Perencanaan Gempa untuk Struktur Gedung Kantor 8 Lantai

Rekayasa Struktur Atas III12110014

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan

karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Perhitungan Struktur Bangunan 8 Lantai

ini, tepat pada waktu yang telah ditetapkan. Perencanaan Struktur Gedung/ Rekayasa Struktur Atas III

ini merupakan salah satu matakuliah yang wajib ditempuh di Departemen Teknik Sipil dan

Perencanaan ISTN. Laporan Perhitungan Struktur Gedung ini disusun sebagai tugas besar yang telah

dilaksanakan lebih kurang selama semester 6 berlangsung.

Dengan selesainya Laporan Perhitungan Struktur Gedung ini tidak terlepas dari bantuan banyak

pihak yang telah memberikan masukan-masukan kepada penulis. Untuk itu penulis mengucapkan

banyak terimakasih kepada :

1. Ir. Willy C. Wungo

2. Mahasiswa/Mahasiswi Teknik Sipil S1 Kelas Reguler Angkatan 2012

3. Mahasiswa/Mahasiswi Teknik Sipil S1 Kelas Karyawan Angkatan 2012

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari laporan ini, baik dari materi maupun

teknik penyajiannya, mengingat kurangnya pengetahuan dan pengalaman penulis. Oleh karena itu,

kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan.

Terimakasih

Jakarta, 1 Juli 2015


ii

DAFTAR ISI

KATAPENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

BAB I PEDAHULUAN I Kriteria Perencanaan

I.1. Pendahuluan 1

I.2. Kondisi Tanah 1

I.3. Material/Bahan 1

I.4. Kombinasi Pembebanan 2

I.5. Standard/Code 3

I.6. Software/Perangkat Lunak 3

BAB II GAMBARARSITEKTUR (STRUKTUR & GAMBAR 3D)

II.1. Gambar 3D Struktur 4

II.2. Denah Lantai 6

BAB III DATA& PERHITUNGANIII.1. Data Teknis 8

III.2. Data Beban (Beban Hidup & Beban Mati) 8

III.3. Data Desain Gempa 8

III.4. Perhitungan Beban (Beban Hidup & Beban Mati) 9

III.5. Perhitungan Beban Gempa 9

III.6. Perhitungan Pelat Lantai 16

BAB IV MODEL STRUKTURIV.1. Denah Tipikal 20

IV.2. Tampak Struktur 21

BAB V ANALISIS STRUKTUR DENGAN STAADPRO 23

Data Input, Data Output, Perhitungan Penulangan Balok


1

BAB I PENDAHULUANKRITERIA PERENCANAAN

I.1. PendahuluanLaporan Perhitungan Struktur ini memuat Analisis dan Perencanaan Struktur Bangunan

Gedung Kampus ISTN yang berlokasi di Jakarta. Struktur bangunan dianalisis terhadap

beban gravitasi dan gempa. Pondasi dirancang menggunakan pondasi tiang pancang ukuran

30x30 cm dipancang sampai kedalaman tertentu hingga mencapai tanah keras untuk

mendapatkan daya dukung ijin yang direkomendasikan oleh geotechnical engineer.

I.2. Kondisi TanahMengacu kepada Laporan Hasil Penyelidikan Tanah yang dilakukan oleh PT Tribina

Wahana Cipta tanggal....... Kondisi Tanah pada lokasi proyek adalah berupa Tanah Keras.

I.3. Material/Bahan1. MUTU BAHAN

Semua bahan untuk struktur harus dalam keadaan baru, bebas dari cacat dan terjamin

mutunya, sesuai dengan standarisasi.

2. MUTU BETON

Standard : Peraturan Beton Indonesia SNI-03-2847-2002. Designation : K-250

3. MUTU BAJA TULANGAN / BESI BETON

Standard : Peraturan Beton Indonesia SNI-03-2847-2002

Designation : fy = 400 MPa

D ≥ 12 mm

: fy = 240 MPa

D ≤ 10 mm

4. MUTU BAHAN STRUKTUR BAJA

Standard : ASTM

Designation : A.36 / setara dengan tegangan leleh Fy = 240 MPa.

5. MUTU BAUT/BOLT

Untuk Baut Non-Struktural menggunakan : Black Bolt A.307/ST.37

Untuk Baut Struktural menggunakan : High-Strength Bolt ASTMA-325


2

6. MUTU LAS

Standard : AWS

Designation : E.70xx

I.4. Kombinasi PembebananMengacu kepada Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung dan Peraturan Gempa

untuk Gedung di Indonesia.

Beban Mati (=DL)Termasuk berat sendiri dari semua bahan bangunan dan semua komponen gedung.

Beban Hidup (=LL)

Tabel 3.2 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung

Beban Gempa (=E)

Beban Gempa mengacu kepada Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk

Gedung SNI-1726-2002.

Jakarta masuk Wilayah/Zone-3 atau sebesar 0,15g.

Peraturan Beton Indonesia untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002 Pasal 11 :

Kuat perlu U untuk menahan beban mati DL, beban hidup LL, paling tidak harus sama

dengan U = 1,2 DL + 1,6 LL (Pasal 11.2.1) Apabila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam

perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai2) :

U = 1,2 DL + 1,0 LL ± 1,0 E (Pasal 11.2.3)

2) Faktor beban untuk LL boleh direduksi menjadi 0,5 kecuali untuk ruangan garasi,

ruangan pertemuan dan semua ruangan yang beban hidup LL-nya lebih besar daripada 500kg/m2.

Oleh karena itu di dalam input data Staad.Pro, kombinasi pembebanan 5, 6 dan 7 adalah :

LOAD 5 = 1,2 DL + 1,6 LLLOAD 6 = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 Ex + 0,3 EyLOAD 7 = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 Ex + 1,0 EyEx = Gaya Gempa dalam arah X

Ey = Gaya Gempa dalam arah Z


3

Selengkapnya dapat dilihat dalam tabel berikut ini :

(Pasal 4.2.2. SNI-1726-2002)

I.5. Standard/Code• Peraturan Pembebanan Indonesia SNI-1727-1989-F

• Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung SNI-1726-2002.

• Peraturan Beton Indonesian untuk Bangunan Gedung, SNI-03-2847-2002

• American Society of Testing Materials "ASTM Standards in Building Codes" vol. 1 &

2, 1986

• American Institute of Steel Constructions (AISC)

• American Concrete Institute "Building Code Requirements for Reinforced Concrete

ACI 318RM-2002" and Commentary 2002

I.6. Software/Perangkat LunakDengan StaadPro 2007


4

BAB II GAMBAR ARSITEKTUR

STRUKTUR & GAMBAR 3D

II.1. Gambar 3D Struktur

Gambar 2.1. Render Tampak Utara -Selatan


5

Gambar 2.2. Render Tampak Barat - Timur


6

II.2. Denah Lantai

Gambar 2.3. Denah Lantai Tipikal


7

Gambar 2.4. Denah Lantai Tipikal Dengan Balok Anak


8

BAB IIIDATA & PERHITUNGAN

III.1. Data Teknis1. Tinggi Lantai Dasar :

4,80 meter

2. Tinggi Lantai Tipikal di

atasnya :

3,70 meter (7 Lantai)

3. Dimensi Kolom

semuanya :

300 x 300 mm

4. Dimensi Balok Induk

semuanya :

400 x 600 mm

5. Dimensi Balok Anak

semuanya :

250 x 600 mm

6. Tebal Pelat Lantai dan atap :

120 mm

III.2. Data Beban (Beban Hidup & Beban Mati)1. Beban Mati pada Lantai (DL)

• Berat partisi = 200 kg/m2

• Berat screed + keramik, plafond, ME = 150 kg/m2

2. Beban Mati pada Atap

• Beban mati atap = 50 kg/m2

3. Beban Hidup Lantai Tipikal (LL1)

• Beban hidup = 250 kg/m2

4. Beban Hidup pada Atap (LL2)

• Beban hidup atap = 150 kg/m2

III.3. Data Design Gempa1. Lokasi bangunan gedung di Zona Gempa Wilayah 32. Kondisi tanah di lokasi gedung termasuk dalam kategori tanah keras

Untuk tanah keras : Tabel 5. Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002

Percepatan puncak batuan dasar = 0,15 g


9

III.4. Perhitungan Beban (Beban Hidup & Beban Mati)1. PERHITUNGAN BEBAN MATI

A. Lantai Tipikal1) Berat pelat lantai 120 mm : 0,12 x 2400 = 288 kg/m2

2) Berat screed, keramik, plafond & MEP : = 150 kg/m2

3) Berat partisi : = 200 kg/m2

DL = 638 kg/m2

B. Lantai Atap/Roof1) Berat pelat lantai 120 mm : 0,12 x 2400 = 288 kg/m2

2) Berat screed, keramik, plafond & MEP : = 50 kg/m2

3) Berat partisi : = 0 kg/m2

DL = 338 kg/m2

2. PERHITUNGAN BEBAN HIDUP

A. Lantai TipikalLL1 = 250 kg/m2

B. Lantai Atap/RoofLL2 = 150 kg/m2

III.5. Perhitungan Beban Gempa1. Gedung ini dipergunakan sebagai ruang kuliah, Faktor Keutamaan Struktur, I =

1,00 (Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 1726-2002)

2. Untuk Gedung arah Utara-Selatan adalah Gedung dengan sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus, Faktor Reduksi Gempa, R = 8,5.

3. Untuk Gedung arah Barat-Timur adalah Gedung dengan sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus, Faktor Reduksi Gempa, R = 8,5 (Tabel 3. Pasal 4.3.6

SNI 1726-2002).

Lokasi bangunan di Jakarta termasuk dalamWilayah/Zone 3 :

Kondisi tanah setempat adalah termasuk kategori tanah keras

Percepatan puncak batuan dasar = 0,15 g.

Percepatan puncak muka tanah, A0 = 0,18 g.

Tc = 0,50 detik

(Tabel 6. Pasal 4.7.6 SNI 1726-2002)


10

Gambar 3.1. Respons Spektrum Gempa Rencana

4. Perhitungan Berat/Massa Struktur Gedung

A. Berat Struktur Lantai 1

• Berat Kolom

= {(0,3 x 0,3 x 4,80 x 2400 x 20) + (0,3 x 0,3 x 1,85 x 2400 x 20)}

= 20.736 kg + 7.992 kg

= 28.728 kg

• Berat Balok Induk

= {[(0,4 x 0,6 x 4,3 x 2400 x 15) + (0,4 x 0,6 x 5,5 x 2400 x 16]}

= 37.152 kg + 50.688 kg

= 87.840 kg

• Berat Balok Anak

= (0,25 x 0,6 x 4,3) x 2400 x 12

= 18.576 kg

• Berat Pelat Lantai

= (23,2 x 13,8) x 0,12 x 2400

= 92.206 kg

B. Berat Struktur Lantai 2,3,4,5,6,7

• Berat Kolom

= {(0,3 x 0,3 x 1,85 x 2400 x 20) + (0,3 x 0,3 x 1,85 x 2400 x 20)}

= 7.992 kg + 7.992 kg

= 15.984 kg


= {[(0,4 x 0,6 x 4,3 x 2400 x 15) + (0,4 x 0,6 x 5,5 x 2400 x 16]}

= 37.152 kg + 50.688 kg = 87.840 kg


11


= (0,25 x 0,6 x 4,3) x 2400 x 12

= 18.576 kg


= (23,2 x 13,8) x 0,12 x 2400

= 92.206 kg

C. Berat Struktur Lantai 8 (Atap)

• Berat Kolom

= (0,3 x 0,3) x 1,85 x 2400 x 20

= 7.992 kg


= {[(0,4 x 0,6 x 4,3 x 2400 x 15) + (0,4 x 0,6 x 5,5 x 2400 x 16]}

= 37.152 kg + 50.688 kg

= 87.840 kg


= (0,25 x 0,6 x 4,3) x 2400 x 12

= 18.576 kg


= (23,2 x 13,8) x 0,12 x 2400

= 92.206 kg

D. Beban Mati dan Beban Hidup Tiap Lantai

• Beban Mati

= 350 kg/m2 x (23,2 x 13,8) m2 = 112.056 kg

• Beban Hidup

= 250 kg/m2 x (23,2 x 13,8) m2 = 80.040 kg

Beban hidup dapat direduksi = 50% x 80.040 kg = 40.020 kg

E. Beban Mati dan Beban Hidup Pada Atap

• Beban Mati

= 50 kg/m2 x (23,2 x 13,8) m2 = 16.008 kg

• Beban Hidup

= 150 kg/m2 x (23,2 x 13,8) m2 = 48.024 kg

Beban hidup dapat direduksi = 50% x 48.024 kg = 24.012 kg


12

Tabel 1 :

Tabel 2 :

BERAT TOTAL STRUKTUR

BERAT LANTAI 1BERAT LANTAI TIPIKAL(LANTAI 2,3,4,5,6,7,8)

BERAT LANTAI 8 (ATAP)

KOLOM 28.728 kg KOLOM 15.984 kg KOLOM 7.992 kg

BALOK

INDUK87.840 kg BALOK

INDUK87.840 kg BALOK

INDUK87.840 kg

BALOK

ANAK18.576 kg BALOK

ANAK18.576 kg BALOK ANAK 18.576 kg

PELAT

LANTAI92.206 kg PELAT

LANTAI92.206 kg PELAT

LANTAI92.206 kg

BEBAN

MATI112.056 kg BEBAN

MATI112.056 kg BEBAN MATI 16.008 kg

BABN

HIDUP40.020 kg BABN

HIDUP40.020 kg BABN HIDUP 24.012 kg

379.426 kg 366.682 kg 246.634 kg

LANTAI TINGGI Xh (m) BERAT LANTAI XW (kg) XX hW . (kg.m)

8 30,70 246.634 7.571.663,80

7 27,00 366.682 9.900.414,00

6 23,30 366.682 8.543.690,60

5 19,60 366.682 7.186.967,20

4 15,90 366.682 5.830.243,80

3 12,20 366.682 4.473.520,40

2 8,50 366.682 3.116.797,00

1 4,80 379.426 1.821.244,80

2.826.152 48.444.542


13

5. Perencanaan Gempa

TAHAP 1 :MENGHITUNG PERIODE NATURAL

Menurut Waktu Getar Alami Str. Portal Gedung (T) UBC-97 :

A. Arah Utara-Selatan

Arah Utara-Selatan merupakan SRPM beton43.0731,0 HT det95,0)70,30.(0731,0 43 SUT

Tc = 0,50 det ; T = 0,95 det

T > Tc , sehingga didapat Faktor Respons Gempa :

225,050,045,0 xxTAA CMR

21,095,0/225,0/ TAC RT

B. Arah Barat-Timur

Arah Barat-Timur merupakan SRPM beton43.0731,0 HT det95,0)70,30.(0731,0 43 TBT

Tc = 0,50 det ; T = 0,95 det

T > Tc , sehingga didapat Faktor Respons Gempa :

225,050,045,0 xxTAA CMR

21,095,0/225,0/ TAC RT

TAHAP 2 :

MENGHITUNG BASE SHEAR

Dimana :

C = Faktor Respon Gempa

(Ct 0,337)

I = Faktor Keutamaan - Tabel 1

Wt = Berat Total Bangunan

(Wx = 2.826.152 kg)

R = Faktor Reduksi Gempa - Tabel 3

RWICV T

B..


14

Maka dapat dihitung sebagai berikut :

A. Arah Utara-Selatan

kgxxV B 049.1125,82.826.1520,1337,0

B. Arah Barat-Timur

kgxxV B 049.1125,82.826.1520,1337,0

TAHAP 3 :

MENGHITUNG GAYALATERAL EQUIVALENT

Dimana :

BV = Base Shear ( BV =112.049 kg)

XXhW = Berat Struktur suatu lantai

XXhW = Berat Struktur seluruh lantai

Maka dapat dihitung sebagai berikut :

Lantai 8 Arah Utara-Selatan & Barat-Timur (Nilai VB sama)

542.444.48)80,663.571.7()049.112(

9

SUF

kgF SU 8,512.179

Perbandingan antara tinggi gedung terhadap panjang denah dalam arah pembebanan

gempa Utara-Selatan = 30,7/23,2 = 1,32 < 3 dan Perbandingan antara tinggi gedung

terhadap panjang denah dalam arah pembebanan gempa

Barat-Timur = 30,7/13,8 = 2,22 < 3

Sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat 0,1Vb di lantai tingkat paling

atas.

Gaya Lateral Equivalent untuk lantai lainnya (lengkap) dapat dilihat pada Tabel 3 dan

Tabel 4.

XX

XXBX hW

hWVF

).(


15

Tabel 3 :Gaya Lateral Equivalent dan Gaya Geser per lantai arah Utara - Selatan

Dalam contoh perhitungan ini ada 3 portal dalam arah Utara-Selatan, sehingga gaya gempa

lateral equivalent yang bekerja untuk tiap portal di lantai 8 adalah 17.513/3 = 5838 kg.

Tabel 4 :

Gaya Lateral Equivalent dan Gaya Geser per lantai arah Barat - Timur

Dalam contoh perhitungan ini ada 4 portal dalam arah Barat-Timur, sehingga gaya gempa lateral

equivalent yang bekerja untuk tiap portal di lantai 8 adalah 17.513/4 = 4378 kg.


16

III.6. Perhitungan Pelat Lantai

IDENTIFIKASI TIPE PELAT LANTAI : S-1, S-2, S-3 dan S-4

Sisi Panjang : 4,60 meter = Ly

Sisi Pendek : 2,90 meter = Lx

Anggap ke-4 sisi terjepit elastis / menerus.

Dari hasil perhitungan pelat beton bertulang diperoleh penulangan pelat

adalah D10-180


17


18


19


20

BAB IVMODEL STRUKTUR


21


22


23

BAB VANALISIS STRUKTUR

STAADPRO 2007

Berisikan :

1. Data Input

2. Data Output

3. Perhitungan Penulangan Balok

Perencanaan Gempa untuk Struktur Gedung Kantor 8 Lantai

Documents

Transcript of Perencanaan Gempa untuk Struktur Gedung Kantor 8 Lantai