil

analisa tersebut didapatkan penulangan seperti pada Tabel dibawah ini.

Tabel 4.3 Penulangan Elemen Struktur Kolom

Nama Kolom Longitudinal Sengkang

K1 D900 30D25 D13-125

K2A D600 14D22 D13-125

Gambar 4.1 Kontrol Kapasitas Kolom K1

Gambar 4.2 Kontrol Kapasitas Kolom K2

77


4.1.2 Penulangan Sengkang Kolom

Perhitungan sengkang berdasarkan pada daktalitas penampang adalah sebagai

berikut :Tabel 4.5 Penulangan Sengkang Kolom

Nama Kolom Sengkang

K1 D900 D13-125

K2 D600 D13-125

78


BAB - 5 PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH

5.1 Analisa Situs Tanah

Dari data tanah yang telah dilakukan didapatkan

GAYA-GAYA DALAM YANG TERJADI- N = kg- Nult = kg- Mx = kgm- My = kgm

Momen akibat eksentrisitas :- Dx = m- Mex = x = x

= kgm- Dy = m- Mey = x = x

= kgmMomen total :

- Mxt = + = += kgm

- Myt = + = += kgm

444651.38594577.3917351.67

383.37

0.00N Dx 444651 0

0.000.00

N Dy 444651 00.00

Mx Mex 17352 017351.67Mx Mex 383 0

383.37

DIMENSI POERDimensi Kolom =dia 90 cmMutu Material : (fc) = Mpa K

(fy) = Mpa (Tulangan Ulir)Tulangan Utama = D -Decking = mmDimensi Poer Direncanakan

- Panjang (P) = m- Lebar (L) = m - Tebal (T) = m

= mm

29.05 350390.0022.0070.00

4.104.100.80

- 70d = T - Decking -22

2 2719

-Tul. Utama

= 800

Tebal pondasi akan dipilih sedemikian agar dapat memenuhi ketentuan SKSNI T15-1991-03pasal 3.4.11 yakni : <

- Syarat-syarat yang harus dipenuhi

2 1βc 6

13

Vn Vc

- Vn < ( 1 + )x x f'c x bo x d .…... Vc1

- Vn < x f'c x bo x d .…... Vc2

79


dimana,βc = perbandingan antara sisi kolom terpanjang dan terpendekbo = keliling (perimeter) penampang yang terdapat tegangan geser, sehingga penam-

pang boleh dianggap terletak pada jarak d/2 terhadap sisi kolomd = tebal efektif pondasi telapak

Selanjutnya didapatkan nilai :- βc =- bo = 4 x ( + )

= 4 x ( + )

= mm2

Vc yang terjadi :16

= N= Kg

1.00b d

900 719

6476

Vc1 =( 1 +2

)x x Ö 29 x 6476 x 719.001.00

12548124125481240

13

= N= Kg

nilai Vc diambil yang terkecil dari 2 persamaan di atas : Kg Vc = x

= Kg

Vc2 = x 29 x 6476 x 719.00

836541683654160

836541600.6 83654160

50192496

Kontrol TeganganNult = kg Æ Vc = kgDimensi Poer :

Berat Pondasi- Berat = x x x

= x x x= kg

Tanah Urug di atas Poer :- Tebal = m- Berat = x x x

= x x x= kg

Berat total := + += + += kg

594577 < 83654160

Tidak Perlu Diubah

P L T Bj Beton4.10 4.10 0.80 240032275.20

1.00P L T Bj Tanah

4.10 4.10 1.00 160026896.00

Pu R. Kolom Poer Tanah Urug444651 32275 26896503822.58

DATA PONDASIMaterial :Dimensi : ØLuas (A) : cm2Keliling (K) : cm

Bor Pile40

1600.00160.00

80


DATA TANAHAcuan Titik Survey :Kedalaman : mBerdasarkan Mayer Hoff Theory :· CONUS- Conus : kg/cm2

- Conus 60cm di atas m - Conus 100cm di atas m- Conus : kg/cm2 - Conus : kg/cm2

- Conus : kg/cm2 - Conus : kg/cm2


- J umlah : kg/cm2 - Conus : kg/cm2

- Conus : kg/cm2

- J umlah : kg/cm2

- Conus rata-rata : kg/cm2- Safety Factor :

x

CLEEF- J HP m : kg/cm

- Safety Factor :

x

Daya Dukung 1 (Satu) pancang :

= kg

8.00

8.00 250.00

8.00 8.007.80 150.00 8.20 250.00

7.60 145.00 8.40 250.00

7.40 140.00 8.60 250.00

435.00 8.80 250.00

9.00 250.00

1250.00

215.003.00

-A x Cn

:1600 215

: 114667 kgSF 3

8.00 388.005.00

-K x J HP

:160 388

: 12416 kgSF 5

PTP =A x Cn

+K x J HP

= 114667 + 12416SF SF127082.67

PERHITUNGAN PONDASIRencana J umlah Tiang (n)

= buah

Dengan memperhitungkan gaya momen yang terjadi, direncanakan jumlah tiang= buah

- m = J umlah tiang dalam 1 kolom=

- n = J umlah tiang dalam 1 baris=

- D = Diamater tiang pancang= cm

- S = J arak min. antar tiang pancang- Smin.

2 x D x ( m x n - 1 )( m + n - 1 )

2 x 40 x ( 3 x 3 - 1 )( 3 + 3 - 1 )

= cm- S = 130 > Smin. = 128

,maka efisiensi grup tiang diabaikan

n =N

=444651 3.4989144

Pu 127083

n 5

3

3

40

=

=

128.00cm cm

PTP

t poer (m)

a (m) b - a (m)

q poer (kg/m)

81


Kontrol Kekuatan pancang· Kolom · Balok

- Ymax = m - Xmax = m- S tiang arah X = bh - S tiang arah Y = bh

- SY2 = m2 - SX2 = m2

x x

x x

= + +

= kg = kg …

2.05 2.052.00 2.00

16.81 16.8

- Pmax =Pu

+Mx Ymax

+My Xmax

n SY2 SX2

=503823

+17352 2.05

+383 2.05

5 16.81 16.81

100765 0 0

100765 < PTP 127083 OK !

PTP

t poer (m)

a (m) b - a (m)

q poer (kg/m)

Effisiensi = 1 - arc tan F x (n - 1) m + (m - 1) n90 m n

= 1 - arc tan x=

0.3077 0.01480.996

PTP

t poer (m)

a (m) b - a (m)

q poer (kg/m)

arc tan (d/s) =m = jumlah baris tiangn = J umlah kolom tiangF = arc tan (d/s)

Pijin = J umlah tiang x Eff x Daya dukung satu tiang= x x= kg > Pmax = kg

0.3077

5 0.996 127,083 632603.4044 594577.39

PENULANGAN POERPenulangan lentur Poer dilakukan dengan menganalisa Poer sebagai balok kantilever dengan perletakan jepit pada kolom

m( x )

=( x )

balance x x

x x

=

=(fy)

0.85 (fc)

=390.00 15.79

0.85 29.05

=0.85 b 1 (fc)

(fy)

=0.85 0.85 29.05

3900.054

maks. = x r= x=

0.75 balance0.75 0.05381699

0.040

82


min ==

1.4=

1.4 0.0036(fy) 390

Penulangan Arah X= J arak pancang ke Kolom = m= 1/2 Sisi Panjang Poer = m= Daya Dukung 1 Tiang Pancang = kg

= Beban Merata Poer = kg/m

= ( x )-( x x 2 )

= ( x )-( x x 2 )= -= kgm

a 1.30b 2.05PTP 127083

qpoer 14432

Mux PTP a 0.5 qpoer b

127083 1.3 0.5 14432 2.05165207.467 30325.240

195533

x x 2 x x 2

=

2 x x

2 x x )

= pakai =

As perlu = x x= x x

== D 22 -

As pasang = D 22 -

=Jumlah Tul. =

~ buah

Rn=

Mux=

1955327067

0.8 b d 0.8 4100 719

1.153155269

=1

x ( 1 - 1 -Rn m

)m (fy)

=1

x ( 1 - 1 -1.153155 15.794

15.79 390

0.0030292770.00358974

b d0.00358974 4100 719

10582.2051 mm2

147.3140

As 11136.94 mm2

2929.00

Penulangan Arah Y= J arak pancang ke Kolom = m= 1/2 Sisi Panjang Poer = m= Daya Dukung 1 pancang = kg


a 1.3b 2.05PTP 127083

qpoer 14432

= ( x )-( x x 2 )

= ( x )-( x x 2 )= -= kgm

Mux PTP a 0.5 qpoer b

127083 1.3 0.5 14432 2.05165207.467 30325.240

134882

x x 2 x x 2

=

d 0.8 4100 719

0.795468712

Rn=

Mux=

1348822267

0.8 b

2 x xm (fy)

- 1 -Rn m

)=1

x ( 1

83


2 x x )

= pakai =

As perlu = x x= x x

== D 22 -

As pasang = D 22 -

=Jumlah Tul. =

buah29.286

29

10582.2051 mm2

147.3140

As 11136.94 mm2

b d0.00358974 4100 719

0.795469 15.79415.79 390

0.002073620.00358974

=1

x ( 1 - 1 -




= kgmMomen total :

- Mxt = + = += kgm

- Myt = + = += kgm

176.36Mx Mex 10 0

9.89

N Dy 202004 00.00

Mx Mex 176 0

N Dx 202004 00.000.00

202003.70264780.40

176.369.89

0.00




= mm

-2

619

= 700 - 70d = T - Decking

390.0022.0070.00

2.37

22

2.370.70

-2

Tul. Utama

29.05 350

Tebal pondasi akan dipilih sedemikian agar dapat memenuhi ketentuan SKSNI T15-1991-03pasal 3.4.11 yakni : <Vn Vc

84


Syarat-syarat yang harus dipenuhi

2 1βc 6

13

bo x d .…... Vc2

x d .…... Vc1

Vn < x f'c x

)x x f'c x boVn < ( 1 +


pang boleh dianggap terletak pada jarak d/2 terhadap sisi kolomd = tebal efektif pondasi telapakSelanjutnya didapatkan nilai :

- βc =- bo = 4 x ( + )

= 4 x ( + )

= mm2

600 619

4876

1.00b d

Vc yang terjadi :16

= N= Kg

13

= N= Kg


= KgKontrol TeganganNult = kg Vc = kgDimensi Poer : Tidak Perlu Diubah

0.6 5422582432535494

264780 < 54225824

4876 x 619.00

542258254225824

54225824

1.00

813387481338736

Vc2 = x 29 x

29 x 4876 x 619.00Vc1 =( 1 +2

)x x


= x x x= kg


= x x x= kg


202004 9436 8987220427.13

2.37 2.37 1.00 16008987.04

Pu R. Kolom Poer Tanah Urug

9436.39

1.00P L T Bj Tanah

P L T Bj Beton2.37 2.37 0.70 2400

85



1256.00125.60

Bor pile40






- Conus : kg/cm2

- J umlah : kg/cm2


x


- Safety Factor :

x


= kg99759.89

= 90013 + 9747SF SF

: 9747 kgSF 5

PTP =A x Cn

+K x J HP

5.00

-K x J HP

:126 388

: 90013 kgSF 3

8.00 388.00

9.00 250.00

1250.00

215.003.00

-A x Cn

:1256 215

7.40 140.00 8.60 250.00

435.00 8.80 250.00

8.007.80 150.00 8.20 250.00

7.60 145.00 8.40 250.00

8.00

8.00 250.00

8.00

86



= buah




- D = Diamater bor pile= cm

- S = J arak minimal antar tiang bor- Smin.

2 x D x ( m x n - 1 )( m + n - 1 )

2 x 40 x ( 3 x 2 - 1 )( 3 + 2 - 1 )

= cm- S = 150 > Smin. = 100

,maka efisiensi grup tiang diabaikanKontrol Kekuatan pancang· Kolom · Balok


- SY2 = m2 - SX2 = m2

x x

x x

= + +

= kg = kg …


= 1 - arc tan x=



0.997

0.267

3 0.997 99,760 298268.6596 264780.40

73476 < PTP 99760 OK !

0.2667 0.013

10 0.753 5.06 2.25

73476 0 0

=220427

+176 0.75

+

Ymax+

My Xmax

n SY2 SX2

3.00 2.00

5.063 2.25

- Pmax =Pu

+Mx

100.00cm cm

0.75 0.75

2

40

=

=

2.0248989Pu 99760

n 3

3

n =N

=202004

PTP

t poer (m)

a (m) b - a (m)

q poer (kg/m)87



PTP

t poer (m)

a (m) b - a (m)

q poer (kg/m)

m( x )

=( x )

balance x x

x x

=

maks. = x r= x=

min =(fy) 390

0.75 balance0.75 0.053817

0.040

=1.4

=1.4 0.0036

=0.85 0.85 29.05

3900.054

15.790.85 29.05

=0.85 b 1 (fc)

(fy)

=(fy)

0.85 (fc)

=390.00

88




= ( x )-( x x 2 )

= ( x )-( x x 2 )= -= kgm

x x 2 x x 2

=

r 2 x x

2 x x )

=r pakai =

As perlu = x x= x x

== D 22 -

As pasang = D 22 -

=Jumlah Tul. =

~ buah16

16.00

5266.2615 mm2

171.1150

As 6008.51 mm2

r b d0.0035897 2370 619

1.1050353 15.79415.79 390

0.00290.0035897

m (fy)

=1

x ( 1 - 1 -

- 1 -Rn m

)

d 0.8 2370 619

1.105035

=1

x ( 1

74819.920 5457.94280278

Rn=

Mux=

802778617.3

0.8 b

b

99760 0.75 0.5 7774 1.185

PTP 99760

qpoer 7773.6

Mux PTP a 0.5 qpoer

a 0.75b 1.19



= ( x )-( x x 2 )

= ( x )-( x x 2 )= -= kgm

74819.920 5457.94269362

b

99760 0.75 0.5 7774 1.185

PTP 99760

qpoer 7773.6

Mux PTP a 0.5 qpoer

a 0.75b 1.185

x x 2 x x 2

= 2 x x

2 x x )

=

0.9547768 15.79415.79 390

0.002497

m (fy)

=1

x ( 1 - 1 -

- 1 -Rn m

)

d 0.8 2370 619

0.954777

=1

x ( 1

Rn=

Mux=

693619782.7

0.8 b

89



= x x

== D 22 -

As pasang = D 22 -

=Jumlah Tul. =

buah15.816

5266.2615 mm2

171.1150

As 6008.51 mm2

b d0.0035897 2370 619

0.0035897




= kgmMomen total :

- Mxt = + = += kgm

- Myt = + = += kgm




= mm

-2

719

= 800 - 70d = T - Decking

390.0022.0070.00

3.00

22

1.500.80

-2

Tul. Utama

4023.04Mx Mex 101 0

101.28

29.05 350

N Dy 152873 00.00

Mx Mex 4023 0

N Dx 152873 00.000.00

152872.97204784.15

4023.04101.28

0.00

Tebal pondasi akan dipilih sedemikian agar dapat memenuhi ketentuan SKSNI T15-1991-03pasal 3.4.11 yakni : <Vn Vc

- Syarat-syarat yang harus dipenuhi

2 1βc 6

13

bo x d .…... Vc2

x d .…... Vc1

- Vn < x f'c x

)x x f'c x bo- Vn < ( 1 +

90



pang boleh dianggap terletak pada jarak d/2 terhadap sisi kolomd = tebal efektif pondasi telapak

Selanjutnya didapatkan nilai :- βc =- bo = 4 x ( + )

= 4 x ( + )

= mm2

Vc yang terjadi :16

= N= Kg

13

= N= Kg


= Kg0.6 68153081

40891848

5276 x 719.00

681530868153081

68153081

2.00

681530868153081

Vc2 = x 29 x

29 x 5276 x 719.00

600 719

5276

Vc1 =( 1 +2

)x x

2.00b d

Kontrol TeganganNult = kg Vc = kgDimensi Poer :


= x x x= kg


= x x x= kg


152873 8640 7200168712.97

3.00 1.50 1.00 16007200.00

Pu R. Kolom Poer Tanah Urug

8640.00

1.00P L T Bj Tanah

Tidak Perlu Diubah

P L T Bj Beton3.00 1.50 0.80 2400

204784 < 68153081


1256.00125.60

Bor pile40

91







- Conus : kg/cm2

- J umlah : kg/cm2


x


- Safety Factor :

x


= kg99759.89

= 90013 + 9747SF SF

: 9747 kgSF 5

PTP =A x Cn

+K x J HP

5.00

-K x J HP

:126 388

: 90013 kgSF 3

8.00 388.00

9.00 250.00

1250.00

215.003.00

-A x Cn

:1256 215

7.40 140.00 8.60 250.00

435.00 8.80 250.00

8.007.80 150.00 8.20 250.00

7.60 145.00 8.40 250.00

8.00

8.00 250.00

8.00

92



= buah




- D = Diamater tiang bor= cm

- S = J arak minimal antar tiang bor- Smin.

2 x D x ( m x n - 1 )( m + n - 1 )

2 x 40 x ( 2 x 1 - 1 )( 2 + 1 - 1 )

= cm- S = 50 > Smin. = 40

,maka efisiensi grup tiang diabaikanKontrol Kekuatan pancang· Kolom · Balok


- SY2 = m2 - SX2 = m2

x x

x x

= + +

= kg = kg …84356 < PTP 99760 OK !

101 0.752 5.06 9.00

84356 0 0

=168713

+4023 1.50

+

Ymax+

My Xmax

n SY2 SX2

3.00 2.00

5.063 9

- Pmax =Pu

+Mx

40.00cm cm

0.75 1.50

1

40

=

=

1.5324092Pu 99760

n 2

2

n =N

=152873


= 1 - arc tan x=



0.996

0.8

2 0.996 99,760 198771.8746 204784.15

0.8 0.0056


93


PTP

t poer (m)

a (m) b - a (m)

q poer (kg/m)

m( x )

=( x )

balance x x

x x

=

maks. = x

= x=

min =(fy) 390

0.75 balance0.75 0.053817

0.040

=1.4

=1.4 0.0036

=0.85 0.85 29.05

3900.054

15.790.85 29.05

=0.85 b 1 (fc)

(fy)

=(fy)

0.85 (fc)

=390.00



= ( x )-( x x 2 )

= ( x )-( x x 2 )= -= kgm

x x 2 x x 2

=

2 x x

2 x x )

= pakai =

As perlu = x x= x x

== D 22 -

As pasang = D 22 -

=Jumlah Tul. =

~ buah13

13.00

3871.5385 mm2

147.3120

As 4753.57 mm2

b d0.0035897 1500 719

1.3018377 15.79415.79 390

0.003431010.0035897

m (fy)

=1

x ( 1 - 1 -

- 1 -Rn m

)

d 0.8 1500 719

1.30183773

=1

x ( 1

74819.920 5940.00080760

Rn=

Mux=

807599200

0.8 b

b

99760 0.75 0.5 5280 1.5

PTP 99760

qpoer 5280

Mux PTP a 0.5 qpoer

a 0.75b 1.50

94




= ( x )-( x x 2 )

= ( x )-( x x 2 )= -= kgm

x x 2 x x 2

= 2 x x

2 x x )

= pakai =

As perlu = x x= x x

== D 22 -

As pasang = D 22 -

=Jumlah Tul. =

buah21.43

22

7743.0769 mm2

147.3140

As 8148.98 mm2

b d0.0035897 3000 719

0.5791049 15.79415.79 390

0.001502720.0035897

m (fy)

=1

x ( 1 - 1 -

- 1 -Rn m

)

d 0.8 3000 719

0.57910494

=1

x ( 1

74819.920 2970.00071850

Rn=

Mux=

718499200

0.8 b

b

99760 0.75 0.5 10560 0.75

PTP 99760

qpoer 10560

Mux PTP a 0.5 qpoer

a 0.75b 0.75

95


96

Laporan Struktur TES Jember

Documents

Transcript of Laporan Struktur TES Jember