ANALISA STRUKTUR GEDUNG DAN KAPASITAS KOLOM AKIBAT BEBAN STATIK EQUIVALEN BERDASARKAN PERATURAN GEMPA 2012 ANALYSIS OF THE STRUCTURE AND CAPACITY OF THE BUILDING COLUMN AS A RESULT OF STATIC LOAD EQUIVALEN BASED SEISMIC REGULATIONS IN 2012
Bani Brianutomo, M. W. Tjaronge, Abd. Rachman Djamaluddin Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar
Alamat Korespondensi Bani Brianutomo Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin Makassar, 90245 HP : 085242490102 Email :
[email protected]
ANALISA STRUKTUR GEDUNG DAN KAPASITAS KOLOM AKIBAT BEBAN STATIK EQUIVALEN BERDASARKAN PERATURAN GEMPA 2012 Bani Brianutomo1, M.W. Tjaronge 2, Abdul Rachman 2
ABSTRAK : Analisa struktur dan kapasitas kolom gedung akibat beban statik equivalen
berdasarkan peraturan gempa 2012 ini bertujuan untuk mengevaluasi kekuatan struktur pada gedung akibat beban statik equivalen serta menganalisa kapasitas kolom akibat beban gempa. Beban yang dianalisis meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa, yang mengacu pada Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain (SNI 1727:2013) dan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2012). Analisis perencanaan ketahanan struktur gedung terhadap gempa dilakukan dengan metode analisa statik equivalen. Metode analisa statik equivalen adalah suatu cara analisis statik struktur, dimana pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban-beban statik horisontal untuk menirukan pengaruh gempa yang sesungguhnya akibat gerakan tanah. Struktur terdiri dari 11 lantai (8 lantai eksisting dan 3 lantai penambahan). Analisis struktur gedung menggunakan analisis numerik dengan tinjauan tiga dimensi. Dari hasil analisis numerik menunjukkan bahwa pada konstruksi gedung yang ada sekarang tidak terdapat kegagalan yang artinya struktur mampu memikul beban yang diberikan. Kata Kunci : Analisa Statik Equivalen,Beban Gempa, Kolom
Abstract : Analysis of the structure and capacity of the building column as a result of static load equivalent based seismic regulations in 2012 aimed to evaluate the strength of the structure of the building as a result of equivalent static loads and analyze the capacity of column due to the earthquake load. The loads are analyzed including dead load, live load, and earthquake load refer to Minimum Load of Building Design and Other Structure (SNI 1727:2013) and Standard Design of Earthquake Durability for Building Structure (SNI 1726:2012). Analysis of resilience planning building structure against earthquakes do with the method of equivalent static analysis. Equivalent static analysis method is a way of static analysis of structure, where the influence of earthquakes on structures regarded as static horizontal loads to simulate real effect due to earthquake ground motion. The structure consists of 11 floors ( 8 floors of the existing 3-storey additions ).The analysis of building structure using numerical analysis with review three dimentions. From the results of numerical analysis show that the construction of the building there now , which means there is no failure of the structure is able to bear the burden given. Keywords: Analysis Static Equivalen, Earthquake load, Column
2 1
Dosen Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Mahasiswa Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin
PENDAHULUAN Pada saat ini, pembangunan di kota besar menitiberatkan pada bangunan-bangunan bertingkat tinggi. Hal ini dikarenakan keterbatasan lahan yang ada di kota-kota besar dan dimaksudkan agar suatu kota mampu menampung konsentrasi penduduk yang padat serta menciptakan sarana dan prasarana bagi penduduk. Dalam merencanakan sebuah bangunan tahan gempa harus memperhatikan konsep kolom kuat- balok lemah dimana kolom-kolom dirancang lebih kuat daripada baloknya. Mengapa harus kolom kuat balok lemah ? sederhananya, dalam struktur portal/ frame kolom adalah komponen struktur yang menopang balok, lantai, seluruh beban di lantai , dan beban lantai-lantai di atasnya. Sedangkan balok hanya komponen struktur yang menopang dan mendistribusikan beban- beban di lantai tersebut menuju kolom-kolom. Kalau sampai kolom runtuh, maka runtuhlah seluruh system struktur di atasnya. Tapi jika balok yang runtuh maka kerusakan awal hanya terjadi di bagian balok itu saja kemudian merambat ke elemen balok yang lain dan seterusnya dan seterusnya hingga struktur benar-benar runtuh ketika tidak lagi kuat menahan beban (dalam hal ini beban geser akibat gempa).
c. Perhitungan gaya-gaya dalam struktur dihitung dengan menggunakan program SAP 2000 V.14.1 Adapun pedoman-pedoman yang digunakan sebagai acuan yaitu : - Peraturan Pembebanan Indonesia 1989 - Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain SNI 1727-2013 - Persyaratan Beton Strutural untuk Bangunan Gedung SNI 2847: 2013. - Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI-17262012. - Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI 031729-2002. METODOLOGI PENELITIAN Struktur bangunan dianalisa dengan pemodelan 3 dimensi. Pemodelan digambar dengan fasilitas grid yang disediakan oleh SAP 2000 v. 14.1.0 Advanced sesuai dengan ukuran gambar terlampir. Gambar 3.2 menunjukkan model 3D struktur pada SAP 2000 versi 14.1.0.
Lemahnya struktur akibat perencanaan struktur yang tidak mengacu pada kaidah perencanaan struktur tahan gempa serta lemahnya pengawasan pada saat pelaksanaan pekerjaan bangunan dapat mengakibatkan terjadinya kegagalan struktur. Berdasarkan hal tersebut, maka penelitian ini dibatasi sebagai berikut : a. Struktur yang dianalisis merupakan struktur beton bertulang pada gedung dalam hal ini pada elemen struktur balok. b. Peninjauan gempa dilakukan dengan menggunakan analisa gempa statik equivalen.
PEMBAHASAN MODEL STRUKTUR Pada tugas akhir ini data-data teknis yang digunakan dalam analisis berdasarkan Defailed Engineering Design ( DED) sebagai berikut : - Lokasi bangunan : KotaMakassar - Jenis bangunan : Perkantoran
- Konstruksi bangunan : Beton bertulang - Jenis tanah : Tanah lunak - Mutu Beton (fc’) : 20 MPa - Mutu Tulangan (fy) : 390 MPa - Dimensi struktur : Tinggi = 48,1 m Plat = 12 cm Balok = 40x60 cm Kolom Lt.Basemant-Lt. 4 :80x80 cm Kolom Lt.Basemant-Lt. 4 :80x80 cm Kolom Lt. 5 – Lt. 8 : 60x60 cm Kolom Lt. 9 – Lt.atap : 40x40cm Berikut gaya statik ekivalen yang bekerja pada setiap lantai, yang dapat di tabelkan sebagai berikut : Tabel 1 Gaya Statik Ekivalen Tiap Lantai
Tin gkat
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Ʃ
Wi (kg)
1.383.2 26,10 1.383.2 26,10 1.508.3 25,70 1.508.3 25,70 1.508.3 25,70 1.508.3 25,70 1.508.3 25,70 2.180.2 53,70 2.092.6 77,70 2.092.6 77,70 1.707.1 99,20 18.616. 830,30
FX
Hi ( m )
(kg)
44 ,5 40 ,5 36 ,5 32 ,5 28 ,4 24 ,5 20 ,5 16 ,5 12 ,5 9, 5 4, 5
94.00 7,80 85.55 7,66 84.08 1,15 74.86 6,78 65.42 2,05 56.43 8,03 47.22 3,66 54.94 1,64 39.95 0,57 27.16 6,39 11.73 2,95
Jum lah join tiap lant ai (n) 40 40 40 40 40 40 40 51 51 57 53
FX tiap joint (kg) Ara hX 100 %
Ara hY 30 %
235 0,2 213 8,94 210 2,03 187 1,67 163 5,55 141 0,95 118 0,59 107 7,29 783, 345 476, 603 221, 376
705 ,06 641 ,68 630 ,61 561 ,5 490 ,67 423 ,29 354 ,18 323 ,19 235 142 ,98 66, 413
Tabel 2 Rekapitulasi Beban Aksial dan
Maksimum Kolom Tipe Kolom Pn(max) (N) K1 80×80 8.649.056 K2 60×60 4.865.094 K2-1 60×60 4.865.094 K3 70×70 6.621.934 K3-1 70×70 6.621.934
Pn (N) 7.213.440 4.005.540 3.797.460 4.137.916,48 5.784.768,5
Tabel 3 Rekapitulasi Nilai Beban dan
momen Tipe Kolom
Pn (N)
Mn (Nm)
K1 80×80 K2 60×60 K2-1 60×60 K3 70×70 K3-1 70×70
7.213.440 4.005.540 3.797.460 4.137.916,48 5.784.768,5
4.519.126.810 1.875.692.685 1.605.272.874 1.178.300.323 2.962.183.831
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pembahasan pada Bab IV dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu: 1. Dari hasil analisa elemen struktur dengan analisa numerik, yang terlihat pada gambar dapat disimpulkan pada konstruksi struktur yang ada sekarang tidak terdapat kegagalan yang artinya struktur mampu memikul beban yang diberikan. 2. Kontrol dimensi kolom pada perhitungan dikategorikan aman. Hal ini dikarenakan nilai ρ yang diperoleh dalam analisis perhitungan tidak lebih besar dari ρmaks sehingga tidak perlu dilakukan revisi penampang. DAFTAR PUSTAKA
Peraturan Pembebanan Indonesia 1989. Badan Standar Nasional, Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain (SNI 1727:2013).
Badan Standar Nasional, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung dan Non Gedung (SNI 1726:2012). Badan Standar Nasional, Persyaratan Beton Strutural untuk Bangunan Gedung (SNI 2847:2013). Badan Standar Nasional, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002). Nawy, Edward G. 2010. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar. PT. Refika Aditama. Bandung. Chu-Kia Wang,Charles G. Salmon. 1990. Desain Beton Bertulang Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta. Sunggono KH. 1995. Buku Teknik Sipil, Nova. Bandung. Paz, M. 2004.Structural Dynamic Theory and Computation Fifth Edition. Spring
