ASSESSMENT STRUKTUR ATAS GEDUNG TIMBUL JAYA PLAZA KOTA MADIUN AKIBAT ALIH FUNGSI (Upperstructural Assessment of Timbul Jaya Plaza Building in Madiun City due to Change of Usage)
TESIS Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Gelar Magister Teknik
Disusun Oleh :
Rosyid Kholilur Rohman NIM. S 940907008
MAGISTER TEKNIK SIPIL KONSENTRASI TEKNIK REHABILITASI DAN PEMELIHARAAN BANGUNAN SIPIL PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2009 i
PERSETUJUAN TESIS ASSESSMENT STRUKTUR ATAS GEDUNG TIMBUL JAYA PLAZA KOTA MADIUN AKIBAT ALIH FUNGSI
DISUSUN OLEH :
Rosyid Kholilur Rohman NIM. S 940907008 Telah disetujui oleh Tim Pembimbing Jabatan
Nama
Tanda Tangan
Tanggal
Pembimbing I : SA Kristiawan, ST, MSc(Eng), PhD
…………….
…………….
Pembimbing II : Ir. Mukahar, MSCE
…………….
…………….
Mengetahui, Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil
Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS NIP. 131 476 674
ii
ASSESSMENT STRUKTUR ATAS GEDUNG TIMBUL JAYA PLAZA KOTA MADIUN AKIBAT ALIH FUNGSI
TESIS Disusun Oleh : ROSYID KHOLILUR ROHMAN S 940907008 Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Tesis Magister Teknik Sipil Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta pada 29 Januari 2009
Nama
Tanda Tangan
Tanggal
1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD
________________
______________
2. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS
________________
______________
3. SA Kristiawan, ST, MSc(Eng), PhD
________________
______________
4. Ir. Mukahar, MSCE
________________
______________
. 131 693 685 NIP. 132 163 509 Mengetahui, Direktur Program Pascasarjana UNS
Disahkan, Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil
Prof. Drs. Suranto, MSc, PhD NIP. 131 472 192
Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS NIP. 131 476 674
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Rosyid Kholilur Rohman
NIM
: S 940907008
dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang telah saya serahkan ini benar-benar merupakan karya saya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam daftar pustaka. Bila di kemudian hari terbukti pernyataan saya ini tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya peroleh dari tesis ini.
Surakarta,
Januari 2009
Yang Membuat Pernyataan
Rosyid Kholilur Rohman
iv
ABSTRAKSI
Rosyid Kholilur Rohman, 2009 Assessment Struktur Atas Gedung Timbul Jaya Plasa Kota Madiun, Tesis Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Gedung Timbul Jaya Plaza yang terletak di Jalan Pahlawan Madiun, sebelumnya merupakan milik Bank Harapan Sentosa (BHS). Gedung ini mengalami alih fungsi dari bank menjadi plaza. Perkuatan struktur telah dilakukan, namun masih diperlukan assessment untuk mengetahui kekuatannya. Penelitian difokuskan pada evaluasi kekuatan plat, balok dan kolom dengan mengacu pada SNI 2847 2002, penerapan beban gempa berdasar SNI 1726 2002, dan evaluasi kinerja struktur dengan pushover analysis. Hasil pengujian lapangan menunjukkan mutu beton fc 35 MPa dan mutu baja 390 MPa. Hasil analisis menunjukkan struktur plat cukup kuat setelah adanya perkuatan struktur dengan balok Castella, struktur balok dan kolom cukup kuat. Hasil evaluasi kinerja struktur menunjukkan kinerja batas layan dan ultimate memenuhi syarat SNI 1726 2002. Hasil analisis pushover menunjukkan bahwa gedung yang ditinjau termasuk dalam level kinerja Damage Control.
Kata kunci : alih fungsi, assessment, pushover analysis, damage control
v
ABSTRACT Rosyid Kholilur Rohman, 2009 Upperstructural Assessment of Timbul Jaya Plaza Building in Madiun City due to Change of Usage, Thesis, Civil Engineering Department, Sebelas Maret University Timbul Jaya Plaza building that located at Pahlawan street in Madiun city was belong to Bank Harapan Sentosa (BHS). This building usage changed from office to plaza. Structural building was strengthened but structural assessment must be done to know the strength. This research focused to evaluation of plate strength, beam and column based on SNI 2847 2002, earthquake load application based on SNI 1726 2002, and performance evaluation of structure by pushover analysis. Field observation result show quality of conrete fc’ 35 MPa and steel fy 390 MPa. Analysis result indicated that plate structure was strong enough after strengthening by castilized beam, beam and column structure were strong enough either. Structural performance evaluation result indicated that ultimate and serve boundary performance fulfill SNI 1726 2002 condition. Pushover analysis result indicated that observed building beeing categorized in Damage Control performance level.
Keyword : Change of Usage, Assessment, Pushover Analysis, Damage Control
vi
Kata Pengantar
Dengan mengucap syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tesis ini. Tesis ini akan berusaha membahas tentang assessment struktur atas bangunan gedung akibat alih fungsi, sehingga dapat menjadi second opinion terhadap struktur yang telah ada dan menjamin keamanan pengguna bangunan . Penulisan tesis ini merupakan salah satu persyaratan menempuh pendidikan Strata 2 (S2) di Magister Teknik Sipil UNS Surakarta, sehingga tesis ini menjadi evaluasi akhir pendidikan seorang mahasiswa. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Drs. Suranto, MSc, PhD selaku Direktur Program Pascasarjana UNS 2. Bapak Ir. Mukahar, MSCE selaku Dekan Fakultas Teknik dan dosen pembimbing 3. Ibu Prof.Dr. Ir. Sobriah, MS selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil 4. Bapak SA Kristiawan, ST, MSc (Eng), PhD selaku dosen pembimbing 5. Seluruh dosen dan karyawan Teknik Sipil UNS Surakarta 6. Keluarga, teman-teman dan seluruh pihak yang telah membantu. Penulis berusaha menyelesaikan penyusunan tesis ini dengan sebaik-baiknya, namun penulis juga menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna. Sumbangan saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan dalam memberikan kesempurnaan penyusunan tesis ini. Surakarta, Penyusun
vii
Januari 2009
DAFTAR ISI Halaman Judul
..........................................................................................................
i
Halaman Persetujuan ……………………………………………….………………..
ii
Halaman Pengesahan .................................................................................................
iii
Surat Pernyataan .........................................................................................................
iv
Abstraksi ......................................................................................................................
v
Kata Pengantar ............................................................................................................
vii
Daftar Isi .....................................................................................................................
viii
Daftar Tabel ................................................................................................................
xii
Daftar Gambar .............................................................................................................
xiii
Daftar Lampiran ..........................................................................................................
xv
BAB I
PENDAHULUAN .................................................................................
1
1.1 Latar Belakang....... ........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ...........................................................................
3
1.3 Batasan Masalah ..................... ......................................................
3
1.4 Tujuan ……. ..................................................................................
4
1.5 Manfaat ...... …......... ....................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA
....................................................................
5
2.1 Tinjauan Pustaka ....................... .....................................................
5
2.2 Evaluasi Kekuatan Struktur Yang Telah Berdiri .............................
8
2.2.1 Umum .............................. .........................................................
8
2.2.2 Uji Beban Langsung ...................................................................
9
2.3 Ketentuan Mengenai Kekuatan dan Kemampuan Layan ...............
12
2.3.1. Kuat Rencana ................................................................................
13
BAB II
viii
2.3.2. Kuat Perlu ....................................................................................
14
2.4 Ketentuan Perancangan Bangunan Tahan Gempa Untuk Gedung
16
2.4.1. Gempa Rencana dan Kategori Gedung ....................................
16
2.4.2. Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan .....................
17
2.4.3. Daktilitas Struktur Bangunan ....................................................
20
2.4.4. Kinerja Struktur Bangunan .......................................................
22
2.4.4.1.Kinerja Batas Layan .................................................................
22
2.4.4.2.Kinerja Batas Ultimate .............................................................
22
2.5. Analisis Beban Dorong (Static Pushover Analysis).......................
24
2.5.1. Capacity Spectrum Method ........................................................
28
2.5.1.1.Acceleration Displacement Response Spectrum (ADRS)...........
31
2.5.1.2. Kurva Kapasitas (Capacity Curve) ...........................................
33
2.5.1.3. Demand Spectrum .....................................................................
34
2.5.2. Titik Kinerja (Performance Point) .... ........................................
36
2.6. Perkembangan Peraturan Perencanaan Gedung di Indonesia .......
37
2.6.1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung
37
2.6.2. Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung
38
2.7. Analisis Kapasitas Komponen Struktur ........................................
39
2.7.1. Kapasitas Lentur Balok ..............................................................
39
2.7.2. Kolom ........................................................................................
40
2.7.3. Geser ..........................................................................................
42
2.8. Metode dan Material Perkuatan ....................................................
44
2.9. Balok Castella .........................................................................
46
ix
BAB III
METODOLOGI ..................................................................................
49
3.1 Pengumpulan Data............................................................................
49
3.2. Evaluasi kekuatan struktur berdasar SNI 2847 2002 dan SNI 1726
49
2002
BAB IV
3.2.1 Evaluasi Kekuatan Pelat ..................................................................
49
3.2.2. Pembebanan ...................................................................................
49
3.2.3. Analisis Struktur ..............................................................................
51
3.2.4 Evaluasi Kekuatan Balok ..............................................................
51
3.2.5 Evaluasi Kekuatan Kolom .............................................................
51
3.3. Analisis Perkuatan dengan Balok Anak WF Castella ..................
52
3.4. Evalusi struktur dengan Pushover Analysis ...................................
52
3.5. Diagram Alir Penelitian ................................................................
53
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................
54
4. 1.
Umum ........................................................................................
54
4. 2.
Data Lapangan.............. .............................................................
54
4.2.1. Mutu Beton .................................................................................
54
4.2.2. Mutu Baja ...................................................................................
56
4.2.3. Hasil Uji beban Langsung .......................................................
56
4. 3.
Evaluasi Struktur Plat .................................................................
57
4. 4.
Analisis Pembebanan .................................................................
58
4. 5.
Analisis Struktur ........................................................................
63
4. 6.
Evaluasi Kekuatan .....................................................................
65
4.9.1.
Evaluasi kekuatan Balok ...........................................................
65
4.9.2.
Evaluasi Kekuatan Kolom ........................................................
68
4. 7.
Evaluasi Perkuatan Struktur .......................................................
72
x
4. 8.
BAB V
Evaluasi Kinerja .........................................................................
73
4.8.1. Kinerja Batas Bangunan .............................................................
73
4.8.1.1 Kinerja Batas Layan ................................................................
73
4.8.1.2 Kinerja Batas Ultimate ............................................................
74
4.8.2. Analisis Pushover .........................................................................
75
4.8.2.1 Prosedur Analysis Pushover ....................................................
75
4.8.2.2 Hasil dan Pembahasan ...........................................................
81
PENUTUP
90
......................................................................................
5.1. Kesimpulan ......................................................................................
90
5.2. Saran ................................................................................................
90
Daftar Pustaka Lampiran
xi
Daftar Tabel
Tabel
2.1.
Faktor Reduksi Kekuatan untuk Desain .............................................
13
Tabel
2.2.
Faktor Reduksi Kekuatan untuk Evaluasi ..........................................
14
Tabel
2.3.
Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan
17
Tabel
2.4.
Parameter daktilitas struktur gedung
21
Tabel
2.5.
Nilai minimum SRA dan SRV
35
Tabel
2.6.
Tipe perilaku struktur
36
Tabel
2.7.
Perbandingan Kombinasi Beban menurut SNI 2847 baru dan lama
37
Tabel
2.8.
Perbandingan Faktor Reduksi Kekuatan q menurut SNI 2847 2002 dan
38
SNI 1992 Tabel
2.9
Perbandingan Rumus Beban Gempa Statik Ekivalen SNI baru dan
38
lama Tabel
2.10
Tegangan geser ijin untuk berbagai sudut pemotongan .....................
48
Tabel
4.1.
Data Hammer Test ………………………………………………….
55
Tabel
4.2.
Perhitungan momen plat lantai ground …………………………......
58
Tabel
4.3.
Distribusi Gaya Gempa Horisontal …………………………………
62
Tabel
4.4.
Perhitungan Momen Ultimate Balok ………………………………
67
Tabel
4.5.
Perhitungan Geser Ultimate Balok …………………………………
67
Tabel
4.6.
Analisis ∆s akibat gempa arah x ………………………………….
74
Tabel
4.7.
Analisis ∆s akibat gempa arah y ………………………………….
74
Tabel
4.8.
Analisis ∆m akibat gempa arah x …………………………………
75
Tabel
4.9.
Analisis ∆m akibat gempa arah y …………………………………..
75
Tabel
4.10
Evaluasi kinerja struktur sesuai ATC 40 ………………………
85
xii
Daftar Gambar Gambar 2.1.
Kurva Kapasitas ...............................................................................
24
Gambar 2.2.
Format standar menjadi format ADRS ............................................
31
Gambar 2.3
Proses konversi ke bentuk capacity spectrum ..................................
33
Gambar 2.4
Spektrum respon yang dalam format tradisional dan ADRS ...........
34
Gambar 2.5
Performance Point .......................................................... ..................
36
Gambar 2.6
Distribusi Tegangan dan Regangan Penampang Tulangan Tunggal
39
Gambar 3.1.
Flow Chart Penelitian ……………………………………………….
53
Gambar 4.1
Peta Wilayah Gempa Indonesia ........................................................
61
Gambar 4.2
Permodelan struktur gedung Timbul Jaya Plaza Madiun ..................
64
Gambar 4.3
Diagram Interaksi Kolom ..................................................................
70
Gambar 4.4
Kontur Tegangan Balok Castella ......................................................
72
Gambar 4.5
Input sendi default-PMM dan M3 .......................................................
76
Gambar 4.5
Input ”GRAV” case ............................................................................
77
Gambar 4.7
Input ”PUSH2” case ............................................................................
77
Gambar 4.8
Hasil running analisis pushover .........................................................
78
Gambar 4.9
Damped response spectrum …………………………………………
79
Gambar 4.10
Hasil transformasi kurva kapasitas ke spektrum kapasitas
79
Gambar 4.11
Hasil plot demand spectrum dengan nilai damping
80
Gambar 4.12
Hasil penggabungan demand spectrum dengan capacity spectrum
80
Gambar 4.13
Kurva kapasitas (pushover curve)
81
Gambar 4.14
Spektrum kapasitas (capacity spectrum)
83
Gambar 4.15
Titik kinerja (performance point)
84
Gambar 4.16
Terbentuknya sendi plastis pada step-1 pushover analysis
85
xiii
Gambar 4.17
Sendi plastis pada portal As B step pertama pushover analysis
86
Gambar 4.18
Sendi plastis pada step ke-100 pushover analysis
87
Gambar 4.19
Sendi plastis pada portal As-B step ke-100
88
xiv
Daftar Lampiran
Lampiran
A
Perhitungan Berat Bangunan Perhitungan Beban Gempa Perhitungan Waktu Getar Alami Fundamental
Lampiran
B
Perhitungan Pusat Massa Perhitungan Pusat Kekakuan
Lampiran
C
Perhitungan Evaluasi Kekuatan Plat Perhitungan Kapasitas Plat Bila Dilakukan Shotcrete
Lampiran
D
Perhitungan Kapasitas Balok Perhitungan Momen Kapasitas Balok Perhitungan Kapasitas Geser Balok Perhitungan Evaluasi Momen Kapasitas Balok Perhitungan Evaluasi Kapasitas Geser Balok Perhitungan Balok Castella
Lampiran
E
Analisis Pushover
Lampiran
F
Gambar
xv
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Seiring tuntutan kebutuhan manusia yang terus berkembang maka diperlukan infrastruktur penunjang yang memadai. Salah satu infrastruktur tersebut adalah gedung. Dalam pemenuhan kebutuhan infrastruktur gedung tersebut, tidak selamanya pembangunan gedung yang baru sebagai pilihan yang tepat. Efisiensi pemanfaatan gedung yang sudah ada dapat menjadi pilihan, diantaranya dengan mengalihfungsikan bangunan yang sudah ada untuk digunakan dengan fungsi yang baru. Gedung Timbul Jaya Plaza yang terletak di Jalan Pahlawan Madiun, sebelumnya merupakan milik Bank Harapan Sentosa (BHS). Gedung ini ketika baru dibeli tidak bisa langsung digunakan karena akan diadakan perubahan fungsi. Sebelumnya berfungsi untuk kantor bank kemudian beralih fungsi menjadi plaza. Berkait dengan terjadinya alih fungsi bangunan maka akan terjadi perubahan pembebanan pada bangunan tersebut. Masalah yang timbul adalah desain pembebanan ruang tersebut yang semula untuk kantor dengan beban hidup 250 kg/m2 akan berubah menjadi desain pembebanan untuk plaza 400 kg/m2. Oleh karena itu perlu dilakukan beberapa tahapan analisis, tahapan itu adalah analisa dalam keadaan existing dengan desain pembebanan yang baru. Apabila terdapat komponen struktur yang tidak memenuhi syarat kemudian dilakukan perkuatan struktur.
2
Selain adanya perubahan beban gravitasi, terdapat juga perubahan beban gempa. Hal ini perlu ditinjau mengingat gedung ini ketika dibangun mengacu pada Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung SKBI 1987. Sesuai dengan perkembangan maka saat ini telah diberlakukan SNI 03 1726 2002 tentang Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Gedung. Analisis ulang terhadap struktur pada studi kasus ini dititikberatkan pada kemampuan elemen struktur pelat, balok, dan kolom setempat akibat perubahan pembebanannnya. Hal ini dilakukan untuk memastikan apakah kondisi elemen struktur yang terpasang saat ini masih cukup mampu untuk menerima beban-beban yang bekerja pada saat seperti sekarang ini. Simulasi pembebanan yang bekerja pada struktur gedung ini meliputi beban-beban mati, beban hidup, dan gempa. Assessment terhadap struktur Timbul Jaya Plaza ini sebenarnya sudah dilakukan. Uji Beban Langsung dan Hammer Test dilakukan oleh Tim Laboratorium Beton dan Konstruksi Universitas Kristen Petra Surabaya. Dari Uji Beban Langsung tersebut diketahui beban maksimum yang mampu dipikul 320 kg/m2 dan dari hammer test didapat kuat tekan karakteristiknya 360 kg/cm2. Perhitungan struktur telah dilakukan oleh Sungkono Kristanto. Namun, di dalam analisisnya tidak dilakukan analisis beban gempa sesuai SNI 03 1726 2002. Perkuatan struktur yang dilakukan terhadap struktur Timbul Jaya Plaza yaitu dengan menambahkan balok anak WF Castella. Hal ini bertujuan untuk memperpendek bentang struktur sehingga memperkecil gaya-gaya dalam yang terjadi.
3
1.2. Rumusan Masalah Mencermati hal-hal dalam latar belakang di atas maka permasalahan dalam penyusunan tesis ini dapat dirumuskan sebagai berikut : Bagaimana kekuatan struktur Gedung Timbul Jaya Plaza setelah diadakan perkuatan pada pelat lantainya dengan penambahan balok anak ditinjau dari segi perubahan fungsi bangunan dan perubahan peraturan gempa?
1.3. Batasan Masalah Dalam penyusunan tesis ini akan dilakukan pembatasan-pembatasan sebagai berikut : 1. Peraturan struktur beton mengacu pada SNI 03 – 2847 – 2002 2. Peraturan gempa mengacu pada SNI 03-1726 - 2002 3. Peraturan pembebanan mengacu pada Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1989 4. Tidak melakukan analisis ekonomi 5. Tidak melakukan analisis struktur bawah
Lingkup pembahasan dalam penyususunan tesis ini adalah : 1. Evaluasi struktur berdasarkan SNI 2847 2002 dan SNI 17262002 a. Analisis Kekuatan Pelat Existing b. Analisis Pembebanan berdasarkan perubahan fungsi dan peraturan yang berlaku c. Analisis Struktur d. Evalusi Kinerja Batas Bangunan
4
e. Analisis Kekuatan Balok dan Kolom f. Analisis perkuatan dengan penambahan balok anak WF Castella 2. Evalusi kinerja struktur berdasarkan pushover analysis
1.4. Tujuan Adapun tujuan dari penyusunan tesis ini adalah mengetahui kekuatan struktur Gedung Timbul Jaya Plasa setelah diadaan perkuatan dengan penambahan balok anak
1.4. Manfaat Manfaat dari penyusunan tesis ini adalah sebagai second opinion terhadap perkuatan struktur yang telah ada serta menjamin keamanan bagi pengguna bangunan.
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1.
Tinjauan Pustaka Pemanfaatan gedung yang telah ada dapat dijadikan pilihan terhadap
semakin meningkatnya kebutuhan manusia akan prasarana gedung. Alih fungsi bangunan gedung adalah salah satu pemecahan terhadap masalah tersebut. Gedung kantor pusat Kaltim Industrial Estate (KIE) yang baru di daerah Kebon Sirih Jakarta merupakan contoh alih fungsi bangunan. Sebagaimana dimuat dalam Majalah Proyeksi edisi April 2005 , gedung tersebut sebelumnya merupakan milik PT Siemens. Gedung KIE tersebut ketika baru dibeli tidak bisa langsung digunakan karena akan diadakan penambahan lantai. Sebelumnya terdiri dari 4 lantai plus atap dak beton, diubah menjadi 6 lantai dengan penutup atap gelombang berbobot ringan dari bahan polycarbonat. Karena itu perlu dilakukan beberapa tahapan analisis, seperti yang dilakukan PT Gistama Investama terhadap gedung KIE yang baru. Seperti diuraikan Anwar Santoso, Senior Engineer Gistama, tahapan itu adalah analisa dalam keadaan existing, dengan beban gempa rencana. Setelah itu analisa dalam keadaan diupgrade juga dengan beban rencana gempa. Baru kemudian analisis setelah dilakukan perkuatan struktur. Analisis dalam keadaan existing dengan beban gempa rencana dilakukan dengan simulasi ulang keadaan existing dari bangunan tersebut. Diberikan beban gempa seusai dengan beban gempa rencana yang ada pada SNI 1726 2002.
6
Dari hasil pengamatan lapangan terhadap gedung KIE dan test ultrasonik, existing mutu beton yang ada cukup rendah, berkisar di K 175 (175 kg/cm2). Besi tulangan masih menggunakan baja polos dengan mutu baja U 24. Selimut beton sudah banyak terkikis dan banyak terdapat rongga (honey comb) pada beton. Adanya berat tambahan screed setebal 10 cm. Setelah melakukan analisis dalam keadaan struktur diupgrade, didapatkan hasil bahwa gedung masih bisa digunakan jika yang bekerja hanya beban statik tanpa adanya beban gempa. Tetapi ketika diberi beban dinamik berupa gempa, banyak terjadi keruntuhan pada kolomya. Ini karena besarnya gaya lateral yang tidak mampu ditahan kolom, sehingga bangunan menjadi tidak layak digunakan. Gaya geser yang terjadi pada lantai atas semakin membesar, baik terhadap arah melintang maupun membujur. Upaya pengurangan beban dan perkuatan struktur akhirnya dilakukan. Pembuangan raised floor (penebalan lantai) tidak berguna dapat mengurangi beban. Raised floor setebal kira-kira 10 cm di setiap lantai, terdapat di dua lantai bangunan. Penghematan beban beton setebal 0,20 m dikali berat beton per m3 (2400 kgf/m3) memungkinkan penambahan satu tingkat bangunan lagi di atas gedung ini. Kemudian dilakukan analisa ulang dengan beban rencana yang akan dipikul gedung (termasuk gaya gempa dan kombinasinya) seperti analisis sebelumnya. Selanjutnya, dengan menggunakan beberapa software bantu untuk perhitungan struktur seperti ETABS yang dikeluarkan oleh CSI Inc, maka dilakukan analisis pada kolom sehingga didapatkan suatu rasio antara beban dengan kapasitas kolom
7
yang bersangkutan. Pada keadaan service dengan beban gempa tanpa perkuatan, ternyata banyak kolom-kolom yang rasionya melebihi 1. Ini berarti kapasitas kolom tersebut terlampaui. Kesimpulannya, bangunan belum layak digunakan. Upgrade bangunan pun dilakukan. Lengan momen pada kolom ditambahkan agar kapasitasnya bertambah. Caranya dengan menambahkan tulangan untuk menahan kelebihan beban lateral. Hasilnya terdapat peningkatan momen pada kolom dari 225 KN m sebelumnya menjadi 350 KN m. Namun dalam pelaksanaan, ada banyak hal dan kendala yang perlu diantisipasi, seperti sulitnya pengecoran pada beton yang cukup tipis. Mau tidak mau, harus dilakukan dengan menggunan bahan beton encer/ cair. Diberikan tambahan additive bonding pada selimut beton kolom yang dikelupas dengan tujuan memberikan daya lekat antara beton lama dengan beton baru. Kajian mengenai alih fungsi bangunan pernah dilakukan oleh Christiawan (2007) terhadap perubahan fungsi ruang kelas menjadi ruang perpustakaan pada lantai II Gedung G Universitas Semarang. Dari hasil pengujian bahan yang dilakukan didapat fc’ existing 17,5 MPa dan fy existing 390 MPa. Hasil evaluasi kinerja struktur yang dilakukan didapatkan kinerja batas layan dan kinerja batas ultimate gedung memenuhi syarat SNI 1726 2002. Perkuatan lentur dan geser dengan penambahan Fiber Reinforced Polimer didapatkan mampu menambah kuat lentur dan kuat geser balok dan plat. Perkuatan lentur kolom dilakukan dengan penambahan tulangan, hasil analisis ulang menunjukkan dapat menambah kuat lentur kolom.
8
Tarigan (2007) dalam makalahnya yang berjudul ”Kajian Struktur Bangunan Di Kota Medan Terhadap Gaya Gempa Di Masa Yang Akan Datang” melakukan kajian bangunan tower 8 lantai yang disimulasikan dengan pembebanan gempa dengan SKBI 1987 dan SNI 1726 2002. Dari hasil kajian tersebut diketahui untuk masa yang akan datang gaya gempa yang dapat terjadi di Medan adalah 5 kali lebih besar dari sebelum tahun 1987 dan 1,67 kali lebih besar dari tahun 2002. Kelihatannya jika diikuti amplitudo gempa pada tahun 2007, maka struktur bangunan yang telah berdiri di Medan dengan perhitungan sebelum tahun 2007 (masih mengikuti Peta Gempa tahun 1987 dan 2002) kurang aman terhadap gempa. Agus, dkk (2006) melakukan kajian mengenai ketahanan struktur bangunan yang didesain dengan SKBI 1987 dibandingkan dengan SNI 1726 2002 di kota Padang. Dari hasil kajian tersebut diketahui displacement struktur yang dihitung dengan SKBI 1987 hanya 7% dibanding dengan perhitungan menggunakan SNI 1726 2002. Ada perbedaan yang cukup signifikan pada gaya aksial ( 83,93 % pada balok), gaya geser (271,16% pada kolom), dan momen (289,34 % pada kolom). Penulangan yang disyaratkan meningkat 3,04 % pada balok.
2. 2.
Evaluasi Kekuatan Struktur Yang telah Berdiri
2.2.1. Umum Evaluasi terhadap kekuatan struktur bangunan dapat dilakukan secara analisis ataupun dengan cara uji beban, atau dengan kombinasi analisis dan uji beban. Bila pengaruh defisiensi kekuatan struktur diketahui dengan baik dan bila dimensi struktur serta sifat bahan yang dibutuhkan untuk tujuan analisis dapat diukur nilainya, maka evaluasi kekuatan struktur secara analisis berdasarkan data
9
hasil pengukuran tersebut dianggap sudah memadai. Data yang diperlukan harus ditentukan sesuai dengan Butir 22.2. SNI 2847 2002. Bila pengaruh defisiensi kekuatan struktur tidak diketahui dengan baik atau bila dimensi struktur serta sifat bahan yang dibutuhkan untuk tujuan analisis tidak memungkinkan untuk diukur nilainya, maka uji beban harus dilakukan bila struktur tersebut diinginkan untuk tetap berfungsi. Bila keraguan terhadap keamanan struktur atau bagian struktur adalah terkait dengan penurunan kinerja struktur sebagai fungsi waktu, dan bila respon struktur selama uji beban ternyata masih memenuhi kriteria penerimaan, maka struktur atau bagian dari struktur tersebut boleh tetap digunakan untuk jangka waktu tertentu. Pemeriksaan secara berkala harus dilakukan jika dianggap perlu oleh konsultan penilai.
2.2.2. Uji Beban Langsung Perencanaan dan pelaksanaan uji-beban serta besarnya intensitas beban uji harus mengikuti ketentuan berikut: 1)
Jumlah dan pengaturan pola bentangan atau panel yang dibebani harus dipilih sedemikian rupa agar didapatkan nilai lendutan dan tegangan maksimum di daerah yang kritis dari komponen struktur yang kekuatannya diragukan. Penggunaan beberapa pola pembebanan harus dilakukan, bila pola pembebanan tunggal yang digunakan tidak akan menghasilkan secara bersamaan nilai maksimum respon struktur, seperti lendutan, puntir atau tegangan, yang diperlukan untuk membuktikan cukup tidaknya kekuatan struktur.
10
2)
Beban uji total, termasuk beban mati yang sudah ada pada struktur, tidak boleh kurang daripada 0,85(1,4D +1,7L). Pengurangan nilai L diizinkan sesuai dengan ketentuan yang berlaku (Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung).
3)
Uji-beban tidak boleh dilakukan terhadap struktur atau bagian struktur yang berumur kurang dari 56 hari. Namun, bila pemilik struktur bangunan, pemborong dan seluruh pihak yang terlibat menyetujui, maka uji beban tersebut boleh dilakukan pada umur yang lebih awal.
Prosedur pembebanan dan pengukuran respon struktur harus memenuhi ketentuan berikut: 1)
Bacaan nilai awal untuk setiap respon struktur yang diukur (seperti: lendutan, rotasi, regangan, slip, lebar retak) harus diperoleh dalam waktu tidak lebih dari satu jam sebelum pengaplikasian tahapan beban pertama. Pengukuran harus dilakukan pada lokasi dimana respon maksimum diharapkan akan terjadi. Pengukuran tambahan harus dilakukan bila diperlukan.
2)
Beban uji harus diaplikasikan dalam tidak kurang dari empat tahapan peningkatan beban yang sama.
3)
Beban uji merata harus diaplikasikan sedemikian untuk menjamin tercapainya keseragaman distribusi beban pada struktur atau bagian struktur yang diuji. Terjadinya kondisi lengkung dari beban uji harus dihindari.
11
4)
Rangkaian pengukuran respon struktur harus dilakukan pada setiap saat setelah tahapan pembebanan diaplikasikan, dan pada saat beban total telah diaplikasikan pada struktur selama tidak kurang dari 24 jam.
5)
Beban uji total harus segera dilepaskan setelah seluruh pengukuran respon yang didefinisikan di atas telah dilakukan.
6)
Rangkaian pengukuran akhir harus dilakukan pada 24 jam setelah beban uji dilepaskan.
Syarat penerimaan uji beban langsung sesuai SNI 2847 2002 adalah sebagai berikut : 1) Bagian struktur yang diuji beban tidak boleh memperlihatkan tandatanda kegagalan/keruntuhan. Retak-belah dan pecah pada bagian beton yang tertekan dapat dianggap sebagai indikasi kegagalan/keruntuhan. 2) Lendutan maksimum terukur harus memenuhi salah satu dari kondisi berikut: Lendutan maksimum terukur:
maks t2 / 20.000 h ……….. ..(2.1)
Lendutan permanen terukur:
r,maks maks / 4 .......................(2.2)
Bila lendutan maksimum dan lendutan permanen yang terukur tidak memenuhi persamaan 2.1 dan 2.2, maka uji-beban dapat diulang. Uji-beban-ulang tidak boleh dilakukan lebih awal dari 72 jam setelah pelepasan beban-uji yang pertama. Bagian dari struktur yang diuji ulang dianggap memenuhi persyaratan bila lendutan permanen memenuhi kondisi berikut: Lendutan permanen
r,maks f, maks / 5 .............................(2.3)
12
dimana f,maks adalah lendutan maksimum yang diukur selama uji-beban kedua relatif terhadap posisi struktur pada saat awal uji-beban kedua. 3)
Komponen struktur yang diuji-beban tidak boleh memperlihatkan retakan yang menunjukkan terjadinya awal dari keruntuhan geser.
4)
Pada daerah komponen struktur yang tidak dipasangi tulangan transversal (geser), timbulnya retak struktur yang membentuk sudut terhadap sumbu longitudinal dan mempunyai proyeksi horizontal yang lebih panjang dari tinggi penampang di titik tengah retakan, harus dievaluasi lebih lanjut.
5)
Pada daerah penjangkaran dan sambungan lewatan, timbulnya sekumpulan retak pendek miring atau datar di sepanjang sumbu tulangan, harus dievaluasi lebih lanjut.
Untuk menjamin keamanan uji beban langsung, ketentuan yang harus dipenuhi 1) Uji beban harus dilaksanakan sedemikian rupa hingga keamanan jiwa dan konstruksi selama pengujian berlangsung dapat terjamin. 2) Tindakan pengamanan yang diambil tidak boleh mengganggu jalannya uji beban atau mempengaruhi hasil pengujian tersebut.
2.3. Ketentuan Mengenai Kekuatan dan Kemampuan Layan Menurut SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 11.1(1) struktur dan komponen struktur harus direncanakan hingga semua penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor yang sesuai dengan ketentuan.
13
2.3.1. Kuat Rencana Kuat rencana suatu komponen struktur menurut SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 11.3 (1) adalah hasil kali kuat nominal dengan suatu faktor reduksi kekuatan . Nilai merupakan angka keamanan yang memperhitungkan penyimpangan terhadap kuat bahan, pengerjaan, ukuran dan pelaksanaan. Menurut SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 11.3 (2) faktor reduksi kekuatan untuk desain sebagaimana tabel berikut. Tabel 2.1. Faktor Reduksi Kekuatan untuk Desain Beban Yang Bekerja
lentur, tanpa beban aksial
0,8
tarik aksial, dan tarik aksial dengan lentur
0,8
tekan aksial dan tekan aksial dengan lentur : komponen dengan tulangan spiral
0,70
komponen lain
0,65
geser dan/atau puntir
0,75
Sumber : SNI 2847 2002
Bila
dimensi dan sifat fisik bahan yang diperlukan ditentukan melalui
pengukuran dan pengujian, dan bila perhitungan dapat dilakukan sesuai dengan ketentuan, maka faktor reduksi kekuatan yang berlaku boleh diperbesar, tetapi faktor reduksi kekuatan tersebut tidak boleh melebihi nilai berikut:
14
Tabel 2.2. Faktor Reduksi Kekuatan untuk Evaluasi Beban Yang Bekerja
lentur, tanpa beban aksial
0,9
tarik aksial, dan tarik aksial dengan lentur
0,9
tekan aksial dan tekan aksial dengan lentur : komponen dengan tulangan spiral
0,80
komponen lain
0,75
geser dan/atau puntir
0,80
tumpuan pada beton
0,75
Sumber : SNI 2847 2002
2.3.2. Kuat Perlu Kuat perlu U pada suatu komponen struktur adalah kekuatan yang terjadi akibat beban dikalikan dengan faktor beban. Faktor beban tersebut merupakan angka keamanan yang memperhitungkan kelebihan beban akibat penggunaan fungsi bangunan. Menurut SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 11.2 kuat perlu U dan faktor beban adalah : 1)
Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan U = 1,4 D ........................................................................................... (2.4)
Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, beban atap A atau beban hujan R paling tidak sama dengan persamaan :
15
U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) .................................................. (2.5) 2)
Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus ditinjau untuk menentukan nilai U yang terbesar, yaitu: U = 1,2 D + 0,5 L + 1,6 W + 0,5 (A atau R) ..................................... (2.6) di mana kombinasi beban harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya, dan U = 0,9 D + 1,6 W
3)
.................................................. .....................
(2.7)
Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa (E) harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai: U = 1,2 D + 1,0 L 1,0 E .........................................................................(2.8) atau U = 0,9 D 1,0 E
...................................................................................(2.9)
dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI-03-1726-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung, atau penggantinya.
16
2.4. Ketentuan Perancangan Bangunan Tahan Gempa Untuk Gedung Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Gedung SNI 1726 2002 mengatur mengenai perancangan ketahanan gempa untuk gedung. 2.4.1. Gempa rencana dan kategori gedung Akibat pengaruh Gempa Rencana, struktur gedung secara keseluruhan harus masih berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan. Gempa Rencana ditetapkan mempunyai perioda ulang 500 tahun, agar probabilitas terjadinya terbatas pada 10% selama umur gedung 50 tahun. Untuk berbagai kategori gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung dan umur gedung tersebut yang diharapkan, pengaruh Gempa Rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan I menurut persamaan : I
=
I1 I2
(2.10)
di mana I1 adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung, sedangkan I2 adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. Faktor-faktor Keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan menurut Tabel 2.3.
17
Tabel 2.3. Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan Faktor Keutamaan
Kategori gedung I1
I2
I
Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan dan perkantoran
1,0
1,0
1,0
Monumen dan bangunan monumental
1,0
1,6
1,6
Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi.
1,4
1,0
1,4
Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun.
1,6
1,0
1,6
Cerobong, tangki di atas menara
1,5
1,0
1,5
Catatan : Untuk semua struktur bangunan gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan sebelum berlakunya Standar ini maka Faktor Keutamaam, I, dapat dikalikan 80%.
2.4.2 Struktur gedung beraturan dan tidak beraturan Struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan, apabila memenuhi ketentuan sebagai berikut : - Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 m.
18
- Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut. - Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut. - Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban lateral yang arahnya saling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu utama ortogonal denah struktur gedung secara keseluruhan. - Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatan bidang muka dan kalaupun mempunyai loncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari 75% dari ukuran terbesar denah struktur bagian gedung sebelah bawahnya. Dalam hal ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkat tidak perlu dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka. - Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan, tanpa adanya tingkat lunak. Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu tingkat, di mana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata-rata 3 tingkat di atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateral suatu tingkat adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan satu satuan simpangan antar-tingkat.
19
- Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya setiap lantai tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% dari berat lantai tingkat di atasnya atau di bawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak perlu memenuhi ketentuan ini. - Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila perpindahan tersebut tidak lebih dari setengah ukuran unsur dalam arah perpindahan tersebut. - Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang atau bukaan yang luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai tingkat. Kalaupun ada lantai tingkat dengan lubang atau bukaan seperti itu, jumlahnya tidak boleh melebihi 20% dari jumlah lantai tingkat seluruhnya.
Untuk struktur gedung beraturan, pengaruh Gempa Rencana dapat ditinjau sebagai pengaruh beban gempa statik ekuivalen, sehingga menurut Standar ini analisisnya dapat dilakukan berdasarkan analisis statik ekuivalen. Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan di atas, ditetapkan sebagai struktur gedung tidak beraturan. Untuk struktur gedung tidak beraturan, pengaruh Gempa Rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa dinamik, sehingga analisisnya harus dilakukan berdasarkan analisis respons dinamik.
20
2.4.3 Daktilitas struktur bangunan Faktor daktilitas struktur gedung adalah rasio antara simpangan maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan m dan simpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama y, yaitu :
1,0
m m y
(2.11)
Dalam persamaan (2.11) = 1,0 adalah nilai faktor daktilitas untuk struktur gedung yang berperilaku elastik penuh, sedangkan m adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung yang bersangkutan. Apabila Ve adalah pembebanan maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana yang dapat diserap oleh struktur gedung elastik penuh dalam kondisi di ambang keruntuhan dan Vy adalah pembebanan yang menyebabkan pelelehan pertama di dalam struktur gedung, maka dengan asumsi bahwa struktur gedung daktail dan struktur gedung elastik penuh akibat pengaruh Gempa Rencana menunjukkan simpangan maksimum
m yang sama dalam kondisi di ambang
keruntuhan, maka berlaku hubungan sebagai berikut :
Vy
Ve
di mana adalah faktor daktilitas struktur gedung.
(2.12)
21
Apabila Vn adalah pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan struktur gedung, maka berlaku hubungan sebagai berikut :
Vn
Vy f1
Ve R
(2.13)
di mana f1 adalah faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur gedung dan nilainya ditetapkan sebesar :
f1 1,6
(2.14)
dan R disebut faktor reduksi gempa menurut persamaan :
1,6 R f1 R m
(2.15)
Tabel 2.4. Parameter daktilitas struktur gedung Taraf Kinerja Struktur Gedung Elastik penuh
Daktail parsial
Daktail penuh Sumber : SNI 1726 2002
R
1,0
1,6
1,5
2,4
2,0
3,2
2,5
4,0
3,0
4,8
3,5
5,6
4,0
6,4
4,5
7,2
5,0
8,0
5,3
8,5
22
Dalam persamaan di atas R = 1,6 adalah faktor reduksi gempa untuk struktur gedung yang berperilaku elastik penuh, sedangkan Rm adalah faktor reduksi gempa maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur yang bersangkutan.
2.4.4. Kinerja Struktur Gedung 2.4.4.1. Kinerja Batas Layan Kinerja
batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-
tingkat akibat pengaruh Gempa Rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan non-struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh Gempa Nominal yang telah dibagi Faktor Skala. Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui
0,03 kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, R
bergantung yang mana yang nilainya terkecil.
2.4.4.2. Kinerja Batas Ultimit Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat
23
menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antargedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi). Simpangan dan simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali sebagai berikut : - untuk struktur gedung beraturan : = 0,7 R
(2.16)
- untuk struktur gedung tidak beraturan :
0,7 R Faktor Skala
(2.17)
di mana R adalah faktor reduksi gempa struktur gedung tersebut dan Faktor Skala adalah seperti yang ditetapkan :
Faktor Skala
0,8.Vi 1 Vt
(2.18)
Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.
24
2.5. Analisis Beban Dorong Statik (Static Push Over Analysis) Analisis beban dorong statik (static push over analysis) adaah suatu cara analisis statik dua dimensi atau tiga dimensi linier dan non-linier, di mana pengaruh Gempa Rencana terhadap struktur gedung dianggap sebagai beban-beban statik yang menangkap pada pusat massa masing-masing lantai, yang nilainya ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan yang menyebabkan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur gedung, kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk elasto-plastis yang besar sampai mencapai kondisi di ambang keruntuhan.
Gaya geser dasar, V (kg)
atap
Perpindahan atap, atap (m)
V
Gambar 2.1. Kurva Kapasitas Dari hasil analisis pushover akan didapatkan kurva kapasitas yang menunjukkan hubungan antara gaya geser dasar terhadap peralihan, yang memperlihatkan perubahan perilaku struktur dari linear menjadi non-linear, berupa penurunan kekakuan yang diindikasikan dengan penurunan kemiringan kurva akibat terbentuknya sendi plastis pada balok dan kolom. Analisis beban dorong ini dilakukan secara terpisah untuk masing-masing arah sumbu lemah dan kuat gedung (Christiawan, 2007)
25
Menurut Lumantarna (2007), kurva kapasitas yang didapatkan dari analisis pushover menggambarkan kekuatan struktur yang besarnya sangat tergantung dari kemampuan momen-deformasi dari masing-masing komponen struktur. Cara termudah untuk membuat kurva ini adalah dengan mendorong struktur secara bertahap dan mencatat hubungan antara gaya geser dasar (base shear) dan perpindahan atap akibat beban lateral yang dikerjakan pada struktur dengan pola pembebanan tertentu (Gambar 2.1). Pola pembebanan umumnya berupa respon ragam-1 struktur (atau bisa juga berupa beban statik ekivalen) berdasarkan asumsi bahwa ragam struktur yang dominan adalah ragam-1. Hal ini berlaku untuk bangunan yang memiliki periode fundamental struktur yang relatif kecil. Untuk bangunan yang lebih fleksibel dengan periode struktur yang lebih besar, perencana sebaiknya memperhitungkan pengaruh ragam yang lebih tinggi . Tujuan analisis pushover adalah untuk memperkirakan gaya maksimum dan deformasi yang terjadi serta memperoleh informasi bagian mana saja yang kritis. Selanjutnya dapat diidentifikasi bagian-bagian yang memerlukan perhatian khusus untuk pendetailannya. Cukup banyak studi yang menunjukkan bahwa analisis statik pushover dapat memberikan hasil yang mencukupi untuk bangunan regular dan tidak tinggi. Menurut Dewobroto (2006) analisis pushover dapat digunakan sebagai alat bantu perencanaan tahan gempa, asalkan menyesuaikan dengan keterbatasan yang ada. Keterbatasan-keterbatasan tersebut adalah : a.
hasil analisis pushover masih berupa pendekatan, karena bagaimanapun juga perilaku gempa yang sebenarnya adalah bersifat bolak-balik melalui suatu
26
siklus tertentu, sedangkan sifat pembebanan pada analisis pushover adalah statik monotonik b.
pemilihan pola beban lateral yang digunakan dalam analisis adalah sangat penting
c.
Untuk membuat model analisis nonlinear akan lebih rumit dibanding dengan analisis linear. Model tersebut harus memperhitungkan karakteristik inelastik beban deformasi dari elemen-elemen yang penting dan efek P-.
Menurut ATC 40 1997, terdapat 2 metode untuk menentukan demand, yaitu : a. Capacity Spectrum Method
Merupakan metode iterative yang bertujuan untuk menentukan lokasi titik performance struktur dengan kapasitas yang ada dan demand yang diminta.
Lokasi performance point harus memenuhi 2 kriteria, yaitu : -
Berada pada kurva spektrum kapasitas.
-
Berada pada kurva demand spectral yang telah direduksi dari keadaan elastis (damping 5%).
Ada 3 macam prosedur yang dapat dipilih, yaitu, yaitu : -
Prosedur A: Paling mudah digunakan dalam spreadsheet dan paling mudah dipahami, merupakan cara analitis berdasarkan rumusan-rumusan tertentu.
27
-
Prosedur B : Penyederhanaan bilinier pada kurva kapasitas sehingga cara ini relatif sedikit iterasinya tetapi kurang jelas jika dibandingkan prosedur A.
-
Prosedur C : Cara grafis sehingga paling tepat untuk penyelesaian manual tanpa spreadsheet tetapi paling tidak jelas diantara ke 3 prosedur yang ada.
b. Displacement Coefficient Method. Metode dengan proses numerik langsung dalam menghitung displacement demand sehingga tidak perlu mengkonversi kurva kapasitas ke dalam koordinat spectral. Prosedur analisis pushover cukup sederhana yaitu memberikan beban statis arah lateral pada suatu struktur. Beban kemudian ditingkatkan secara bertahap (incremental) sampai struktur mencapai target perpindahan (displacement) tertentu. Dari hasil analisa diambil nilai-nilai perpindahan di puncak struktur (roof displacement) dan daya geser dasar (base shear) yang kemudian dipetakan sebagai kurva kapasitas dari struktur tersebut. Disamping itu dari analisis pushover ini juga diperlihatkan secara visual perilaku struktur dari saat kondisi masih elastis kemudian memasuki perilaku plastis sampai akhirnya terjadi keruntuhan pada elemen-elemen strukturnya.
28
Prosedur perhitungan dengan analisis pushover berdasarkan ATC 40 (1997) adalah sebagai berikut : 1.
Dibuat model analitik struktur yang akan dianaliis secara 2 dimensi atau 3 dimensi,
2.
Ditentukan suatu kriteria kinerja (performance), seperti batas ijin simpangan pada lantai atap pada titik sendi tertentu
3.
Struktur dibebani dengan gaya gravitasi sesuai beban rencana
4.
Struktur kemudian juga dibebani dengan beban gempa statis ekivalen yang ditambahkan secara berangsur-angsur. Pola pembebanan ditentukan sesuai peraturan yang berlaku
5.
Ditentukan titik kontrol untuk memantau perpindahan khususnya pada respon puncak struktur.
6.
Selanjutnya struktur didorong (push) dengan pola pembebanan, yang telah ditentukan sebelumnya secara bertahap (incremental) sampai mencapai batas ijin simpangan atau mencapai keruntuhan yang direncanakan
7.
Digambarkan kurva hubungan gaya geser dasar (base shear) vs perpindahan terkontrol (controlled displacement). Kurva inilah yang disebut kurva kapasitas, dari sini dapat dilihat kejadian-kejadian untuk kriteria performance yang berbeda.
2.5.1 CAPACITY SPECTRUM METHOD Salah satu varian metode statis nonlinier yang banyak diadopsi dan direkomendasikan oleh standar desain adalah Metode Spektrum Kapasitas (Capacity Spectrum Method, CSM).
Metode ini sering kali disebut metode
29
pushover karena dalam aplikasinya, digunakan analisis beban dorong statis nonlinier (nonlinear static pushover analysis), dimana struktur didorong secara bertahap hingga beberapa komponen struktur mengalami leleh dan berdeformasi inelastis. Hubungan antara perpindahan lateral lantai atap dan gaya geser dasar digambarkan dalam suatu kurva yang menggambarkan kapasitas struktur dan dinamakan kurva kapasitas (capacity curve). Untuk mengetahui perilaku struktur yang ditinjau terhadap intensitas gempa yang diberikan, kurva kapasitas ini kemudian dibandingkan dengan tuntutan (demand) kinerja yang berupa response spectrum berbagai intensitas (periode ulang) gempa. Capacity spectrum method menyajikan secara grafis dua buah grafik yang disebut
spektrum,
yaitu
spektrum
kapasitas
(capacity
spectrum)
yang
menggambarkan kapasitas struktur berupa hubungan gaya dorong total (base shear) dan perpindahan lateral struktur (biasanya ditetapkan di puncak bangunan), dan spektrum demand yang menggambarkan besarnya demand (tuntutan kinerja) akibat gempa dengan periode ulang tertentu Spektrum kapasitas didapatkan dari kurva kapasitas (capacity curve) yang diperoleh dari analisis pushover. Karena kurva kapasitas merupakan hubungan antara gaya dorong total yang diberikan ke suatu struktur berderajat kebebasan banyak (multi-degree-of-freedom-system, MDOF) terhadap perpindahan yang dipilih sebagai referensi (umumnya puncak bangunan) sedangkan spektrum demand dibuat untuk struktur dengan kebebasan satu (single-degree-of-freedomsystem, SDOF), maka kurva kapasitas dengan cara tertentu harus diubah menjadi spektrum kapasitas dengan satuan yang sama dengan spektrum demand. Spektrum demand didapatkan dengan mengubah spektrum respons yang biasanya dinyatakan
30
dalam spektral kecepatan, Sa, dan Periode, T, menjadi format spektral percepatan, Sa, dan spektral perpindahan, Sd. Format yang baru ini disebut AccelerationDisplacemet Response Spectra (ADRS). Kurva kapasitas yang merupakan produk dari pushover dinyatakan dalam satuan gaya (kg) dan perpindahan (m), sedangkan demand spectrum memiliki satuan percepatan (m/detik2) dan perpindahan (m). Satuan dari kedua kurva tersebut perlu diubah dalam format yang sama, yaitu spektral percepatan, Sa, dan spektral perpindahan, Sd, agar dapat ditampilkan dalam satu tampilan.. Penyajian secara grafis dapat memberikan gambaran yang jelas bagaimana sebuah bangunan merespon beban gempa. Perencana dapat membuat berbagai skenario kekuatan struktur (dengan cara mengganti kekakuan dari beberapa komponen struktur) dan melihat kinerjanya akibat beberapa level demand yang dikehendaki secara cepat dalam satu grafik. Titik kinerja merupakan perpotongan antara spektrum kapasitas dan spektrum demand. Dengan demikian titik kinerja merupakan representasi dari dua kondisi, yaitu: 1) karena terletak pada spektrum kapasitas, merupakan representasi kekuatan struktur pada suatu nilai perpindahan tertentu, 2) karena terletak pada kurva demand, menunjukkan bahwa kekuatan struktur dapat memenuhi demand beban yang diberikan. Konsep desain kinerja struktur metode spektrum kapasitas pada dasarnya merupakan prosedur yang dilakukan untuk mendapatkan peralihan aktual struktur gedung. Peralihan aktual yang didapat dari hasil tersebut menunjukkan besar simpangan atap struktur. Perbandingan antara simpangan atap struktur terhadap tinggi total struktur menunjukkan kinerja struktur.
31
2.5.1.1. Acceleration-Displacement Response Spectrum (ADRS) Format ADRS merupakan konversi sederhana dari kurva hubungan gaya geser dasar dengan perpindahan lateral titik kontrol dengan menggunakan properti dinamis sistem dan hasilnya disebut sebagai kurva kapasitas struktur. Format ADRS ini adalah gabungan antara acceleration displacement response spectrum dimana absis merupakan acceleration (Sa) dan ordinat merupakan displacement (Sd) sedangkan periode T adalah garis miring dari pusat sumbu. Format standar menjadi format ADRS disajikan pada Gambar.2.2.
Gambar 2.2.. Format standar menjadi format ADRS
32
Konversi kurva hasil analisis pushover ke dalam format ADRS tersebut menggunakan persamaan sebagai berikut: Modal participation factor mode 1: n w1.i1 g PF1 n i 1 2 ( w1.i1 ) g i 1
.......................................................................................(2.19)
Modal mass coefficient mode 1: n w1.i1 g .........................................................................(2.20) 1 n i 1 n w1 ( w1.i1 ) 2 g g i 1 i 1
Spectrum acceleration: V S a W .......................................................................................................(2.21) 1
Spectrum displacement:
Sa
roof PF1.roof ,1
...............................................................................................(2.22)
dengan: PFi
= modal participation factor untuk mode pertama
αi
= modal mass coefficient untuk mode pertama
Sa
= spectral acceleration
Sd
= spectral displacement
i1
= amplitude untuk mode pertama
33
V
= gaya geser
W
= beban mati bangunan ditambah beban hidup
∆roof = roof displacement
2.5.1.2. Kurva Kapasitas (Capacity Curve) Fokus dari penyederhanaan analisis nonlinier adalah kurva kapasitas (pushover curve). Kurva tersebut menampilkan hubungan antara gaya geser dasar (base shear) versus perpindahan titik acuan pada atap (roof displacement). Pada metode spektrum kapasitas, kurva pushover dengan modifikasi tertentu diubah menjadi spektrum kapasitas (capacity spectrum). Proses konversi ke bentuk spektrum kapasitas disajikan pada Gambar 2.3.
V
Capacity Curve
Capacity Spectrum Spectral Acc, Sa
Gaya geser dasar, V (kN)
atap
Perpindahan atap, atap (m)
Spectral Disp, Sd
Gambar 2.3. Proses konversi Capacity curve ke bentuk capacity spectrum
34
2.5.1.3. Demand Spectrum Demand spectrum merupakan hasil dari response spectrum dalam bentuk ADRS yang dimodifikasi dengan memasukkan pengaruh effective damping yang terjadi akibat terbentuknya sendi plastis. Demand spectrum didapatkan dari spektrum respons elastis yang pada umumnya dinyatakan dalam satuan percepatan, Sa (m/detik2) dan periode struktur, T (detik). Sama halnya dengan kurva kapasitas, spektrum respons ini juga perlu diubah dalam format ADRS menjadi spektrum demand. Gambar 2.4.menunjukkan spektrum yang sama yang ditampilkan dalam format tradisional (Sa dan T) dan format ADRS (Sa dan Sd). Pada format ADRS, periode struktur yang sama merupakan garis lurus radial dari titik nol. Hubungan antara Sa, Sd, dan T, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Sd Sa
(2.23)
T 2 ) Sa 2
(2.24)
T 2
Sd (
T1 T2 Periode, T (detik) Spektrum tradisional (Sa vs T)
T3
Spektral percepatan, Sa (m/det2)
Spektral percepatan, Sa (m/det2)
T1 T2 T3
Spektral perpindahan, Sd (m) Spektrum ADRS (Sa vs Sd)
Gambar 2.4. Spektrum respon yang dalam format tradisional dan ADRS
35
Pada gambar 2.4 terlihat bahwa hasil grafik response spektrum dalam format standar harus diubah terlebih dahulu menjadi grafik response spektrum dalam format ADRS. Kemudian dalam mendapatkan kurva kebutuhan (demand spektrum), respons spektrum dalam format ADRS ini direduksi dengan suatu konstanta. Untuk respons spektrum dengan percepatan yang konstan direduksi dengan SRA, sedangkan respon spektrum dengan kecepatan yang konstan direduksi dengan SRv dimana
S RA
S Rv
63,7 K (ay.dpi dy.api ) 5 3,21 0,68. ln api.dpi 2 , 12 63,7 K (ay.dpi dy.api ) 5 2,31 0,41. ln api.dpi 1,65
(2.25)
(2.26)
atau dapat ditulis dalam bentuk yang lebih sederhana : 3,21 0,68. ln eff S RA 2,12 2,31 0,41. ln eff S Rv 1,65
(2.27) (2.28)
Nilai SRA dan SRv tersebut harus lebih besar dari table 2.5, sedang tipe-tipe perilaku struktur dapat dilihat pada tabel 2.6. Tabel 2.5. Nilai Minimum SRA dan SRV Tipe Perilaku struktur
SRA
SRV
A
0,33
0,5
B
0,44
0,56
C
0.56
0,67
36
Tabel 2.6. Tipe Perilaku Struktur Shaking Duration
Essentially New
Average Existing
Poor Existing
Building
Building
Building
Short
A
B
C
Long
B
C
C
Sumber : ATC 40 1997
2.5.2. Titik Kinerja (Performance Point) Titik kinerja adalah suatu titik dimana kapasitas struktur sesuai demand dari gaya gempa. Kinerja (performance) suatu struktur bangunan dapat diketahui berdasarkan lokasi titik-titik kinerja struktur tersebut. Performance point diperoleh dengan melakukan plot demand spectrum dengan nilai damping 5% sesuai dengan kondisi tanah dan wilayah gempa, kemudian menggabungkan demand spectrum dengan capacity spectrum sehingga diperoleh titik perpotongan antara capacity spectrum dengan demand spectrum (Gambar 2.5).
Sa
Demand spectrum Performance point Capacity spectrum
Sd Gambar 2.5. Performance Point
37
Setelah performance point diperoleh, dapat diketahui nilai simpangan antar tingkat dan posisi sendi plastis untuk berbagai periode ulang gempa. Selain itu dapat ditentukan tingkat kinerja struktur dari simpangan antar tingkat berbagai periode ulang gempa. Analisis statik non-linear pushover dilakukan dengan bantuan program analisis struktur ETABS versi 9.0.
2.6. Perkembangan Peraturan Perencanaan Gedung di Indonesia 2.6.1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung Kombinasi Beban Ketentuan disain gempa SNI 2847 memakai dasar disain kekuatan batas dan bukan disain tingkat layan (elastis). Perbandingan antara kombinasi beban SNI 2847 2002 dan 1992 dapat dilihat di tabel 2.7. dan sedang reduksi kekuatan pada tabel 2.8. Tabel 2.7. Perbandingan Kombinasi Beban menurut SNI 2847 baru dan lama SNI 2847 2002
SNI 2847 1992
1,4 D 1,2 D +1,6 L +0.5 (A atauR)
1,2 D + 1,6 L
1,2 D +1,0 L + 1,6 W +0.5 (A atauR)
0,75 (1,2 D + 1,6 L + 1,6 W)
0,9 D + 1,6 W
0,9 D + 1,3 W
1,2 D + 1,0 L + 1,0 E
1,05 (D+L+E )
0,9 D+ 1,0 E
0,9 (D +E )
Beban gempa nominal E dalam kombinasi beban di SNI 2847 ini, memakai beban berfaktor = 1,0 karena E adalah beban ultimate.
38
Tabel 2.8. Faktor Reduksi Kekuatan menurut SNI 2847 2002 dan SNI 1992 Beban Yang Bekerja
SNI 2002
SNI 1992
lentur, tanpa beban aksial
0,8
0,8
tarik aksial, dan tarik aksial dengan lentur
0,8
0,8
komponen dengan tulangan spiral
0,70
0,70
komponen lain
0,65
0,65
geser dan/atau puntir
0,75
0,6
tekan aksial dan tekan aksial dengan lentur :
2.6.2. Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung Rumus perhitungan gaya geser nominal (V) menurut SNI 1726 2002 berbeda dengan SKBI 1987 seperti diperlihatkan di Tabel 2.7 dibawah ini. Tabel 2.9. Rumus Beban Gempa Statik Ekivalen SNI baru dan SKBI 1987 SNI 1726 2002
SKBI 1987
V = (C1 I Wt )/R
V = C I K Wt
C1: Faktor respons gempa
C : Faktor gempa dasar
I : Faktor keutamaan
I : Faktor keutamaan
R : Fakto reduksi gempa
K : Faktor Jenis Struktur
W : Berat total Bangunan
W : Berat total Bangunan
39
2.7. Analisis Kapasitas Komponen Struktur 2.7.1 Kapasitas Lentur Balok Analisis penampang beton bertulangan tunggal yaitu dengan tulangan tarik saja didasarkan pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.6. Distribusi Tegangan dan Regangan Penampang Tulangan Tunggal
Dari gambar 2.6 tersebut ditentukan resultan gaya dalam tarik baja T adalah T = As. fy
(2.29)
dengan: As = luas tulangan tarik , fy = tegangan tarik baja Resultan gaya dalam tekan beton C adalah C = 0,85 fc' .a .b
(2.30)
Dengan : a
= tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekivalen ;
b
= lebar penampang
fc' = tegangan tekan beton Jarak antara resultan gaya-gaya dalam dan merupakan lengan momen, sebesar z = d-a/2 d = tinggi efektif ( jarak serat teratas terhadap tulangan ) Sehingga kapasitas momen lentur nominal dapat ditulis sebagai berikut :
40
Mn = T. z = As.fy (d - a/2)
(2.31)
2.6.2. Kolom Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, bersifat mendadak. Oleh karena itu, dalam merencanakan struktur kolom harus memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi dari pada komponen struktur lainnya. Karena penggunaan di dalam praktek umumnya kolom tidak hanya bertugas menahan beban aksial vertikal, sehingga definisi kolom diperluas dengan mencangkup juga tugasnya menahan kombinasi beban aksial dan lentur. Dengan kata lain kolom harus diperhitungkan untuk menyangga beban aksial tekan dengan eksentrisitas tertentu. SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 12.9 (1) memberikan batasan untuk rasio penulangan longitudinal komponen struktur tekan non komposit antara 0,01 sampai 0,08. Untuk menghitung kapasitas penampang kolom dapat digunakan suatu pendekatan empiris, yaitu : a. Untuk kolom berpenampang persegi dengan hancur tekan Pn =
As! f y b h fc 3he e 0,50 1,18 d d! d2
(2.32)
41
b. Untuk kolom berpenampang persegi dengan hancur tarik 2 h 2e d! h 2e Pn = 0,85.fc.b.d 2m 1 2d 2d d
(2.33)
c. Untuk kolom berpenampang bulat dengan hancur tekan Pn =
As f y Ag f c 3e 9,6 h. e 1,0 1,18 Ds 0,8h 0,67 Ds 2
(2.34)
d. Untuk kolom berpenampang bulat dengan hancur tarik 2 0,85 e g m Ds 0,85 e Pn = 0,85.fc. h - 0,38 0,38 h 2,50 h h (2.35) 2
dimana : h = diameter penampang Ds = diameter lingkaran tulangan terjauh dari sumbu e = eksentrisitas terhadap pusat plastis penampang
g =
m=
luas penulangan total Ast = Ag luas penulangan bruto
fy 0,85 f c
Banyak kolom menerima lentur biaksial, yaitu lentur terhadap dua sumbu. Tiang jembatan hampir selalu menerima lentur biaksial. Salah satu metode yang dapat digunakan dalam analisis adalah persamaan interaksi resiprokal yang dikembangkan oleh Prof. Boris Bresler dari University of California Barkeley. Persamaan ini diperlihatkan dalam Bagian R10.3.6 dari ACI Commentary adalah sebagai berikut :
42
1 1 1 1 Pn Pnx Pny Po
(2.36)
dimana Pn = kapasitas beban aksial nominal penampang jika beban ditempatkan pada eksentrisitas yang ditinjau pada kedua sumbu Pnx = kapasitas beban aksial nominal penampang jika beban ditempatkan pada eksentrisitas ex Pny = kapasitas beban aksial nominal penampang jika beban ditempatkan pada eksentrisitas ey Po = kapasitas beban aksial nominal penampang jika beban ditempatkan pada eksentrisitas 0
2.6.2. Geser Dasar pemikiran perencanaan penulangan geser adalah usaha menyediakan sejumlah tulangan baja untuk menahan gaya tarik arah tegak lurus terhadap retak tarik diagonal sedemikian rupa sehingga mampu mencegah bukaan retak lebih lanjut. Berdasarkan atas pemikiran tersebut, penulangan geser dapat dilakukan dalam bebrapa cara, seperti : Sengkang vertikal Jaringan kawat baja las yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial Batang tulangan miring diagonal yang dapat dilakukan dengan cara membengkok batang tulangan pokok balok ditempat – tempat yang diperlukan
Untuk komponen – komponen struktur yang menahan geser dan lentur saja persamaan SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 13.3 (1) memberikan kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser adalah Vc
43
f Vc c bw d 6
(2.37)
atau yang lebih rinci
V d b d Vc f c 120 w u w Mu 7
(2.38)
dimana : Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton f c = kuat tekan beton bw = lebar badan balok atau diameter penampang bulat d = jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik longitudinal
w =
As bw d
Vu = gaya geser terfaktor pada penampang M u = momen terfaktor pada penampang Untuk komponen struktur yang menerima gaya aksial kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser adalah Nu f c b d Vc 14Ag 6 w
(2.39)
Apabila gaya geser yang bekerja vu lebih besar dari kapasitas geser beton vc maka diperlukan penulangan geser untuk memperkuatnya. Dasar perencanaan tulangan geser adalah :
vn vu dimana : vn vc vs
44
sehingga : vu vc vs
(2.40)
dimana : vu = gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau vn = kuat geser nominal vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser
= faktor reduksi Untuk sengkang yang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur SNI 03 – 2847 – 2002 pasal 13.5 (6) memberikan ketentuan : vs
Av f y d s
(2.41)
dengan Av adalah luas tulangan geser yang berada dalam rentang jarak s.
2.8. Metode dan Material Perkuatan Dalam pemilihan metode perkuatan, harus diperhatikan beberapa hal yaitu kapasitas struktur, lingkungan dimana struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga pelaksana serta batasan-batasan dari pemilik seperti keterbatasan ruang kerja, kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perkuatan. Metode perkuatan yang umumnya dilakukan adalah : -
Memperpendek bentang dari struktur dengan konstruksi beton ataupun dengan konstruksi baja.
45
Tujuannya adalah memperkecil gaya-gaya dalam yang terjadi, tetapi harus dianalisa ulang akibat dari perpendekan bentang ini yang menyebabkan perubahan dari gaya-gaya dalam tersebut. Umumnya dilakukan dengan menambah balok atau kolom baik dari beton maupun dari baja.
-
Memperbesar dimensi daripada konstruksi beton. Umumnya digunakan beton sebagai material untuk memperbesar dimensi struktur. Dengan adanya admixture beton generasi baru, dimungkinkan untuk menghasilkan beton yang dapat memadat sendiri (self compacting concrete). Akibat dari penambahan dimensi tersebut, maka harus diperhatikan bahwa secara keseluruhan beban dari bangunan tersebut bertambah, sehingga harus dilakukan analisa secara menyeluruh dari struktur atas sampai pondasi.
-
Menambah plat baja. Tujuan dari penambahan ini adalah untuk menambah kekuatan pada bagian tarik dari struktur bangunan. Di dalam penambahan plat baja tersebut, harus dijamin bahwa plat baja menjadi satu kesatuan dengan struktur yang ada, umumnya untuk menjamin lekatan antara plat baja dengan struktur beton digunakan epoxy adhesive.
46
-
Melakukan external prestressing. Dengan metode ini, kapasitas struktur ditingkatkan dengan melakukan prestress di luar struktur, bukan didalam seperti pada struktur baru. Yang perlu diperhatikan adalah penempatan anchor head, sehingga tidak menyebabkan perlemahan pada struktur yang ada. Material yang umumnya digunakan adalah baja prestress, tetapi pada saat ini sudah mulai digunakan bahan dari FRP (Fibre Reinforced Polymer).
-
Menggunakan FRP (Fibre Reinforced Polymer) Prinsip daripada penambahan FRP sama seperti penambahan plat baja, yaitu menambah kekuatan di bagian tarik dari struktur. Tipe FRP yang sering dipakai pada perkuatan struktur adalah dari bahan carbon, aramid dan glass. Bentuk FRP yang sering digunakan pada perkuatan struktur adalah Plate / Composite dan Fabric / Wrap Bentuk plate lebih efektif dan efisien untuk perkuatan lentur baik pada balok maupun plat serta pada dinding; sedang bentuk wrap lebih efektif dan efisien untuk perkuatan geser pada balok serta untuk meningkatkan kapasitas beban axial dan geser pada kolom.
2.9. Balok Castella Pada bangunan gedung biasanya balok Castella dimanfaatkan untuk duct work dan instalasi perpipaan, menggantikan cara-cara konvensional yaitu menggantungkan pipa atau duct pada balok. Penggunaan profil Castella yang lebih
47
tinggi dari profil I tanpa bukaan, tinggi balok maksimumnya bisa meningkat sampai dua kali asalnya. Implementasi pada gedung akan mereduksi ketinggian ceiling terhadap lantai dan akan mereduksi ketinggian gedung secara keseluruhan. Profil Castella ini dibuat dengan menggunakan suatu profil baja yang dipotong secara simetris arah zigzag sepanjang garis tengah profil. Pemotongan dimulai dari arah mendatar pada bagian bawah dengan panjang tertentu, kemudian naik dengan sudut dan ketinggian tertentu, kembali memotong secara mendatar, turun lagi dengan sudut dan ketinggian tertentu, kembali dengan pemotongan mendatar dengan panjang yang sama. Pemotongan dilakukan secara terus menerus sampai didapatkan panjang tertentu yang diinginkan. Selanjutnya sisi potongan terluar ditemukan dan disatukan dengan teknik pengelasan. Secara umum sudut yang digunakan minimum 45o dan maksimum 70o. Menurut Blodget (1985), rumus tegangan lentur izin Castella didasarkan pada AISC Sec. 1.5.1.4.5 sebagai berikut : 10,484 h 2 1 0.6 y Cc 2 tw
(2.42)
dimana : Cc
2 2 E y
h
= tinggi profil
E
= Modulus elastisitas baja = 2.106 kg/cm2
tw = tebal web Tegangan geser ijin untuk berbagai sudut pemotongan dapat dilihat pada tabel berikut.
48
Tabel 2.10. Tegangan geser ijin untuk berbagai sudut pemotongan Sudut Pemotongan ()
Tegangan geser izin ()
45
45
0,8225
55
35
0,7745
60
30
0,7106
65
25
0,6332
Sumber : Suharjanto, 2005 Dari hasil penelitian yang dilakukan Suharjanto (1985) dengan sudut pemotongan 60o diketahui bahwa kapasitas daya dukung momen balok Castella akan mengalami peningkatan cukup signifikan dibanding profil awalnya, yaitu sekitar 27,78 %. Tahanan gesernya juga meningkat 27,78 %, sedang kekakuan tampang balok Castella juga mengalami peningkatan cukup berarti. Hal ini terbukti dengan tereduksinya lendutan sampai 35,683 %.
49
BAB III METODOLOGI
3.1. Pengumpulan Data Data yang dipergunakan berupa data sekunder dan diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Kota Madiun. Data yang diperoleh berupa : -
Data gambar
-
Data Hammer Test
-
Data Uji Beban Langsung
-
Foto Lapangan
3.2. Evaluasi kekuatan struktur berdasar SNI 2847 2002 dan SNI 1726 2002 3.2.1 Evaluasi Kekuatan Pelat Adapun langkah-langkah dalam melakukan evalusi kekuatan pelat lantai : 1. Mengidentifikasi data penampang dan mutu material plat 2. Menentukan beban-beban yang terjadi 3. Menghitung momen yang bekerja pada plat 4. Menghitung momen kapasitas plat 5. Membandingkan momen kapasitas plat dengan momen akibat beban 3.2.2. Pembebanan Perhitungan pembebanan mengacu pada Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung SNI 1728 1989.
50
Beban –beban yang bekerja antara lain : 1. Beban Mati Beban mati terdiri dari berat sendiri struktur yaitu pelat, balok, kolom dan dinding. 2. Beban Hidup Beban hidup untuk ground/hypermarket
400 kg/m2
Beban hidup lantai 2 sampai 4 untuk pertokoan
250 kg/m2
Beban hidup untuk atap
100 kg/m2
3. Beban Gempa Beban gempa dihitung dengan analisis static equivalent. Rumus gaya gempa horizontal menurut SNI 1726 2002 : V = C I Wt/R
(3.1)
dimana : C
adalah nilai koefisien gempa dasar (C),didasarkan pada penentuan wilayah gempa dan klasifikasi tanah
I
adalah faktor keutamaan, didapat dari tabel 1 SNI 1726 2002
Wt adalah berat total bangunan R
adalah faktor reduksi gempa, didapat dari tabel 2 SNI 1726 2002 Distribusi gaya gempa horisontal didapat dengan rumus : Fi =
Wi.hi V Wi.hi
(3.2)
Beban gempa dihitung 100% arah x dan 30% arah y dan sebaliknya.
51
3.2.3. Analisis Struktur Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan program bantu ETABS 9.0
3.2.4. Evaluasi Kekuatan Balok Adapun langkah-langkah dalam melakukan evalusi kekuatan balok : 1. Mengidentifikasi data penampang dan mutu material balok 2. Menghitung momen dan gaya lintang (hasil output ETABS) 3. Menghitung momen kapasitas balok dan geser maksimum yang mampu dipikul balok 4. Membandingkan momen dan kapasitas geser balok dengan momen dan gaya lintang akibat beban
3.2.5. Evaluasi Kekuatan Kolom Adapun langkah-langkah dalam melakukan evalusi kekuatan kolom adalah sebagai berikut : 1. Mengidentifikasi data penampang dan mutu material kolom 2. Menghitung gaya aksial, momen dan gaya lintang kolom (hasil output ETABS) 3. Menghitung gaya aksial maksimum, momen dan geser maksimum yang mampu dipikul kolom. 4. Membandingkan gaya aksial maksimum dan kapasitas geser kolom dengan gaya aksial dan gaya lintang akibat beban
52
3.3 Analisis Perkuatan dengan menggunakan balok anak WF Castella Evaluasi kekuatan balok anak WF Castella dilakukan dengan program bantu analisis struktur SAP2000.
3.4. Evalusi struktur dengan Pushover Analysis Tahapan analisis beban dorong adalah sebagai berikut : a.
Menentukan tipe dan besar beban yang yang terdiri dari 2 macam beban. Pembebanan pertama, beban mati dan hidup (gravitasi) pada struktur seperti biasa dengan awal
kondisi saat pembebanan saat struktur masih dalam
keadaan elastis. Sedangkan pembebanan kedua berupa pembebanan arah lateral, dengan awal kondisi pembebanan dimulai pada kondisi akhir pembebanan gravitasi sebelumnya. b.
Meningkatkan pembebanan lateral secara berangsur-angsur sehingga akan terbentuk sendi-sendi plastis pada lokasi yang telah ditetapkan sebelumnya secara bertahap, sampai pada akhirnya struktur mencapai keruntuhan.
c.
Untuk setiap tahap beban, gaya dalam dan deformasi dihitung dan direkam. Gaya dan deformasi untuk semua tahapan beban sebelumnya akan terakumulasi untuk menghasilkan gaya dan deformasi total dari semua komponen. Langkah tersebut diatas dapat dilakukan secara sistematis dan otomatis oleh program komputer yang mempunyai kemampuan untuk analisis pushover, dalam hal ini ETABS. Prosesnya melalui iterasi yang berulang sampai diperoleh keseimbangan gaya-gaya internalnya.
53
3.5. Diagram Alir Penelitian Untuk memudahkan dalam langkah-langkah yag dilakukan dalam penelitian ini maka dibuat flow chart sebagai berikut. Mulai Pengumpulan Data
Data Gambar
Data Bahan
Data Beban
Evaluasi struktur
Evaluasi kekuatan berdasar SNI
Pushover Analysis
Perlu perkuatan lagi
ya
tidak Apa Kinerja tercapai ?
ya
tidak
Perkuatan
Layak Dipakai
Selesai Gambar 3.1. Flow Chart Penelitian
54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum Lantai ground Gedung Timbul Jaya Plaza Madiun dalam perencanaan awalnya digunakan sebagai kantor bank dengan desain beban hidup 250 kg/m2. Apabila dialihfungsikan menjadi plaza dengan beban hidup 400 kg/m2 terjadi penambahan beban sebesar 150 kg/m2 atau 60% dari beban awal. Analisis ulang dilakukan terhadap struktur untuk mendukung beban baru guna memberi kepastian keamanan bagi pengguna.
4.2 Data Lapangan 4.21. Mutu Beton Pengujian bahan telah dilakukan oleh Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Universitas Kristen Petra Surabaya pada bagian struktur pelat, balok dan kolom Gedung Timbul Jaya Plaza. Pengujian yang telah dilakukan adalah dengan menggunakan Schmidt Rebound Hammer Test. Hammer test merupakan alat yang ringan dan praktis dalam penggunaannya dan digunakan untuk mengukur kekerasan permukaan beton. Prinsip kerjanya adalah dengan memberikan beban impact pada permukaan beton dengan suatu massa melalui tekanan pegas. Karena timbul tumbukan antara massa tersebut dengan permukaan beton, massa tersebut akan dipantulkan kembali. Jarak pantulan massa yang terukur memberika indikasi kekerasan permukaan beton. Kekerasan beton dapat memberikan indikasi kuat tekannya. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut.
55
Tabel.4.1. Data Hammer Test Lokasi
Bag
Rebound Hammer
Sudut Rav
Rav ter
R
Kuat
koreksi
Anvil
Tekan
Plat
1
39
46
40
38
43
90
41,2
37,4
38,1
378,500
Plat
2
36
42
45
40
40
90
40,6
36,7
37,4
366,698
Plat
3
41
37
41
42
44
90
41,0
37,2
37,9
374,557
Plat
4
50
49
51
50
46
90
49,2
46,0
46,9
542,860
Plat
5
49
44
49
50
47
90
47,8
44,5
45,3
513,303
Plat
6
48
48
53
46
49
90
48,8
45,6
46,4
534,386
Plat
7
50
52
49
49
49
90
49,8
46,7
47,5
555,612
Plat
8
47
44
47
44
47
90
45,8
42,4
43,1
471,601
Plat
9
50
51
51
51
48
90
50,2
47,1
48,0
564,139
Balk 30/60
1
40
38
39
41
38
0
39,2
39,2
39,9
411,801
Balk 30/60
2
38
38
39
38
39
0
38,4
38,4
39,1
396,956
Balk 30/60
3
48
45
42
41
40
0
43,2
43,2
44,0
487,664
Balk 30/70
4
38
40
45
44
45
0
42,4
42,4
43,2
472,291
Balk 30/70
5
38
46
42
44
44
0
42,8
42,8
43,6
479,966
Balk 30/70
6
48
46
46
46
43
0
45,8
45,8
46,6
538,228
Balk 30/80
7
52
48
46
50
44
0
48,0
48,0
48,9
581,654
Kolom
1
43
40
38
42
39
0
40,4
40,4
41,1
434,285
Kolom
2
45
43
38
44
43
0
42,6
42,6
43,4
476,125
Kolom
3
44
43
45
43
44
0
43,8
43,8
44,6
499,253
Kolom
4
38
40
40
37
36
0
38,2
38,2
38,9
393,264
Sumber : Hasil Hammer Test Dari hasil Hammer Test didapat kuat tekan rata-rata 473,66 kg/cm2, Standar deviasi 68,72 kg/cm2 dan kuat tekan karakteristiknya didapat 381,57 kg/cm2 . Guna evaluasi struktur selanjutnya digunakan mutu beton fc’ 35 MPa untuk plat dan balok. Sedangkan untuk kolom karena tidak ada data sampel bor inti maka berdasarkan data gambar yang ada digunakan K250 (untuk analisis kolom digunakan fc’ 21,5 MPa) dengan asumsi dalam pembuatan campuran beton untuk kolom site in.
56
4.2.2. Mutu Baja Mutu baja yang digunakan dalam evaluasi kekuatan struktur ditentukan berdasar data dari as built drawing dan laporan perhitungan struktur yang menyebutkan bahwa tulangan yang digunakan adalah U39 dengan tegangan leleh 390 MPa untuk tulangan deform. Untuk tulangan polos digunakan U 24 dengan tegangan leleh 240 MPa.
4.2.2. Uji Beban Langsung Di samping Hammer Test, juga telah dilakukan Uji Beban Langsung dengan menggunakan beban pasir dalam karung. Dari hasil Tes Beban Langsung menunjukkan sebagai berikut : - Penurunan maksimum pada balok 30/80 = 0 mm < Batas lendutan maksimum 4 mm - Penurunan permanent pada balok 30/80 = 0 mm < Batas lendutan permanent 1 mm - Penurunan maksimum pada balok 30/70 = 2 mm < Batas lendutan maksimum 3,2 mm - Penurunan permanent pada balok 30/70 = 1 mm < Batas lendutan permanent 1,7 mm - Penurunan maksimum pada balok 30/60 = 2 mm < Batas lendutan maks 3,7 mm - Penurunan permanent pada balok 30/60 = 0 mm < Batas lendutan permanent 0,9 mm - Penurunan maksimum pada plat 6 mm < Batas lendutan maksimum 6,7 mm - Penurunan permanent pada plat 0 mm < Batas lendutan permanent 1,7 mm Pada saat pembebanan mencapai 3 lapis terjadi lendutan plat maksimum 6 mm, lendutan ini sudah mendekati batas lendutan maksimum 6,7 mm dan diindikasikan dengan terjadinya retak maka makin meyakinkan bahwa beban 3 lapis merupakan kapasitas beban maksimumnya.
57
Dari hasil tes beban langsung diketahui : Beban Mati total
=
408
kg/m2
Beban uji tes beban langsung 3 lapis
=
624,06
kg/m2
= 1032,06
kg/m2
Beban Uji Total
U
(
Beban hidup yang dapat dipikul L
=
U 1,4 D ) 0,85 1,7
Sehingga beban hidup yang dapat dipikul L = 378.23
kg/m2.
Pada ground beban hidup yang baru direncanakan 400 kg/m2, sehingga perlu dilakukan perkuatan. Untuk lantai 2 sampai 4 tidak perlu diberi perkuatan sebab beban yang direncanakan tidak mengalami perubahan yaitu 250 kg/m2. 4.3 Evaluasi Struktur Pelat Adapun data-data pelat sebagai berikut : Mutu Beton (fc')
=
35
MPa
Tebal pelat rencana
=
120
mm
Mutu Baja
=
240
MPa
Decking
=
25
mm
Diameter tulangan
=
8
mm
Lebar pelat
=
1000 mm
Momen kapasitas plat Tulangan yang digunakan 8 – 100 dengan As = 502,4 mm2
a
As . f y 0,85. fc.b
=
502,4 . 240 = 4,05 mm 0,85.35.1000
4,05 -4 a M n As . f y d = 502,4 .240 95 .10 = 1121,04 kgm 2 2
Mu = 0,9. 1121,04 = 1008,93 kgm
58
Hasil perhitungan momen akibat beban dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel.4.2. Perhitungan momen plat lantai 1 (ground) Koefisien Momen Type
Ly
Lx
ly/lx
Momen
Tumpuan
Lapangan
x
y
x
y
71
40.4
25.4
qU
Tumpuan Mx
My
Lapangan Mx
My
617.79
388.41
815.81
804.34
265.31
A
4.7
3.7
1.28
78.4
1117 1198.87 1085.71
B
6.37 3.7
1.73
81.3
C
4.7
3.7
1.28
72.4
55
40.2
20.2
1117 1107.12
841.05
614.73
308.89
D
6.37 3.7
1.73
79.95
54
51.6
15
1117 1222.57
825.75
789.05
229.38
53.35 52.6 17.35 1117 1243.22
Sumber : Hasil Perhitungan Mu kapasitas penampang semua type plat arah x pada semua tumpuan 1008,93 kgm < Mu beban sehingga perlu perkuatan.
4.4 Analisis Pembebanan Simulasi pembebanan yang diberikan pada struktur bangunan gedung Timbul Jaya Plaza terdiri dari berat sendiri struktur (balok, kolom, pelat beton, dinding), serta beban hidup gedung. Besarnya beban yang digunakan dalam perencanaan struktur adalah sebagai berikut: 1.
Beban Mati.
Pembebanan Lantai 1 ( Ground ) a. Berat sendiri pelat lantai
: 288.00
kg / m2
b. Berat screed
:
74.00
kg / m2
c. Berat finishing (granite tile)
:
36.00
kg / m2
qd1 = 398.00
kg / m2
59
Beban mati plat (tidak termasuk berat sendiri)
= 110 kg/m2
Pembebanan Lantai 2 s/d 4 a. Berat sendiri pelat lantai
: 288.00
kg / m2
b. Berat screed
:
74.00
kg / m2
d. Berat finishing (granite tile) :
36.00
kg / m2
f. Berat ducting and ceiling
25.00
kg / m2
qd1 = 423.00
kg / m2
:
Beban mati plat (tidak termasuk berat sendiri)
= 135 kg/m2
Pembebanan Lantai 5 (atap) a. Berat sendiri pelat lantai
: 288.00
kg / m2
b. Berat screed + waterproofing :
84.00
kg / m2
c. Berat ducting and ceiling
25.00
kg / m2
qd1 = 397.00
kg / m2
:
Beban mati plat (tidak termasuk berat sendiri)
2.
= 109 kg/m2
Beban Hidup.
Beban hidup untuk plaza ditentukan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1989, yaitu: -
Lantai ground untuk hypermarket
: 400 kg/m2
-
Lantai 2 – 4 untuk pertokoan
: 250 kg/m2
-
Lantai atap
: 100 kg/m2
60
3. Beban Gempa Peninjauan beban gempa ditinjau secara analisis 3 dimensi dengan metode statik ekivalen. Ekivalensi beban gempa terhadap struktur gedung Timbul Jaya Plaza dihitung sebagai berikut : Beban Gravitasi Bangunan Lantai ( Ground )
1200 m2
Beban Mati
WD
: 903253.0
kg
Beban Hidup Tereduksi
WL
: 384000.0
kg
: 1287253.0
kg
W total lantai
ground
Lantai ( 2 )
984
m2
Beban Mati
WD
: 961722.6
kg
Beban Hidup Tereduksi
WL
: 196800.0
kg
: 1158522.6
kg
W total lantai Lantai ( 3-4 ) 965
m2
Beban Mati
WD
: 893533.1
kg
Beban Hidup Tereduksi
WL
: 193000.0
kg
: 1086533.1
kg
W total lantai Lantai ( Atap )
880
m2
Beban Mati
WD
: 744665.6
kg
Beban Hidup Tereduksi
WL
: 70400.0
kg
W total lantai atap
: 815065.6
kg
Berat total bangunan
: 5433907.4
kg
61
Waktu Getar Empiris ( T ) Tinggi total bangunan hn = 19,5
m
Untuk gedung berstruktur beton SRPMK Ct = 0.0731 (UBC 1997) T =
Ct.(hn)3/4
T =
0.678 detik
Kontrol pembatasan T, ξ =
0.18
Tabel 8 SNI 1726 2002
Jumlah lantai n
=
5
T =ξn
= 0,90 detik >
0.678 ( Ok )
Penentuan Wilayah Gempa Wilayah gempa dicirikan oleh nilai Percepatan Puncak Efektif Batuan Dasar (PPEBD) dari masing-masing lokasi bangunan sebagaimana diatur dalam SNI 1726. Kota Madiun berdasarkan pembagian peta wilayah gempa tersebut termasuk dalam wilayah 3, merupakan daerah yang memiliki resiko gempa sedang dengan Peak Ground Acceleration (PGA) berkisar antara 0,10 – 0,15 g.
Gambar 4.1. Peta Wilayah Gempa Indonesia
62
Koefisien Gempa Dasar ( C ) Berdasar data pada buku ”Laporan Perhitungan Struktur Proyek Pembangunan Gedung Mall Madiun” maka kondisi tanah Gedung Timbul Jaya Plaza termasuk kategori tanah sedang. Nilai C yang digunakan Cv/T = 0,33/0,678 = 0,486 Faktor Keutamaan Struktur ( I ) Gedung Timbul Jaya Plaza termasuk gedung umum dengan faktor keutamaan I = 1. Namun karena dibangun sekitar sepuluh tahun yang lalu maka faktor keutamaan dapat dikalikan 80% sehingga dapat dipakai nilai I = 0,8. Faktor Tahanan Lebih ( R ) Gedung Timbul Jaya Plaza dalam analisis ini diasumsikan sebagai Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus dengan nilai R = 8,5 Gaya Geser Horisontal V = (C1.I/R) Wt = 0,486. 0,8. 5433907.4 / 8,5 = 248802
kg
Tabel 4.3. Distribusi Gaya Gempa Horisontal hi
Wi
(m)
(kg)
Atap
19,5
815065.64
15893780
69208.90
4
15.5
1086533.1
16841263
73334.68
3
11.5
1086533.1
12495131
54409.60
2
7.5
1158522.6
8688920
37835.59
1
2.5
1287253
3218133
14013.24
Lantai
Wi.hi
Fi (kg)
5433907.4 57137225.68 248802.02 Sumber : Hasil Perhitungan
63
4.
Kombinasi Pembebanan Komponen pembebanan yang digunakan untuk analisa struktur konstruksi
Gedung Timbul Jaya Plaza Madiun ini terdiri dari beban mati, beban hidup, dan beban gempa statik ekivalen. Beban-beban tersebut dikombinasikan dengan menambahkan load factor sebagai berikut : 1.
1.4 DL
2.
1,2DL + 1,6LL
3.
1,2DL + 1,0LL + 1,0 Ex + 0,3 Ey
4.
1,2DL + 1,0LL + 0,3 Ex + 1,0 Ey
dimana: DL
: Beban Mati
LL
: Beban Hidup
Ex
: Beban Gempa arah x
Ey
: Beban Gempa arah y
Simulasi pembebanan akibat gravity load terhadap struktur yang direncanakan diterapkan berdasarkan kaidah tributary area, dimana semua beban pada pelat lantai ditransfer ke elemen balok maupun kolom berdasarkan daerah pengaruh layanan luasan pembebanan disekitar elemen yang ditinjau.
4.5
Analisis Struktur Analisa struktur terhadap bangunan gedung Timbul Jaya Plaza ini, menggunakan
asumsi bahwa sistem struktur yang diterapkan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Oleh karena itu balok dan kolom dirancang sebagai suatu model
64
elemen yang harus mampu memberikan respons atas pembebanan yang berupa gaya normal, lintang, dan momen pada 6 derajat kebebasan (degree of freedom) . Kondisi tersebut dilakukan dengan tidak memberi batasan terhadap derajat kebebasan (UX,UY,UZ,RX,RY,RZ = 0) pada masing-masing nodal elemen balok. Namun demikian khusus untuk elemen kolom, nodal pada kaki kolom di restrain untuk membatasi perpindahannya (UX,UY,UZ,RX,RY,RZ ≠ 0). Model pembebanan gravity load pada elemen balok dimodelkan sebagai uniform load yang diterima oleh elemen membrane sebagai model pelat. Simulasi pembebanan akibat gempa ditinjau secara analisis statik ekivalen yang bekerja pada pusat massa masing-masing lantai (Lihat lampiran) Penyelesaian persamaan-persamaan statika pada model struktur dilakukan menggunakan metode elemen hingga (finite element method) yang terdapat pada program bantu analisa struktur ETABS versi 9.0. Permodelan struktur dari gedung gedung Timbul Jaya Plaza , dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2. Permodelan struktur gedung Timbul Jaya Plaza Madiun
65
Hasil analisa struktur (output) yang diharapkan dari proses analisa struktur diatas adalah berupa gaya-gaya dalam (gaya aksial, gaya lintang, dan momen), displacement titik nodal, dan reaksi tumpuan dari column base.
4.6. Evaluasi Kekuatan 4.6.1. Evaluasi kekuatan balok Elemen-elemen struktur balok yang terdapat pada konstruksi gedung Timbul Jaya Plaza berdasarkan jenis pembesiannya dapat dikategorikan menjadi type balok beton bertulang biasa ( conventional reinforcement ). Semua type balok dihitung momen kapasitasnya dan kapasitas gesernya, kemudian dibandingkan dengan momen ultimate dan geser akibat beban. Balok dikatakan aman apabila : Mu penampang > Mu akibat beban Vu penampang > Vu akibat beban. Balok B 75 ( type B2 ) dengan data sebagai berikut : Dimensi balok:
Selimut beton (cc)
b
= 300 mm
h
= 800 mm = 30 mm
Tulangan utama (Dtul.utama) = D 19 = 10
Sengkang (s) Mutu beton
f 'c
= 35 MPa
Mutu baja
fy
= 390 MPa
d
= h cc s 1 .Dtul .utama 2 = 800 – 49,5
66
= 750,5 mm
d’ = cc s 1 .Dtul .utama 2
= 30 + 10 + ½. 19 = 49,50 mm
Perhitungan momen ultimate balok Tulangan pokok yang digunakan 11 D 19 As = 3117,24 mm2 a
As . f y 0,85. fc.b
=
3117,24 .320 = 136,21 mm 0,85.35.300
a 136,21 -4 = As . f y d = 0,9. 3117,24 .390 750,5 .10 2 2
Mu
= 74663.92 kgm
Perhitungan geser ultimate balok Kuat geser beton Vc =
1 6
fc .bw.d
=
1 35.300.750,5 = 222000,9 N 6
Kuat geser baja tulangan Vs = Av.fy.d/s
= 157. 240. 750,5/100 = 282788,4 N
Kuat geser nominal balok Vn = Vc + Vs = 504789.3 N = 50478,9 kg Vn = 0,8 x 50478,9
= 40383.1
kg
Momen kapasitas balok Mu = 74663.92 > Mu beban 34503 kgm sehingga balok aman terhadap lentur. Kapasitas geser balok Vu = 40383.1 > Vu beban 24013 kg sehingga balok aman terhadap geser.
67
Tabel 4.4. Perhitungan Momen Ultimate Balok Type
Dimensi
Tulangan
As
Mu kap
Lentur
terpasang
kg.m
b
h
d'
d
B2
300
800
49.5
750.50
11
D
19
3117.24
74663.92
B2c
300
800
49.5
750.50
10
D
19
2833.85
68492.16
B2a
300
800
47.5
752.50
6
D
19
1700.31
42692.74
B2b
400
900
51.5
848.50
18
D
19
5100.93
136952.10
B1
300
700
47.5
652.50
6
D
19
1700.31
36724.65
B1a
300
700
47.5
652.50
5
D
19
1416.93
30911.81
B3
300
600
46
554.00
6
D
16
1205.76
22331.54
B4
300
800
51.5
748.50
6
D
19
1700.31
42454.02
B5
300
700
51.5
648.50
4
D
19
1133.54
24816.65
B6
200
600
50
550.00
4
D
16
803.84
14774.83
B7
300
600
46
554.00
5
D
16
1004.80
18764.47
B8
300
700
48
652.00
7
D
16
1406.72
30675.50
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.5. Perhitungan Geser Ultimate Balok Type
Dimensi
Av
Vc (N)
Vs (N)
Vn (N)
Vu cap(N)
Vu cap(kg)
1/6.fc^0,5.bd
Av.fy.d/s
Vc+Vs
Vn
Vn
b
h
B2
300
800
157.00
222000.9
282788.4
504789.3
403831.4
40383.1
B2c
300
800
157.00
222000.9
282788.4
504789.3
403831.4
40383.1
B2a
300
800
100.48
222592.5
181466.9
404059.4
323247.5
32324.8
B2b
400
900
226.08
334652.9
460389.3
795042.2
636033.8
63603.4
B1
300
700
100.48
193012.1
157351.7
350363.8
280291.0
28029.1
B1a
300
700
100.48
193012.1
157351.7
350363.8
280291.0
28029.1
B3
300
600
100.48
163875.4
133598.2
297473.6
237978.9
23797.9
B4
300
800
226.08
221409.3
541506.8
762916.1
610332.9
61033.3
B5
300
700
226.08
191828.9
469161.2
660990.1
528792.1
52879.2
B6
200
600
226.08
108461.5
198950.4
307411.9
245929.5
24592.9
B7
300
600
100.48
163875.4
89065.5
252940.9
202352.7
20235.3
B8
300
700
157.00
192864.2
245673.6
438537.8
350830.2
35083.0
Sumber : Hasil Perhitungan
68
4.6.2. Analisis Kekuatan Kolom Kolom 600x600 Lantai 1 ( Frame C22 B4) Pu
= 333686
kg
=
3336,86 KN
Mux
= 817
kgm
=
8,1
KNm
Muy
= 158
kgm
=
1,58
KNm
Vu
= 867
kg
=
8,67
KN
Cek eksentrisitas ex =
8,1 Pu = = 2,45 mm Mux 3336,86
< 0,1h = 0,1.600 = 60 mm
ey =
Pu 1,58 = = 0,47 mm Muy 3336,86
< 0,1h = 0,1.600 = 60 mm
Karena termasuk kolom dengan eksentrisitas kecil maka untuk cek kapasitas digunakan rumus Pn
= 0,85.fc.(Ag-Ast)+ fy. Ast = 0,85. 21.5 (600x600 – 12158) + 390.12158 = 11098462 N = 11098 KN
Pu
= Pn = 0,75. 11098 = 8323.8 KN > Pu = 3336,86 KN
Perhitungan kapasitas geser dan kekuatan geser nominal yang harus dipikul kolom
Kuat geser beton Vc
= (1+Nu/14.Ag).
1 6
fc .bw.d
69
Vc
= (1+Nu/14.Ag)
1 21,5.600.560 6
= 550647 N Kuat geser baja tulangan dengan tulangan geser 10 - 100 Vs
= Av.fy.d/s = 157. 240. 560 /100 = 211008 N
Vn = Vc + Vs = 761655 N = 76165,5 Vn = 0,8 x 76165,5 = 60932,4
kg kg
>
Vu = 867
kg
Kolom aman terhadap geser
Kolom 600x600 Lantai 2 ( Frame C16 B3) Pu
= 228196
kg
=
2281,96 KN
Mux
= 22967
kgm
=
229,67 KNm
Muy
= 21898
kgm
=
218,98 KNm
Vu
= 2112
kg
=
21,12 KN
Syarat dimensi kolom menurut pasal 23.4(1) terpenuhi bila : -
kolom sebagai bagial SPBL
-
menerima beban aksial berfaktor lebih besar dari Ag.fc’/10
Ag . fc' 600x600.21,5 = = 774000 N = 774 KN 10 10 Karena -
Ag . fc' kurang dari beban aksial berfaktor 2281,96 KN maka berlaku 10
ukuran penampang terkecil 600 mm > 300 mm
70
-
rasio
b 600 = = 1 > 0,4 h 600
Berdasarkan kombinasi beban di atas kolom tengah cukup diberi tulangan 32D22. Seperti terlihat di gambar 4.3 sebuah diagram interaksi yang dibuat dengan PCACOL. Prosentase penulangan kolom tersebut memenuhi syarat pasal 23.4.(3).1 yaitu harus diantara 1 % - 6 %.
Gambar 4.3. Kuat Rencana Diagram Interaksi Kolom
Perhitungan kapasitas geser dan kekuatan geser nominal yang harus dipikul kolom Kuat geser beton Vc
= (1+Nu/14.Ag).
1 6
fc .bw.d
71
Vc
= (1+Nu/14.Ag)
1 21,5.600.560 6
= 377228 N Kuat geser baja tulangan dengan tulangan geser 10 - 100 Vs
= Av.fy.d/s = 157. 240. 560 /100 = 211008 N
Vn = Vc + Vs = 588236 N = 58823,6kg Vn = 0,8 x 58823,6 = 47058,9
kg
>
Vu = 867
kg
Kolom aman terhadap geser
4.7. Evaluasi Perkuatan Struktur Dari hasil evaluasi penampang plat, dapat diketahui bahwa untuk komponen pelat perlu diberi perkuatan. Perkuatan yang dilakukan adalah dengan menambah balok anak di tengah bentang plat. Hal ini dimungkinkan karena penulangan pelat existing 2 lapis, untuk tulangan tarik dan tekan, sehingga penambahan balok anak tidak mempengaruhi kekuatan struktur plat. Setelah diberi balok anak ly plat menjadi 3,7 m dan lx 3,35 m, ly/lx = 1,20 sehingga didapat Ctx = 92,8. Momen yang bekerja Mtx = - 0,001.Wu. lx .Ctx = - 0,001.1117. 3,35 2. 92,8 = 2
821 kgm. Dari perhitungan sebelumnya diketahui Mu kapasitas plat 1008,93 kgm > 821 kgm sehingga plat lantai 1 (ground) setelah penambahan balok anak dapat menahan beban hidup 400 kg/m2.
72
Balok anak yang direncanakan menggunakan balok WF Castella 250x125x6x9. Pemodelan struktur dilakukan dengan menggunakan program bantu SAP2000 versi 8. Adapun beban yang bekerja pada balok adalah sebagai berikut : Beban Mati
= 398. (6,67/2)/0,125 = 10666 kg/m2
Beban Hidup = 400. (6,67/2)/0,125 = 10720 kg/m2 Dari hasil analisis struktur didapat tegangan lentur yang bekerja 770 kg/cm2 < izin 1600 kg/cm2 sehingga balok anak aman terhadap momen.
Gambar 4.4. Kontur Tegangan Balok Castella
Alternatif perkuatan yang dapat dilakukan adalah dengan shotcrete. Shotcrete dilakukan pada bagian bawah plat dengan ketebalan 30 mm sehingga tebal plat menjadi 150 mm. Dengan penambahan ketebalan plat tersebut Mu akibat beban menjadi sebesar 1323 kgm, sedangkan momen kapasitas plat menjadi 1334 kgm > Mu. Dengan demikian struktur plat dapat dikatakan aman.
73
4.8. Evaluasi Kinerja 4.8.1. Kinerja Batas Bangunan 4.8.1.1 Kinerja Batas Layan Simpangan antar tingkat (Δs) akibat pengaruh beban gempa nominal dibatasi agar tidak terjadi pelelehan baja ataupun retak beton yang berlebihan disamping kenyamanan hunian. Pembatasan ini dinamakan batas Kinerja Beban Layan (KBL), yang besarnya ≤ (0,03/R).hi atau ≤ 30 mm. Tabel 4.6. Analisis s akibat gempa arah x Lantai
Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
hi
s
(m)
( mm)
drif antar tingkat ( mm )
19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
13.316 11.947 9.505 6.084 0.894
1.37 2.44 3.42 5.19 0.89
Syarat drif
Ket
s
14.12 14.12 14.12 17.65 8.82
OK OK OK OK OK
Syarat drif
Ket
Tabel 4.7. Analisis s akibat gempa arah y Lantai
Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
(m)
( mm)
drif antar tingkat ( mm )
19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
14.704 12.686 10.108 6.454 0.906
2.02 2.58 3.65 5.55 0.91
hi
s
s
14.12 14.12 14.12 17.65 8.82
OK OK OK OK OK
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa struktur masih memenuhi kinerja batas layan.
74
4.8.1.2 Kinerja Batas Ultimate Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antartingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi). Simpangan dan simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali = 0,7 R karena termasuk gedung beraturan. Pembatasan Kinerja Beban Layan (KBU) besarnya ≤ 0,02 h. Tabel 4.8. Analisis m akibat gempa arah x Lantai Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
hi
s
(m) 19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
( mm) 13.316 11.947 9.505 6.084 0.894
drif antar tingkat ( mm ) 1.37 2.44 3.42 5.19 0.89
drif antar tingkat ( mm ) 8.15 14.53 20.35 30.88 5.32
Syarat drif m 80.00 80.00 80.00 100.00 50.00
Ket OK OK OK OK OK
Sumber : Hasil Perhitungan Tabel 4.9. Analisis m akibat gempa arah y Lantai Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
hi
s
(m) 19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
( mm) 14.704 12.686 10.108 6.454 0.906
Sumber : Hasil Perhitungan
drif antar tingkat ( mm ) 2.02 2.58 3.65 5.55 0.91
drif antar tingkat ( mm ) 12.01 15.34 21.74 33.01 5.39
Syarat drif m 80.00 80.00 80.00 100.00 50.00
Ket OK OK OK OK OK
75
Dari hasil evaluasi kinerja berdasar Kinerja Batas ultimate SNI 1726 2002 perpindahan maksimumnya 14,7 mm masih dibawah batas KBU 0,02h = 0,02.19,5 = 0,39 m = 39 cm.
4.8.2. Analisis Pushover 4.8.2.1. Prosedur Analisis Pushover Analisis pushover dilakukan dengan metode spektrum kapasitas (capacity spectrum method) sesuai prosedur B dokumen ATC 40, 1996. Analisis pushover dengan prosedur B bersifat analitis dan sangat cocok dilakukan dengan bantuan program. Dalam penelitian ini, proses analisis dilakukan dengan bantuan program ETABS V9 Nonlinear. a. Penentuan distribusi sendi - Elemen kolom menggunakan tipe sendi default-PMM ( hubungan gaya aksial dengan momen (diagram interaksi P-M)) -
Elemen balok menggunakan tipe sendi default-M3 (balok efektif menahan momen dalam arah sumbu kuat /sumbu-3) Ketika dilakukan input tipe sendi pada balok dan kolom, menu relative distance diisi angka 0 dan 1. Angka nol menunjukkan pangkal balok atau kolom dan angka satu menunjukkan ujung balok atau kolom. Proses input tipe sendi pada balok dan kolom disajikan pada Gambar 4.4. dan Gambar 4.5.
76
Gambar 4.5. Input sendi default PMM dan M3 b. Static nonlinear case Pada analisis pushover , dilakukan dua macam running sebagai berikut: 1). “GRAV” : proses push-nya dilakukan oleh beban mati (dead load) dan beban hidup (live load). 2). “PUSH2” : proses push-nya dilakukan oleh displacement (0,78 m = 4% dari total tinggi bangunan) dan beban lateral “BGY” Proses input static nonlinear case disajikan pada Gambar 4.6. dan Gambar 4.7.
77
Gambar 4.6. Input ”GRAV” case
Gambar 4.7. Input ”PUSH2” case
Berdasarkan Gambar 4.6. dan Gambar 4.7., dapat ditentukan monitor target peralihan pada sumbu-y, sesuai dengan arah pola beban. Pengisian parameter pada “PUSH” case step-step analisis pushover dengan trial and error. Pada maximum null
78
steps diisi 130, sedangkan maximum total steps diisi 700. Hasil runningnya disajikan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.8. Hasil running analisis pushover Gambar 4.8. menunjukkan bahwa pada saved steps ke 38, program telah berhenti sendiri. Iterasi berhenti pada total steps 662 dan analisis dapat selesai dengan baik (analysis complete).
c.
Perhitungan Performance Point
Perhitungan performance point menurut ATC 40 prosedur B sebagai berikut: 1. Menggambar response spectrum dengan redaman 5%, 10%, 15% dan 20%.
79
5% 10% 15% 20%
Gambar 4.9. Damped response spectrum 2. Mentransformasikan/mengubah kurva kapasitas (pushover curve) ke dalam bentuk spektrum kapasitas.
5% damped response spectrum Capacity spectrum
Gambar 4.10. Hasil transformasi kurva kapasitas ke spektrum kapasitas
3. Melakukan plot terhadap demand spectrum dengan nilai damping 5% sesuai dengan kondisi tanah dan wilayah gempa.
80
Gambar 4.11. Hasil plot demand spectrum dengan nilai damping 4. Melakukan penggabungan antara demand spectrum dengan capacity spectrum sehingga diperoleh titik perpotongan kurva yang merupakan titik kinerja (performance point) bangunan.
Gambar 4.12. Hasil penggabungan demand spectrum dengan capacity spectrum
81
4.8.2.2. Hasil dan Pembahasan a. Output Analisis Pushover Evaluasi dilakukan untuk setiap titik yang berpotensi mengalami sendi plastis, yang lokasinya ditentukan dalam model analisis. Untuk menghindari keruntuhan pada sambungan yang bersifat getas, semua sendi plastis pada balok dianggap terjadi di muka kolom dengan asumsi 2h dari as. Minimum pada satu balok terdapat dua buah sendi plastis pada ujung-ujungnya. Hasil analisis pushover yang dilakukan dengan program Etabs Nonlinear V9.0 adalah kurva kapasitas (capacity curve), skema kelelehan berupa distribusi sendi plastis yang terjadi dan titik kinerja (performance point).
b.
Kurva Kapasitas (Pushover Curve) Hasil evaluasi perilaku seismik struktur pasca elastik adalah berupa kurva
kapasitas (pushover curve) dan skema kelelehan/distribusi sendi plastis. Kurva kapasitas dan skema kelelehan/distribusi sendi plastis selengkapnya disajikan pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13. Kurva kapasitas (pushover curve)
82
Berdasarkan hasil perhitungan iterasi, analisis pushover berhenti pada step ke38. Gambar 4.14. menunjukkan hubungan antara gaya geser dasar (ton) dengan perpindahan (m) dari step ke-1 sampai step ke-38, yaitu step dimana struktur telah mengalami keruntuhan (collapse). Dari gambar didapat perpindahan maksimum struktur sebesar 0,2925 m, kemudian struktur bergoyang ke arah berlawanan, mengalami penurunan gaya geser dasar dan mendadak collapse. Untuk mengetahui distribusi sendi plastis secara lebih jelas dapat dilakukan peregangan kurva kapasitas. Perubahan kemiringan dari kurva kapasitas tersebut menunjukkan adanya leleh pada komponen struktur. Dari hasil plot sendi plastis ke dalam kurva tersebut, dapat diketahui bahwa pada step ke-38 analisis pushover, struktur gedung sudah termasuk dalam kategori lebih rendah dari Life Safety (LS). Berdasarkan Gambar 4.14. dapat diketahui besarnya gaya lateral maksimum yang masih mampu ditahan oleh struktur, yaitu sebesar 829.150 kg yang terjadi pada step-33 pushover analysis. Pada step tersebut, displacement yang terjadi sebesar 0,2878 m, sedangkan pada step ke-34, gaya lateral yang mampu ditahan oleh struktur menurun yaitu sebesar 817.799 kg. Pada metode spektrum kapasitas (ATC 40), kurva pushover dengan modifikasi tertentu diubah menjadi spektrum kapasitas (capacity spectrum). Hasil konversi ke bentuk spektrum kapasitas output dari analisis pushover disajikan pada Gambar 4.14.
83
Gambar 4.14. Spektrum kapasitas (capacity spectrum) Gambar 4.14. menunjukkan gambar spektrum kapasitas yang kemudian dibandingkan dengan response spectrum yang telah diubah dalam format accelerationdisplacement response spectrum, ADRS (Sa, Sd)
c. Titik Kinerja (Performance Point) Dari kurva Respons Spektrum Rencana SNI 1726-2002 untuk wilayah gempa 3, kondisi tanah sedang, didapat nilai Ca = 0,23 dan Cv = 0,33 sebagai input analisis pushover dalam format ADRS. Titik kinerja (performance point) hasil analisis pushover disajikan pada Gambar 4.15.
84
Performance Point
Gambar 4.15. Titik kinerja (performance point)
Gambar 4.15. menunjukkan titik kinerja struktur gedung dengan nilai redaman efektif (βeff) yang diperoleh adalah 3,355 %. Nilai tersebut lebih kecil dari batasan redaman efektif maksimum yang diijinkan menurut ATC40 yaitu 29 %. Hasil evaluasi selengkapnya disajikan pada Tabel 4.10. Tabel 4.10. Evaluasi kinerja struktur sesuai ATC 40 Performance point
Gaya geser dasar (ton)
Vt (ton)
Dt (m)
βeff (%)
Teff (detik)
248,8
824,467
0,278
3,355
0,210
Pada Tabel 4.10. dapat dilihat besarnya nilai gaya geser dasar Vt = 824,467 ton > Vy = 248,8 ton. Maka berdasarkan metode spektrum kapasitas (ATC 40, 1996) perilaku struktur arah Y pada gempa rencana telah mengalami kondisi in-elastis yang disebabkan pelelehan pada sendi-sendi plastisnya.
85
Batasan maksimum displacement = 0,02 H = 0,02 . 19,5 m = 0,39 m. Target displacement hasil analisis pushover sebesar 0,278 m < 0,39 m, sehingga memenuhi syarat keamanan.
d.
Sendi Plastis (Plastic Hinge) Sendi plastis akibat momen lentur dapat terjadi pada struktur dimana beban yang
bekerja melebihi kapasitas momen lentur yang ditinjau. Gambar distribusi sendi plastis step pertama hasil analisis pushover disajikan pada Gambar 4.16.
Gambar 4.16. Terbentuknya sendi plastis pada step-1 pushover analysis
86
Gambar 4.16. merupakan gambar sendi plastis step pertama hasil analisis pushover. Berdasarkan gambar tersebut, sendi plastis step pertama, terjadi pada ujung balok lantai 2 As B. Letak sendi plastis pada step pertama secara lebih jelas disajikan pada Gambar 4.17.
Gambar 4.17. Sendi plastis pada portal As B step pertama pushover analysis
Sendi plastis hasil analisis pushover pada step pertama terletak pada beberapa ujung balok lantai 2 dari As B dan balok lantai 1 As A. Sendi plastis tersebut terletak pada kategori B yang ditandai dengan titik warna merah jambu. Hal ini menunjukkan keadaan leleh pertama pada struktur sesuai dengan kurva kriteria kinerja ATC 40.
87
Gambar 4.18. Sendi plastis pada step ke-38 pushover analysis
Gambar 4.18. menunjukkan bahwa distribusi sendi plastis hasil analisis pushover pada gedung yang ditinjau pada step ke-38 secara 3D. Sedang gambar distribusi sendi plastis pada step-38 secara 2D As B disajikan pada Gambar 4.19. Pada gambar tersebut terlihat sendi plastis sudah terjadi pada semua kolom bawah.
88
Gambar 4.19. Sendi plastis pada portal As-B step ke-38
Berdasarkan kurva kapasitas dapat diketahui batasan rasio drift atap yang dievaluasi pada performance point (PP), yang mana parameternya adalah maksimum total drift dan maksimum inelastik drift. Ada hasil perhitungannya adalah sebagai berikut: Maksimum total drift =
Dt 0,278 = 0,014 H total 19,5
Maksimum inelastik drift =
(D t D1 ) (0,278 - 0,0641) = 0,011 H total 19,5
Berdasarkan batasan rasio drift atap menurut ATC 40, hasil perhitungan di atas menunjukkan bahwa gedung yang ditinjau dalam studi ini termasuk dalam level kinerja Damage Control (DC). Damage control sebenarnya bukan merupakan level kinerja
89
pokok, tetapi merupakan sebutan untuk kondisi kerusakan struktur bangunan yang berada pada range antara level immediate occupancy, SP-1 sampai level life safety, SP3. Pada level LS bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa, dengan sedikit kerusakan struktural, manusia yang tinggal / berada pada bangunan tersebut terjaga keselamatannya dari gempa bumi.
90
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan Berdasarkan kajian teknis yang telah dilakukan terhadap kondisi struktur utama gedung Timbul Jaya Plaza didapat kesimpulan sebagai berikut : 1.
Perkuatan struktur Gedung Timbul Jaya Plaza dengan menambah balok anak dari WF castella 250x125x6x9 cukup dapat diandalkan untuk menerima beban rencana yang baru 400 kg/m2.
2.
Struktur balok dan kolom existing cukup aman sehingga tidak perlu dilakukan perkuatan.
3.
Dari hasil analisis struktur diketahui struktur masih memenuhi syarat Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate
4.
Dari analisis pushover diketahui struktur masuk kategori Damage Control.
5.2. Saran Saran-saran yang dapat dikemukakan antara lain : 1.
Untuk lantai 2 sampai 4 karena tidak dilakukan perkuatan seperti lantai 1/ground perlu diberikan pembatasan beban karena dari hasil uji beban langsung beban hidup maksimum yang mampu dipikul 378 kg/m2.
2.
Perlu dilakukan studi dengan menggunakan metode lain seperti metode koefisien perpindahan (displacement coeffisien method) sesuai FEMA 356 dan FEMA 440.
91
Daftar Pustaka
Applied Technology Council 40 Applied Technology Council (ATC). 1996. Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings. ATC-40. Volume 1. Redwood City, California : ATC Badan Standarisasi Nasional , SNI 03 2847 2002 Badan Standarisasi Nasional, SNI 03 1726 2002 Agus, Novera, Yosfi, Analysis of Eligibility of Building Structure Designed Based On SKBI 1987 Compared to SNI 1726 2002 in Padang City, Earthquake Engineering and Infrastructure and Building Retrofitting, Yogyakarta, 2006 Christiawan, Evaluasi Kinerja dan Perkuatan Struktur Gedung Guna Alih Fungsi Bangunan, Master Thesis UGM, 2007 Chu Kia Wang, Salmon C, Reinforced Concrete Design, Erlangga, 1994 Computer and Structure, Inc, ETABS Manual, Integrated Building Design Manual, California Barkeley, 2001 Dewobroto, W, Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000, Elex Media Computindo, 2005 Dipohusodo, Istimawan, Struktur Beton Bertulang, Erlangga, 1994. Hartono, Prajitno, dan Pelupessy, Pertimbangan Perbaikan dan Perkuatan Struktur Bangunan Pasca Gempa , Seminar HAKI Inkindo, 8-9 Juni 2006 Lumantarna, Seismic Performance Evaluation Of Building With Pushover Analysis, 2007 Muntafi Y, Evaluasi Kinerja Seismik Gedung Simetri Empat Lantai Dengan Analisis Statik Nonlinier (Pushover), Tugas Akhir UNS, 2008
92
Proyeksi , Up grade Gedung Tua, edisi April 2005 Purwono, Rahmat, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, ITS Press, 2005 Suharjanto, Kajian Banding Secara Numerik Kapasitas dan Perilaku Balok Baja Castella menggunakan Program SAP2000, Media Komunikasi Teknik Sipil,Vol. 13 No.2 Edisi XXXII Juni 2005 Tarigan, Kajian Struktur Bangunan Di Kota Medan Terhadap Gaya Gempa Di Masa Yang Akan Datang, library.usu.ac.id , 2007 Yustina N, Tingkat Kinerja Struktur Gedung Bertulang Tahan Gempa dengan Analisis Pushover berdasarkan ATC 40-1997, Seminar Regional Material, Desain dan Rekayasa Konstruksi pada Bangunan Tahan Gempa, Malang, 2007
Lampiran A PERHITUNGAN BERAT BANGUNAN Berat Lantai
1
Beban Mati Plat
=
1
0.12
0.035
1
Screed
=
Finishing (Granite Tile)
=
Dinding
=
Balok arah y
=
Balok arah x
Kolom
1200
2400
=
345600.0 kg
1200
2100
=
88200.0 kg
1200
36
=
43200.0 kg
0.15
1.7
32
1700
2=
27744.0 kg
0.15
1.7
30
1700
1=
13005.0 kg
0.3
0.7
30
2400
6=
90720.0 kg
0.3
0.6
30
2400
5=
64800.0 kg
=
0.3
0.8
40
2400
5=
115200.0 kg
=
0.3
0.8
32
2400
=
18432.0 kg
=
0.4
0.9
8
2400
=
6912.0 kg
=
5
40
29.6
=
5920.0 kg
=
0.5
0.6
2.5
2400
8=
14400.0 kg
0.6
0.6
2.5
2400
32 =
69120.0 kg
=
903253.0 kg
=
384000.0 kg
Beban Hidup Koef reduksi beban hidup
0.8
Beban hidup per m2 plasa
400
Beban Hidup
0.8
=
Berat Lantai
1200 =
Berat Lantai
400 1287253.0
kg
2
Beban Mati Plat
=
1
0.12
984
2400
=
283392.0 kg
Screed
=
0.035
1
984
2100
=
72324.0 kg
Finishing (Granite Tile)
=
984
36
=
35424.0 kg
Ducting+Ceiling
=
Dinding
=
Balok arah y
Balok arah x
=
=
984
25
=
24600.0 kg
0.15
4.2
40
1700
2=
85680.0 kg
0.15
4.3
5
1700
2=
10965.0 kg
0.3
0.7
30
2400
5=
75600.0 kg
0.3
0.7
6
2400
2=
6048.0 kg
0.3
0.6
30
2400
3=
38880.0 kg
0.3
0.6
6
2400
4=
10368.0 kg
0.3
0.7
6.67
2400
2=
6723.4 kg
0.3
0.6
6.67
2400
1=
2881.4 kg
0.3
0.7
6.67
2400
2=
6723.4 kg
0.3
0.6
6.67
2400
1=
2881.4 kg
0.3
0.8
40
2400
4=
92160.0 kg
0.3
0.8
26.5
2400
2=
30528.0 kg
0.2
0.6
13.5
2400
2=
7776.0 kg
Lampiran A 0.3
0.8
1.5
2400
2=
1728.0 kg
Lampiran A Kolom
=
0.5
0.6
5
2400
8=
28800.0 kg
0.6
0.6
5
2400
32 =
138240.0 kg
=
961722.6 kg
1=
196800.0 kg
Beban Hidup Koef reduksi beban hidup
0.8
Beban hidup per m2 kantor
250
Beban Hidup
0.8
=
Berat Lantai Berat Lantai
984 =
250 1158522.6
kg
2400
=
3, 4
Beban Mati Plat
=
1
0.12
965
277920.0 kg
Screed
=
0.035
1
965
2100
=
70927.5 kg
Finishing (Granite Tile)
=
0.01
1
965
2400
=
23160.0 kg
Ducting+Ceiling
=
1
1
965
25
=
24125.0 kg
Dinding
=
0.15
3.2
40
1700
2=
65280.0 kg
0.15
3.3
5
1700
2=
8415.0 kg
0.3
0.7
30
2400
5=
75600.0 kg
Balok arahy
Balok arah x
Kolom
=
=
=
0.3
0.7
6
2400
2=
6048.0 kg
0.3
0.6
30
2400
3=
38880.0 kg
0.3
0.6
5
2400
2=
4320.0 kg
0.3
0.6
6
2400
2=
5184.0 kg
0.3
0.7
6.67
2400
2=
6723.4 kg
0.3
0.6
6.67
2400
1=
2881.4 kg
0.3
0.7
6.67
2400
2=
6723.4 kg
0.3
0.6
6.67
2400
1=
2881.4 kg
0.3
0.6
8
2400
2=
6912.0 kg
0.3
0.8
40
2400
4=
92160.0 kg
0.3
0.8
26.5
2400
2=
30528.0 kg
0.2
0.6
13.5
2400
2=
7776.0 kg
0.3
0.8
1.5
2400
2=
1728.0 kg
0.3
0.6
2
2400
2=
1728.0 kg
0.5
0.6
4
2400
8=
23040.0 kg
0.6
0.6
4
2400
32 =
110592.0 kg
=
893533.1 kg
1=
193000.0 kg
Beban Hidup Koef reduksi beban hidup
0.8
Beban hidup per m2 kantor
250
Beban Hidup
0.8
Berat Lantai
=
965 =
250 1086533.1
kg
Lampiran A
Lampiran A Berat Lantai 4 ( Atap ) Beban Mati Penutup atap
=
9
11.6
11
Gording C 150
=
9
7.51
8
Plafon
=
8
20
18
Rafter WF 250
=
11.6
14.8
5
2
=
1716.8 kg
Plat
=
1
0.12
880
2400
=
253440.0 kg
Screed + waterproofing =
0.04
1
880
2100
=
73920.0 kg
2
=
1148.4 kg
=
1081.4 kg
=
2880.0 kg
Ducting+Ceiling
=
1
1
880
25
=
22000.0 kg
Dinding
=
0.15
3.2
40
1700
2=
65280.0 kg
0.15
3.3
5
1700
2=
8415.0 kg
0.3
0.7
30
2400
5=
75600.0 kg
0.3
0.7
5
2400
2=
5040.0 kg
0.3
0.6
30
2400
3=
38880.0 kg
0.3
0.6
5
2400
4=
8640.0 kg
0.3
0.8
40
2400
4=
92160.0 kg
0.3
0.8
24
2400
2=
27648.0 kg
0.5
0.6
2
2400
8=
11520.0 kg
0.6
0.6
2
2400
32 =
55296.0 kg
=
744665.6 kg
=
70400.0 kg
Balok arah y
=
Balok arah x
=
Kolom
=
Beban Hidup Koef reduksi beban hidup
0.8
Beban hidup per m2 plasa
100
Beban Hidup
0.8
=
Berat Lantai 10 ( Atap )
880 =
Berat Total Bangunan Lantai
Tinggi Kolom
Berat (kg)
Atap
19.5
815065.6
4
15.5
1086533.1
3
11.5
1086533.1
2
7.5
1158522.6
1
2.5
1287253.0 5433907.4
100 815065.6
kg
Lampiran A
Lampiran A
Reaksi perletakan Beban Mati Penutup atap
=
4
11.2
13
=
582.4 kg
Gording C 150
=
4
7.51
9
=
270.4 kg
Plafon
=
4
10
18
=
720.0 kg
Rafter WF 250
=
11.2
14.8
1
=
165.8 kg
Kolom WF 250
=
0.8
14.8
1
=
11.8 kg 1750.4 kg
Beban Hidup Penutup atap
=
5
100
=
WF 2
50
10
500.0 kg
Lampiran A
Lampiran A
Lampiran A
Lampiran A
Lampiran A
Lampiran A
Lampiran A
Perhitungan Waktu Getar Alami T empirik ( preliminary ) Tx = Ty =
0.0731
H^(3/4)
=
0.0731
19.5
=
0.678
detik
^3/4
T fundamental berdasar SNI 03 1726 2002 z
T=
n
dimana : z =
0.18
n=
5
Wilayah Gempa 3 Tabel 8 SNI 1726 2002 jumlah tingkat
sehingga didapat T=
0.90
detik
Dari data di atas T empirik
0.678 Wilayah Gempa 3
Jenis Tanah
sedang
Dengan menggunakan diagram respons spektrum didapat C1 =
0.486
Perhitungan gaya geser horisontal V V=
C1
x
I
x
Wt
R dimana R=
8.5
faktor reduksi gempa Daktilitas Penuh
I=
0.8
faktor keutamaan gedung
Wt = 5,433,907
kg
Berat total bangunan
sehingga V=
0.486 x
0.8 x
5,433,907
8.5 = 248802.02
kg
Distribusi gaya geser gempa horisontal sepanjang tinggi bangunan check rasio tinggi gedung dengan lebar gedung searah pembebanan Pada arah x H = A
19.5 30
=
0.65
< 3
OK
Pada arah Y H =
19.5
A
=
0.49
< 3
OK
40
Fix terbagi sepanjang tinggi bangunan dengan rumus Wi . hi .Vx Wi . hi
Fix =
hi
Wi
(m)
(kg)
Atap
19.5
815065.64
15893780
69208.90
4
15.5
1086533.1
16841263
73334.68
3
11.5
1086533.1
12495131
54409.60
2
7.5
1158522.6
8688920
37835.59
1
2.5
Lantai
1287253 5433907.4
Wi.hi
Fi (kg)
3218133
14013.24
57137225.68
248802.02
Perhitungan Waktu Getar Alami Fundamental Lantai hi Wi di (m) (kg) mm Atap 19.5 815065.6 14.704 4 15.5 1086533.1 12.686 3 11.5 1086533.1 10.108 2 7.5 1158522.6 6.454 1 2.5 1287253.0 0.906 5433907.4 n
T= 2
Wi . di
di^2 mm2 216.21 160.93 102.17 41.65 0.82
Fi (kg) 69208.90 73334.68 54409.60 37835.59 14013.24 248802.02
Wi.di^2
Fi. di
176223399 174860765 111012895 48257235 1056623.6 511410918
1017648 930323.8 549972.3 244190.9 12696 2754831
2
i 1
g
n
Fi . d i
i 1
=
0.853
detik
Nilai T yang diizinkan = 0.8 T Rayleigh = 0.8 x = 0.682 Memenuhi syarat pasal 6.2 SNI 1726 2002
< T empiris 0.853 detik
<
0.9
detik
Dimensi kolom memiliki kekakuan lateral yang cukup terhadap pembebanan gempa
Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate Syarat drif D s =
0,03 h/R =
Syarat drif D s =
0,02 h
Lantai Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
hi (m) 19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
=
Ds ( mm) 14.704 12.686 10.108 6.454 0.906
14.12 30.00
mm mm
80
mm
Analisa D s akibat gempa arah y drif antar tingkat Syarat drif ( mm ) Ds 2.02 14.12 2.58 14.12 3.65 14.12 5.55 17.65 0.91 8.82
Ket OK OK OK OK OK
Struktur memenuhi syarat kinerja batas layan SNI Ps 8.1.2 Struktur memenuhi syarat kinerja ultimate layan SNI Ps 8.2.1 Struktur masih dalam fase elastis Lantai Atap 4.00 3.00 2.00
hi (m) 19.50 15.50 11.50 7.50
Ds ( mm) 14.704 12.686 10.108 6.454
drif antar tingkatdrif antar tingkatSyarat drif ( mm ) ( mm ) Dm 2.02 12.01 80.00 2.58 15.34 80.00 3.65 21.74 80.00 5.55 33.01 100.00
Ket OK OK OK OK
OK
1.00
2.50
0.906
0.91
5.39
50.00
OK
A
4 4 4 5 2.5
4 4 4 5
2.5
Perhitungan Waktu Getar Alami Fundamental Lantai hi Wi di (m) (kg) mm Atap 19.5 815,066 13.316 4 15.5 1,086,533 11.947 3 11.5 1,086,533 9.505 2 7.5 1,158,523 6.084 1 2.5 1,287,253 0.894 5,433,907 n
T= 2
Wi . di
di^2 mm2 177.315856 142.730809 90.345025 37.015056 0.799236
Fix (kg) 69208.90 73334.68 54409.60 37835.59 14013.24
Wi.di^2
Fix. di
144524062 155081748 98162860.1 42882778.9 1028818.94 441680268
921585.72 876129.44 517163.27 230191.74 12527.84 2557598
detik
OK
Y
2
i1
g
n
Fi . d i
i 1
=
0.833
detik
Nilai T yang diizinkan =
0.8 T Rayleigh = 0.8 x = 0.667 Memenuhi syarat pasal 6.2 SNI 1726 2002
< T empiris 0.833 detik
<
0.9
Dimensi kolom memiliki kekakuan lateral yang cukup terhadap pembebanan gempa
Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate Syarat drif D s =
0,03 h/R =
Syarat drif D s =
0,02 h
Lantai
hi (m)
Ds ( mm)
=
14.12 30.00
mm mm
80
mm
Analisa D s akibat gempa arah x drif antar tingkat Syarat drif ( mm ) Ds
6 Ket
As 6
Lantai
4
Atap 4 3 2 1
Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
13.316 11.947 9.505 6.084 0.894
1.37 2.44 3.42 5.19 0.89
14.12 14.12 14.12 17.65 8.82
OK OK OK OK OK
4 4 4 5 2.5
Struktur memenuhi syarat kinerja batas layan SNI Ps 8.1.2 Struktur memenuhi syarat kinerja ultimate layan SNI Ps 8.2.1 Struktur masih dalam fase elastis Lantai Atap 4.00 3.00 2.00 1.00
hi (m) 19.50 15.50 11.50 7.50 2.50
Ds ( mm) 13.316 11.947 9.505 6.084 0.894
drif s antar tingkat drif m antar tingkat ( mm ) ( mm ) 1.37 8.15 2.44 14.53 3.42 20.35 5.19 30.88 0.89 5.32
Syarat drif Dm 80.00 80.00 80.00 100.00 50.00
Ket OK OK OK OK OK
4 4 4 5 2.5
hi (m) 0 0 0 0 0
Wi (kg) 0 0 0 0 0 0
di ( cm ) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
di^2 ( cm2 ) 0 0 0 0 0
Fix (kg) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Wi.di^2
Fix. di
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
Massa Lantai Lantai Tebal plat 5 4 3 2 1
0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
Luas 880 965 965 998.8 1200
Massa kg 253440.0 277920.0 277920.0 287654.4 345600.0
Momen Inersia Massa 52,800,000.00 57,900,000.00 57,900,000.00 59,928,000.00 72,000,000.00
Lampiran B
Perhitungan Pusat Massa Lantai 1 Uraian A
Ukuran 40 30
Luas 1200
X 20
Y 15
1200
Lantai 2 Uraian A B C D E1 F1 G
Ukuran 24 30 2.5 18 16 6 16 6 1.5 5.67 1.5 5.67 1.5 6.66
24000
X=
20.000
Y=
15.000
Luas 720 45 96 96 8.505 8.505 9.99
AX 24000
X 12 25.25 32 32 39.5 39.5 39.25
AY 18000 18000
A
Y 15 15 3 27 8.835 21.175 15
AX AY 8640 10800 1136.25 675 3072 288 3072 2592 335.9475 75.14168 335.9475 180.0934 392.1075 149.85
C E A
B
G
F 984
16984.25 14760.09
X=
17.260
Y=
15.000
D
Lampiran B
Lantai 3,4 Uraian A B C D E1 E2 E3 F1 F2 F3
Ukuran 24 2.5 16 16 2
30 18 6 6 2
Luas 720 45 96 96 4
X 12 25.25 32 32 39
Y 15 15 3 27 7
AX 8640 1136.25 3072 3072 156
AY 10800 675 288 2592 28
C E
A 2
2
4
39
23
965
156
16232.25
X=
16.821
Y=
15.000
B
92
F
14475 D
C Atap Uraian A C D
Ukuran 24 30 16 16
5 5
Luas 720
X 12
Y 15
AX 8640
AY 10800
80 80
32 32
2.5 27.5
2560 2560
200 2200
880
13760
X=
15.636
Y=
15.000
A
13200
D
Perhitungan Pusat Kekakuan Lantai 1 Uraian 1A 1B 1C 1D 1E 1F 2A 2B 2C 2D 2E 2F 3A 3B 3C 3D 3E 3F 4A 4B 4C 4D 4E 4F 5A 5B 5C 5D 5E 5F 6A 6B 6C 6D 6E 6F
Ukuran 50 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 50
60 50 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 50 60
I 900000 625000 1080000 1080000 1080000 1080000 625000 900000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 900000 625000 1080000 1080000 1080000 1080000 625000 900000
E 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000
L 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250
K 162432 112800 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 112800 162432 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 162432 112800 194918.4 194918.4 194918.4 194918.4 112800 162432 7338317 X= = Y=
X 0 60 800 1600 2400 3200 3940 4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 60 800 1600 2400 3200 3940 4000
KX 0 6768000 155934720 311869440 467804160 623738880 444432000 649728000 0 155934720 311869440 467804160 623738880 779673600 0 155934720 311869440 467804160 623738880 779673600 0 155934720 311869440 467804160 623738880 779673600 0 155934720 311869440 467804160 623738880 779673600 0 6768000 155934720 311869440 467804160 623738880 444432000 649728000 14676633600
2000.000 cm 20.000 m 15.000 m
Perhitungan Pusat Kekakuan Lantai 2 Uraian 1A 1B 1C 1D 1E 1F 2A 2B 2C 2D 2E 2F 3A 3B 3C 3D 3E 3F 4A 4B 4C 4D 4E 4F 5A 5B 5C 5D 5E 5F 6A 6B 6C 6D 6E 6F
Ukuran 50 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
60 50 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
I 900000 625000 1080000 1080000 1080000 1080000 625000 900000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000
E 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000
L 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500
K 20304 14100 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 14100 20304 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8
X 0 60 800 1600 2400 3200 3940 4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 800 1600 2400
KX 0 846000 19491840 38983680 58475520 77967360 55554000 81216000 0 19491840 38983680 58475520 77967360 97459200 0 19491840 38983680 58475520
60 60 60 60 60
60 60 60 60 60
1080000 1080000 1080000 1080000 1080000
235000 235000 235000 235000 235000
500 500 500 500 500
24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8
4000 0 800 1600 2400
97459200 0 19491840 38983680 58475520
60 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 50
60 60 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 50 60
1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 900000 625000 1080000 1080000 1080000 1080000 625000 900000
235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000
500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500
24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 20304 14100 24364.8 24364.8 24364.8 24364.8 14100 20304 868560
4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 60 800 1600 2400 3200 3940 4000
97459200 0 19491840 38983680 58475520 77967360 97459200 0 846000 19491840 38983680 58475520 77967360 55554000 81216000 1678644480
X= = Y=
1932.675 cm 19.327 m 15.000 m
Lantai 3 ke atas Uraian Ukuran 1A 50 60 1B 60 1C 60 1D 60 1E 60 1F 60 50 2A 60 2B 60 2C 60 2D 60 2E 60 2F 60 3A 60 3B 60 3C 60 3D 60 3E 3F 60 4A 60 4B 60 4C 60 4D 60 4E 4F 60 5A 60 5B 60 5C 60 5D 60 5E 60 5F 60 6A 50 60 6B 60 6C 60 6D 60 6E 60 6F 60 50
60 50 60 60 60 60 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
I 900000 625000 1080000 1080000 1080000 1080000 625000 900000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000
E 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000
L 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400
K 39656.25 27539.06 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 27539.06 39656.25 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5
X 0 60 800 1600 2400 3200 3940 4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 800 1600 2400
KX 0 1652343.75 38070000 76140000 114210000 152280000 108503906.3 158625000 0 38070000 76140000 114210000 152280000 190350000 0 38070000 76140000 114210000
60 60 60 60 60
1080000 1080000 1080000 1080000 1080000
235000 235000 235000 235000 235000
400 400 400 400 400
47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5
4000 0 800 1600 2400
190350000 0 38070000 76140000 114210000
60 60 60 60 60 60 60 60 50 60 60 60 60 50 60
1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 1080000 900000 625000 1080000 1080000 1080000 1080000 625000 900000
235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000 235000
400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400
47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 39656.25 27539.06 47587.5 47587.5 47587.5 47587.5 27539.06 39656.25 1696406
4000 0 800 1600 2400 3200 4000 0 60 800 1600 2400 3200 3940 4000
X= = Y=
190350000 0 38070000 76140000 114210000 152280000 190350000 0 1652343.75 38070000 76140000 114210000 152280000 108503906.3 158625000 3278602500
1932.675 cm 19.327 m 15.000 m
Untuk gempa arah y Pusat Massa
Pusat Kekakuan
e teoritik
e tambahan
e pusat massa baru
Xbaru
Xv
Xr
ex
dex = 1,5.ex+0,05b
exb = ex + dex
Xr+exb
1
20.000
20.000
0.000
2.000
2.000
22.000
15
2
17.260
19.327
-2.066
-1.100
-3.166
16.161
15
3
16.821
19.327
-2.506
-1.759
-4.264
15.062
15
4
16.821
19.327
-2.506
-1.759
-4.264
15.062
15
5
15.636
19.327
-3.690
-3.536
-7.226
12.101
15
Pusat Massa
Pusat Kekakuan
e teoritik
e tambahan
e pusat massa baru
Ybaru
X
Yv
Yr
ey
dey = 1,5.ey+0,05b
eyb = ey + dey
Yr + eyb
1
15.000
15.000
0.000
1.500
1.500
16.500
20.000
2
15.000
15.000
0.000
1.500
1.500
16.500
17.260
3
15.000
15.000
0.000
1.500
1.500
16.500
16.821
4
15.000
15.000
0.000
1.500
1.500
16.500
16.821
5
15.000
15.000
0.000
1.500
1.500
16.500
15.636
Lantai
Y
Untuk gempa arah x Lantai
Massa lantai dan Momen inersia massa Lantai
Luas
Massa (kg)
Momen inersia
Ket
M = Bv.V 1
1200.000
345600.0
72000000.0
2
984.000
283392.0
59040000.0
3
965.000
277920.0
57900000.0
4
965.000
277920.0
57900000.0
5
880.000
253440.0
52800000.0
I
1 M (b 2 h 2 ) 12
Lampiran C
TABEL PERHITUNGAN EVALUASI KEKUATAN PLAT LANTAI 1
(GROUND)
Sebelum diberi balok anak Type
Ly
Lx
Koefisien Momen Tumpuan Lapangan
ly/lx
x
y
x
Momen qU
Tumpuan
y
Mx
Lapangan
My
Mx
Ket
My
A
4.7
3.7
1.28
78.4
71
40.4
25.4
1117
1198.87 1085.71
617.79
388.41
Perkuatan
B
6.37
3.7
1.73
81.3
53.35
52.6
17.35
1117
1243.22
815.81
804.34
265.31
Perkuatan
C
4.7
3.7
1.28
72.4
55
40.2
20.2
1117
1107.12
841.05
614.73
308.89
Perkuatan
D
6.37
3.7
1.73
79.95
54
51.6
15
1117
1222.57
825.75
789.05
229.38
Perkuatan
Setelah diberi balok anak Type
Ly
Lx
Koefisien Momen Tumpuan Lapangan
ly/lx
x
y
x
y
Momen qU
Tumpuan
Lapangan
Mx
My
Mx
My
Ket
A'
3.7
2.5
1.48
92.8
74.8
51
21.8
1117
647.86
522.20
356.04
152.19
OK
B'
3.7
3.35
1.11
65.5
54.55
32.95
22.8
1117
821.08
683.81
413.05
285.81
OK
C'
3.7
2.5
1.48
77.6
54.6
18.6
20.2
1117
541.75
381.18
129.85
141.02
OK
D'
3.7
3.35
1.11
57.6
52.65
29.95
23.35
1117
722.05
660.00
375.44
292.70
OK
A
C
C
C
A
B
D
D
B
D
D
D
B
B
D
D
D
B
A
C
C
A
C
D
B
Lampiran C MODEL PLAT LANTAI 1 (GROUND)
TABEL PERHITUNGAN EVALUASI KEKUATAN PLAT LANTAI
Type
Ly
Lx
ly/lx
Koefisien Momen Tumpuan Lapangan x
y
x
(2) Momen
qU
y
Tumpuan
Lapangan
Mx
My
Mx
My
Ket
A
4.7
3.7
1.271
77.68
70.775 39.91
25.58
907
964.54
878.80
495.49
317.62
OK
B
6.37
3.7
1.722
81.22
53.39
52.44
17.39
907
1008.49
662.93
651.14
215.93
OK
C
4.7
3.7
1.271
72.13
55
39.84
20.29
907
895.63
682.93
494.69
251.94
OK
D
6.37
3.7
1.722
79.83
54
51.44
15
907
991.24
670.51
638.72
186.25
OK
E
6.37
1.7
3.748
83
49
65
16
907
217.56
128.44
170.38
41.94
OK
F
6.37
1.7
3.748
112
112
113
20
907
293.58
293.58
296.20
52.42
OK
G
6.37
1.7
3.748
83
49
65
16
907
217.56
128.44
170.38
41.94
OK
H
3.7
0.7
5.286
83
49
65
16
907
36.89
21.78
28.89
7.11
OK
A
C
C
C
C
C
C
C
C
H
H
A
B
D
D
D
D
D
E
F
B
D
D
D
D
D
E
F
B
D
D
D
D
D
E
F H
A
C
C
C
C
MODEL PLAT LANTAI 2
C
C
C
H
C
A
TABEL PERHITUNGAN EVALUASI KEKUATAN PLAT LANTAI Type
Ly
Lx
ly/lx
Koefisien Momen Tumpuan Lapangan x
y
x
( 3-4) Momen
qU
Tumpuan
y
Lapangan
Ket
Mx
My
Mx
My
A
4.7
3.7
1.271
77.68
70.775 39.91
25.58
907
964.54
878.80
495.49
317.62
OK
B
6.37
3.7
1.722
81.22
53.39
52.44
17.39
907
1008.49
662.93
651.14
215.93
OK
C
4.7
3.7
1.271
72.13
55
39.84
20.29
907
895.63
682.93
494.69
251.94
OK
D
6.37
3.7
1.722
79.83
54
51.44
15
907
991.24
670.51
638.72
186.25
OK
E
6.37
1.7
3.748
83
49
65
16
907
217.56
128.44
170.38
41.94
OK
H
3.7
0.7
5.286
83
49
65
16
907
36.89
21.78
28.89
7.11
OK
A
C
C
C
D
C
C
C
C
C
H
H D
B
D
D
B
D
D
D
D
D
B
D
D
E
D
D
E
D
D
E
A
C
C
C
C
C
MODEL PLAT LANTAI 3-4
C
H
C
H
C
TABEL PERHITUNGAN EVALUASI KEKUATAN PLAT LANTAI
Koefisien Momen Tumpuan Lapangan
(ATAP)
Momen
Type
Ly
Lx
ly/lx
Mx
My
Mx
My
A
4.7
3.7
1.271
77.68
70.775 39.91
25.58
636.4
676.77
616.61
347.66
222.86
OK
B
6.37
3.7
1.722
81.22
53.39
52.44
17.39
636.4
707.61
465.15
456.87
151.51
OK
C
4.7
3.7
1.271
72.13
55
39.84
20.29
636.4
628.42
479.18
347.10
176.77
OK
D
6.37
3.7
1.722
79.83
54
51.44
15
636.4
695.50
470.47
448.16
130.68
OK
I
4.7
3.7
1.271
77.42
77.42
42.49
19.29
636.4
674.51
674.51
370.14
168.06
OK
J
4.7
3.7
1.271
101.2
101.2
43.45
24.29
636.4
881.64
881.64
378.55
211.62
OK
x
A
C
B
D
B
D
B
A
y
C
D
x
C
qU
Tumpuan
y
C
I
C
D
D
B
D
D
D
B
D
D
D
D
B
C
C
C
C
C
MODEL PLAT ATAP
I
Ket
Lapangan
I
I
I
I
J
J
Perhitungan Momen Kapasitas Plat Data : b= h= d' = d=
1000 120 25 95
mm mm mm mm
fc = fy =
35 Mpa 240 MPa
Tulangan As =
D 8 - 100 502.40
a=
4.05 mm
Mn = As.fy(d-a/2) = 11210374 Nmm = 1121.04 kgm Mu = 1008.934 kgm
Perhitungan Momen Kapasitas Plat Data : b=
1000 mm
h=
120 mm
d' =
25 mm
d=
95 mm
fc =
55 Mpa
fy =
240 MPa
Mutu Beton aktual
Tulangan D 8 - 100 As = 502.40 a=
2.58 mm
Mn = As.fy(d-a/2) = 11329371.25 Nmm =
1132.94
Mu = 1019.6
kgm kgm
TABEL PERHITUNGAN EVALUASI KEKUATAN PLAT LANTAI
1
Sebelum diberi balok anak Type
Ly
Lx
ly/lx
Koefisien Momen Tumpuan Lapangan x
y
x
Momen qU
y
Tumpuan
Lapangan
Mx
My
Mx
My
Ket
A
4.7
3.7
1.28
78.4
71
40.4
25.4
1008
1081.88
979.77
557.50
350.51
Perkuatan
B
6.37
3.7
1.73
81.3
53.35
52.6
17.35
1008
1121.90
736.20
725.85
239.42
Perkuatan
C
4.7
3.7
1.28
72.4
55
40.2
20.2
1008
999.09
758.97
554.74
278.75
OK
D
6.37
3.7
1.73
79.95
54
51.6
15
1008
1103.27
745.17
712.06
206.99
Perkuatan
Mx = Mu cap pada nilai fc =
55
Mpa
Lampiran D
Perhitungan Evaluasi Momen Kapasitas Balok Lantai 1
Lantai 2
Lokasi
Type
M kap
M ult
Ket
No
Kombinasi
Lokasi
Type
M kap
M ult
Ket
No
Kombinasi
1
B2a
42692.74
24419
OK
B4
3
1
B2a
42692.74
27924
OK
B4
3
2
B2
74663.9232
30901
OK
B35
2
2
B2c
68492.16
36728
OK
B35
3
B2b
136952.105
44236
OK
B34
3
B2c
68492.16
37910
OK
B34
3
3
B2
74663.9232
34503
OK
B75
2
3
B2c
68492.16
40567
OK
B75
3
4
B2
74663.9232
33123
OK
B107
2
4
B2c
68492.16
43215
OK
B107
3
5
B2
74663.9232
38334
OK
B148
3
5
B2c
68492.16
40014
OK
B148
3
6
B2a
42692.7403
27691
OK
B181
3
6
B2a
42692.74
31908
OK
B181
3
A
B1a
30911.8105
18779
OK
B82
4
A
B1a
30911.81
21405
OK
B82
4
AB
B3
22331.5359
16011
OK
B115
2
AB
B3
22331.54
13906
OK
B115
2
B
B1
36724.65
22967
OK
B86
4
B
B1
36724.65
23394
OK
B86
4
C
B1
36724.65
21734
OK
B90
4
C
B1
36724.65
21872
OK
B90
4
D
B1
36724.65
21154
OK
B94
4
D
B1
36724.65
19084
OK
B94
4
E
B1
36724.65
16227
OK
B26
4
E
B5
24816.65
16724
OK
B26
4
F
B1a
30911.8105
16501
OK
B73
4
F
B1a
30911.81
15522
OK
B73
4
Lampiran D
Lantai 3
Lantai 4
Lokasi
Type
M kap
M ult
Ket
No
Kombinasi
Lokasi
Type
M kap
M ult
Ket
No
Kombinasi
1
B2a
42692.7403
25479
OK
B4
3
1
B2a
42692.74
22018
OK
B4
3
2
B2c
68492.1613
34113
OK
B35
3
2
B2c
68492.16
30359
OK
B35
3
B2c
68492.1613
33654
OK
B34
3
B2c
68492.16
29114
OK
B34
3
3
B2c
68492.1613
36499
OK
B75
3
3
B2c
68492.16
31788
OK
B75
3
4
B2c
68492.1613
39146
OK
B107
3
4
B2c
68492.16
36540
OK
B107
3
5
B2c
68492.1613
35574
OK
B148
3
5
B2c
68492.16
30100
OK
B148
3
6
B2a
42692.7403
28673
OK
B181
3
6
B2a
42692.74
24300
OK
B181
3
A
B1a
30911.8105
17704
OK
B82
4
A
B1a
30911.81
13602
OK
B82
4
AB
B3
22331.5359
13887
OK
B115
2
AB
B3
22331.54
13884
OK
B115
2
B
B1
36724.65
20068
OK
B86
4
B
B1
36724.65
16358
OK
B86
4
C
B1
36724.65
18857
OK
B90
4
C
B1
36724.65
15495
OK
B90
4
D
B1
36724.65
16426
OK
B94
4
D
B1
36724.65
13440
OK
B94
4
E
B5
24816.6464
12921
OK
B26
4
E
B5
24816.65
9236
OK
B26
4
F
B1a
30911.8105
14288
OK
B73
4
F
B1a
30911.81
12232
OK
B73
4
Lampiran D
Lantai 5 Lokasi
Type
M kap
M ult
Ket
No
Kombinasi
1
B2a
42692.7403
11866
OK
B4
3
2
B2c
68492.1613
22294
OK
B35
3
B2c
68492.1613
21731
OK
B34
3
3
B2c
68492.1613
24940
OK
B75
3
4
B2c
68492.1613
25099
OK
B106
3
5
B2c
68492.1613
22933
OK
B149
3
6
B2a
42692.7403
12848
OK
B181
3
A
B1a
30911.8105
8272
OK
B82
4
AB
B3
22331.5359
10382
OK
B115
2
B
B1
36724.65
10623
OK
B86
4
C
B1
36724.65
10200
OK
B90
4
D
B1
36724.65
7024
OK
B94
4
E
B5
24816.6464
4333
OK
B26
4
F
B1a
30911.8105
4848
OK
B73
4
Lampiran D
PERHITUNGAN MOMEN KAPASITAS BALOK
fc =
35
Mpa
fy =
390
Mpa
Type
Dimensi
Mu kap
b
h
kg.m
B1
300
700
36724.65
B1a
300
700
30911.81
B2
300
800
74663.92
B2a
300
800
42692.74
B2b
400
900
136952.10
B2c
300
800
68492.16
B3
300
600
22331.54
B4
300
800
42454.02
B6
200
600
14774.83
B8
300
700
30675.50
Lampiran D
Perhitungan Evaluasi Kapasitas Geser Balok Lantai 1
Lantai 2
Lokasi
Type
V Kap
V Ult
Ket
No
Kombinasi
Lokasi
Type
V Kap
V Ult
Ket
No
Kombinasi
1
B2a
32324.75
14892
OK
B4
3
1
B2a
32324.75
15713
OK
B4
3
2
B2
40383.1435
21410
OK
B35
2
2
B2c
40383.14
20251
OK
B35
3
B2b
63603.378
25268
OK
B34
3
B2c
40383.14
21156
OK
B34
3
3
B2
40383.1435
24013
OK
B75
2
3
B2c
40383.14
22557
OK
B75
3
4
B2
40383.1435
22236
OK
B107
3
4
B2c
40383.14
22417
OK
B107
3
5
B2
40383.1435
21893
OK
B148
3
5
B2c
40383.14
21681
OK
B148
3
6
B2a
32324.7505
15852
OK
B181
3
6
B2a
32324.75
16885
OK
B181
3
A
B1a
28029.1026
10273
OK
B82
4
A
B1a
28029.1
10670
OK
B82
4
AB
B3
23797.8894
12149
OK
B115
2
AB
B3
23797.89
10804
OK
B115
2
B
B1
28029.1026
14700
OK
B86
4
B
B1
28029.1
13626
OK
B86
4
C
B1
28029.1026
14294
OK
B90
4
C
B1
28029.1
13124
OK
B90
4
D
B1
28029.1026
14714
OK
B94
4
D
B1
28029.1
11611
OK
B94
4
E
B1
28029.1026
12723
OK
B26
4
E
B1
28029.1
11820
OK
B26
4
F
B1a
28029.1026
12158
OK
B73
4
F
B1a
28029.1
10196
OK
B73
4
Lampiran D
Lantai 3
Lantai 4
Lokasi
Type
V Kap
V Ult
Ket
No
Kombinasi
Lokasi
Type
V Kap
V Ult
Ket
No
Kombinasi
1
B2a
32324.7505
15079
OK
B4
3
1
B2a
32324.75
14166
OK
B4
3
2
B2c
40383.1435
19514
OK
B35
3
2
B2c
40383.14
18508
OK
B35
3
B2c
40383.1435
19864
OK
B34
3
B2c
40383.14
18507
OK
B34
3
3
B2c
40383.1435
21362
OK
B75
3
3
B2c
40383.14
19971
OK
B75
3
4
B2c
40383.1435
23299
OK
B107
2
4
B2c
40383.14
20611
OK
B107
3
5
B2c
40383.1435
20376
OK
B148
3
5
B2c
40383.14
18867
OK
B148
3
6
B2a
32324.7505
16021
OK
B181
3
6
B2a
32324.75
14849
OK
B181
3
A
B1a
28029.1026
9453
OK
B82
4
A
B1a
28029.1
8105
OK
B82
4
B3
23797.8894
10816
OK
B115
2
B3
23797.89
10824
OK
B115
2
B
B1
28029.1026
12533
OK
B86
4
B
B1
28029.1
11315
OK
B86
4
C
B1
28029.1026
12133
OK
B90
4
C
B1
28029.1
11028
OK
B90
4
D
B1
28029.1026
10736
OK
B94
4
D
B1
28029.1
9745
OK
B94
4
E
B1
28029.1026
10053
OK
B26
4
E
B1
28029.1
8263
OK
B26
4
F
B1a
28029.1026
9330
OK
B73
4
F
B1a
28029.1
8681
OK
B73
4
Lampiran D
Lantai 5 Lokasi
Type
V Kap
V Ult
Ket
No
Kombinasi
1
B2a
32324.7505
7641
OK
B4
3
2
B2c
40383.1435
14425
OK
B35
3
B2c
40383.1435
14931
OK
B34
3
3
B2c
40383.1435
16284
OK
B75
3
4
B2c
40383.1435
14369
OK
B106
3
5
B2c
40383.1435
15139
OK
B149
3
6
B2a
32324.7505
7949
OK
B181
3
A
B1a
28029.1026
5786
OK
B82
4
B3
23797.8894
8232
OK
B115
2
B
B1
28029.1026
8318
OK
B86
4
C
B1
28029.1026
8181
OK
B90
4
D
B1
28029.1026
5369
OK
B94
4
E
B1
28029.1026
5373
OK
B26
4
F
B1a
28029.1026
2936
OK
B73
4
Lampiran D
PERHITUNGAN MOMEN KAPASITAS BALOK
fc =
35
Mpa
fy =
390
Mpa
Dimensi
Type
Vu cap (kg)
b
h
q Vn
B1
300
700
28029.1
B1a
300
700
28029.1
B2
300
800
40383.1
B2a
300
800
32324.8
B2b
400
900
63603.4
B2c
300
800
40383.1
B3
300
600
23797.9
B4
300
800
61033.3
B6
200
600
24592.9
B8
300
700
35083.0
PERHITUNGAN MOMEN KAPASITAS BALOK fc =
35
Mpa
0.0393
fy =
390
Mpa
0.0295
Type
Dimensi
Tulangan Lentur
As
Mu kap
terpasang
kg.m
r min =
0.0036
r
r
b
h
d'
d
B2
300
800
49.5
750.50
11
D
19
3117.24
74663.92
0.01385
OK
B2c
300
800
49.5
750.50
10
D
19
2833.85
68492.16
0.01259
OK
B2a
300
800
47.5
752.50
6
D
19
1700.31
42692.74
0.00753
OK
B2b
400
900
51.5
848.50
18
D
19
5100.93
136952.10
0.01503
OK
B1
300
700
47.5
652.50
6
D
19
1700.31
36724.65
0.00869
OK
B1a
300
700
47.5
652.50
5
D
19
1416.93
30911.81
0.00724
OK
B3
300
600
46
554.00
6
D
16
1205.76
22331.54
0.00725
OK
B4
300
800
51.5
748.50
6
D
19
1700.31
42454.02
0.00757
OK
B5
300
700
51.5
648.50
4
D
19
1133.54
24816.65
0.00583
OK
B6
200
600
50
550.00
4
D
16
803.84
14774.83
0.00731
OK
B7
300
600
46
554.00
5
D
16
1004.80
18764.47
0.00605
OK
B8
300
700
48
652.00
7
D
16
1406.72
30675.50
0.00719
OK
min 14774.83
PERHITUNGAN KAPASITAS GESER BALOK fc =
35
Mpa
fy =
240
Mpa
Type
Dimensi
Av
Vc (N)
Vs (N)
Vn (N)
Vu cap (N)
Vu cap (kg)
Vc+Vs
q Vn
q Vn
b
h
B2
300
800
157.00 222000.9 282788.4 504789.3 403831.4 40383.1
B2c
300
800
157.00 222000.9 282788.4 504789.3 403831.4 40383.1
B2a
300
800
100.48 222592.5 181466.9 404059.4 323247.5 32324.8
B2b
400
900
226.08 334652.9 460389.3 795042.2 636033.8 63603.4
B1
300
700
100.48 193012.1 157351.7 350363.8 280291.0 28029.1
B1a
300
700
100.48 193012.1 157351.7 350363.8 280291.0 28029.1
B3
300
600
100.48 163875.4 133598.2 297473.6 237978.9 23797.9
B4
300
800
226.08 221409.3 541506.8 762916.1 610332.9 61033.3
B5
300
700
226.08 191828.9 469161.2 660990.1 528792.1 52879.2
B6
200
600
226.08 108461.5 198950.4 307411.9 245929.5 24592.9
B7
300
600
100.48 163875.4
B8
300
700
157.00 192864.2 245673.6 438537.8 350830.2 35083.0
1/6.fc^0,5.bd Av.fy.d/s
89065.5 252940.9 202352.7 20235.3
min 20235.27
Lampiran E ETABS v9.0.0
File:TJP FINAL
P U S H O V E R
Units:Kgf-m
February 1, 2009 7:34
PAGE 1
Base Force
A-B
CP-C
C-D
D-E
C U R V E
Pushover Case PUSH2 Step
Displacement
B-IO IO-LS LS-CP
>E TOTAL
0
-1.271E-05
0.0000
2498
2
0
0
0
0
0
0
2500
1
0.0148
167653.1094
2413
87
0
0
0
0
0
0
2500
2
0.0308
294683.2813
2348
152
0
0
0
0
0
0
2500
3
0.0469
374200.0313
2281
219
0
0
0
0
0
0
2500
4
0.0641
436689.9063
2227
261
12
0
0
0
0
0
2500
5
0.0798
483633.8438
2187
276
37
0
0
0
0
0
2500
6
0.0976
531585.6875
2141
297
62
0
0
0
0
0
2500
7
0.1151
574627.1250
2103
309
82
6
0
0
0
0
2500
8
0.1311
610309.3125
2080
311
94
15
0
0
0
0
2500
9
0.1499
649607.6250
2054
308
109
29
0
0
0
0
2500
10
0.1661
681484.3750
2019
325
110
46
0
0
0
0
2500
11
0.1821
710731.6875
1988
338
114
60
0
0
0
0
2500
12
0.1988
738456.6875
1965
336
127
72
0
0
0
0
2500
13
0.2182
767341.1250
1944
333
137
86
0
0
0
0
2500
14
0.2358
791845.0625
1922
334
143
100
0
1
0
0
2500
15
0.2481
807700.7500
1920
336
143
100
0
0
1
0
2500
Lampiran E Step
Displacement
Base Force
A-B
B-IO IO-LS
LS-CP
CP-C
C-D
D-E
>E TOTAL
16
0.2482
801877.0625
1920
335
144
100
0
0
1
0
2500
17
0.2485
802934.4375
1897
348
135
116
0
3
1
0
2500
18
0.2616
819706.6875
1897
348
135
115
0
0
5
0
2500
19
0.2616
803670.3750
1895
349
134
117
0
0
5
0
2500
20
0.2628
809471.0625
1895
349
134
116
0
1
5
0
2500
21
0.2633
810962.4375
1893
349
136
115
0
0
7
0
2500
22
0.2633
802443.1875
1892
350
136
115
0
0
7
0
2500
23
0.2636
804330.8125
1892
349
137
114
1
0
7
0
2500
24
0.2650
808915.5000
1873
343
148
127
1
1
7
0
2500
25
0.2806
827442.8750
1873
343
148
127
1
1
7
0
2500
26
0.2806
827442.8750
1871
345
148
127
1
0
8
0
2500
27
0.2806
822530.0625
1871
344
149
127
1
0
8
0
2500
28
0.2809
823706.4375
1870
344
150
127
1
0
8
0
2500
29
0.2812
824575.5625
1870
344
150
126
1
1
8
0
2500
30
0.2815
825056.2500
1868
346
150
126
1
0
9
0
2500
31
0.2816
820381.2500
1867
347
150
126
1
0
9
0
2500
32
0.2819
821765.9375
1857
354
149
127
1
3
9
0
2500
33
0.2878
829150.0625
1855
353
152
126
1
1
12
0
2500
34
0.2878
817799.1875
1854
354
150
125
1
0
16
0
2500
35
0.2878
801311.6875
1851
357
148
127
1
0
16
0
2500
36
0.2899
811067.1250
1849
357
148
129
0
1
16
0
2500
37
0.2925
816781.1875
1846
360
148
129
0
1
16
0
2500
38
0.2098
138467.6719
2500
0
0
0
0
0
0
0
2500
Lampiran E
ETABS v9.0.0
File:TJP FINAL
P U S H O V E R
Units:Kgf-m
February 1, 2009 7:35
C A P A C I T Y / D E M A N D
PAGE 1
C O M P A R I S O N
Pushover Case PUSH2 Step
Teff
ßeff
Sd(C)
Sa(C)
Sd(D)
Sa(D)
ALPHA
PF*Ø
Lampiran E 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 18 20 21 23 24 25 28 29 30 32 33 36 37
1.780 1.780 1.919 2.092 2.262 2.398 2.530 2.641 2.731 2.825 2.898 2.965 3.032 3.108 3.173 3.218 3.229 3.274 3.300 3.300 3.314 3.313 3.363 3.372 3.372 3.373 3.381 3.399 3.447 3.449
0.050 0.000 0.050 9.337E-03 0.083 0.020 0.119 0.030 0.146 0.041 0.161 0.051 0.171 0.063 0.177 0.074 0.180 0.085 0.182 0.097 0.184 0.108 0.185 0.118 0.187 0.128 0.189 0.141 0.192 0.152 0.193 0.159 0.197 0.160 0.198 0.168 0.207 0.168 0.206 0.168 0.211 0.168 0.209 0.169 0.210 0.179 0.213 0.179 0.212 0.179 0.212 0.179 0.215 0.179 0.215 0.183 0.226 0.183 0.225 0.185
0.000 0.012 0.021 0.027 0.032 0.036 0.040 0.043 0.046 0.049 0.052 0.054 0.056 0.059 0.061 0.062 0.062 0.063 0.062 0.062 0.062 0.062 0.064 0.063 0.063 0.063 0.063 0.064 0.062 0.063
0.146 0.146 0.137 0.134 0.136 0.139 0.144 0.149 0.153 0.157 0.161 0.164 0.167 0.170 0.173 0.175 0.174 0.177 0.175 0.175 0.174 0.175 0.178 0.177 0.177 0.177 0.177 0.178 0.177 0.177
0.185 0.185 0.150 0.124 0.107 0.098 0.091 0.086 0.082 0.079 0.077 0.075 0.073 0.071 0.069 0.068 0.067 0.066 0.065 0.065 0.064 0.064 0.063 0.063 0.063 0.063 0.062 0.062 0.060 0.060
1.000 0.810 0.792 0.782 0.777 0.774 0.770 0.767 0.763 0.761 0.758 0.756 0.753 0.751 0.748 0.747 0.747 0.745 0.746 0.746 0.747 0.747 0.746 0.746 0.746 0.746 0.746 0.746 0.748 0.749
1.000 1.582 1.581 1.573 1.564 1.559 1.551 1.546 1.545 1.545 1.545 1.546 1.549 1.552 1.555 1.556 1.558 1.559 1.563 1.563 1.565 1.566 1.571 1.572 1.572 1.572 1.573 1.575 1.580 1.582
