BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN. 1. Perhitungan Balok Existing WI = WF-400x200x8x13 (tabel baja) mm mm

Bab IV Analisis dan Pembahasan

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1.

Preliminary Desain

4.1.1 Perencanaan Dimensi Balok 1.

Perhitungan Balok Existing WI = WF-400x200x8x13 (tabel baja) ht

400.00 mm

Ix

237000000.00 mm4

bf

200.00 mm

Iy

17400000.00 mm4

tw

8.00 mm

rx

168.00 mm

tf

13.00 mm

ry

45.40 mm

r

16.00 mm

Sx

1190000.00 mm3

A

8410.00 mm

Sy

174000.00 mm3

Momen maksimum (Mu)

154425400.00 Nmm

Gaya geser maksimum (Vu)

117801.20 N

Momen A (MA)

18910000.00 Nmm

Momen B (MB)

37793700.00 Nmm

Momen C (MC)

95712200.00 Nmm

Jarak sokongan lateral (L)

8400.00 mm 1285952.00 mm3

Zx

A. Cek Tekuk Lokal 1. Tekuk lokal pada sayap λ=

bf 200 = = 7,69 2t f 2 . 13 IV-1

http://digilib.mercubuana.ac.id/z

Output Etabs Output Etabs Output Etabs Output Etabs Output Etabs Jarak balok Perhitungan excel


λp = 0,38√

E 200000 = 0,38√ = 10,97 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 2. Tekuk lokal pada badan λ=

ℎ𝑡 − (2. t f ) 400 − (2 . 13) = = 42,75 tw 8

λp = 3,76√

200000 E = 3,76√ = 108,54 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 3. Kapasitas penampang Untuk penampang kompak, maka Mn = Mp, sehingga : Mn = fy . 𝑆x Mn = 240 . 1285952 Mn = 308628480 N. mm Dimana Mu ≤ Mn . Φ Mu ≤ 𝑀n . 𝛷 154425400 ≤ 308628480 . 0,9 154.43 kNm ≤ 277.77 kNm 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡 B. Cek Kapasitas Geser 1. Cek kelangsingan penampang Aw = h𝑡 . t w Aw = 400 . 8 = 3200 𝑚𝑚2 h = ht − 2t f = 400 − 2 . 13 = 374 mm

IV-2



ℎ E ≤ 2,24√ t𝑤 f𝑦 374 200000 ≤ 2,24√ 8 240 42,75 ≤ 64,66 𝑶𝑲‼ 2. Kuat geser nominal pelat badan 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 𝑥 240 𝑥 3200 = 460800 𝑁 3. Cek kuat geser 𝑉𝑢

≤

𝑉𝑛 . ɸ

117.80

≤

117.8 𝑁 ≤

460.8 𝑥 0,9 414.72 𝑁 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡

Penampang optimasi Coba WF-350x175x7x11 (tabel baja) ht

350.00 mm

Ix

136000000.00 mm4

bf

175.00 mm

Iy

9840000.00 mm4

tw

7.00 mm

rx

147.00 mm

tf

11.00 mm

ry

39.50 mm

r

14.00 mm

Sx

775000.00 mm3

A

6314.00 mm

Sy

112000.00 mm3

Momen maksimum (Mu) Gaya geser maksimum (Vu)

154425400.00

Nmm

117801.20 N

Momen A (MA)

18910000.00 Nmm

Momen B (MB)

37793700.00 Nmm

Output Etabs Output Etabs Output Etabs Output Etabs

IV-3



95712200.00 Nmm

Momen C (MC) Jarak sokongan lateral (L)

8400.00 mm 840847.00 mm3

Zx

A.

Output Etabs Jarak balok Perhitungan excel

Cek Tekuk Lokal 1. Tekuk lokal pada sayap λ=

175 bf = = 7,95 2t f 2 . 11

λp = 0,38√

E 200000 = 0,38√ = 10,97 fy 240


ℎ𝑡 − (2. t f ) 350 − (2 . 11) = = 42,86 tw 7

λp = 3,76√

E 200000 = 3,76√ = 108,44 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 3. Kapasitas penampang Untuk penampang kompak, maka Mn = Mp, sehingga : Mn = fy . 𝑆x Mn = 240 . 840847 Mn = 201803280 N. mm Dimana Mu ≤ Mn . Φ Mu ≤ 𝑀n . 𝛷 154425400 ≤ 201803280 . 0,9 IV-4



154.43 kNm ≤ 158.01 kNm 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡 B. Cek Kapasitas Geser 1. Cek kelangsingan penampang Aw = h𝑡 . t w Aw = 350 . 7 = 2450 𝑚𝑚2 h = ht − 2t f = 350 − 2 . 11 = 328 mm ℎ E ≤ 2,24√ t𝑤 f𝑦 200000 328 ≤ 2,24√ 240 7 46,86 ≤ 64,66 𝑶𝑲‼ 2. Kuat geser nominal pelat badan 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 𝑥 240 𝑥 2450 = 352800 𝑁 3. Cek kuat geser 𝑉𝑢

≤

117.80 117.8 N

𝑉𝑛 . ɸ ≤ ≤


Profil Optimasi WF-350x175x7x11 oke  Cari Profil Castellate yang sesuai Berdasarkan pendekatan nilai Sx didapat profil HC-519x174x6x9 sbb :

IV-5



ht

519.00 mm

Ix

258190000.00 mm4

bf

175.00 mm

Iy

7921000.00 mm4

tw

7.00 mm

Sx

775000.00 mm3

tf

11.00 mm

Sy

r

14.00 mm

A

112000.00 mm3 6306.00 mm2 4200.00 mm2

Momen maksimum (Mu)

154425400.00 Nmm


117801.20 N

Output Etabs Output Etabs Output Etabs

Momen A (MA)

18910000.00 Nmm

Momen B (MB)

37793700.00

Nmm

Output Etabs

Momen C (MC)

95712200.00 Nmm

Output Etabs


8400.00 mm 840847.00 mm3

Zx

Jarak balok Perhitungan excel


bf 174 = = 9,67 2t f 2 . 9

λp = 0,38√

E 200000 = 0,38√ = 10,97 240 fy

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak.

2. Tekuk lokal pada badan λ=

ℎ𝑡 − (2. t f ) 519 − (2 . 9) = = 83,5 tw 6

IV-6



λp = 3,76√

E 200000 = 3,76√ = 108,54 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 3. Kapasitas penampang Untuk penampang kompak, maka Mn = Mp, sehingga : Mn = fy . Zx Mn = 240 . 1175161.5 Mn = 282038760 N. mm Dimana Mu ≤ Mn . Φ Mu ≤ 𝑀n . 𝛷 154425400 ≤ 282038760 𝑥 0,9 154.43 kNm ≤ 253.83 kNm 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡 B. Cek Kapasitas Geser 1. Cek kelangsingan penampang Aw = h𝑡 . t w Aw = 519 . 6 = 3114 𝑚𝑚2 2. Kuat geser nominal pelat badan 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 𝑥 240 𝑥 3114 = 448416 𝑁 3. Cek kuat geser 𝑉𝑢

≤

117.80 117.8 N

𝑉𝑛 . ɸ ≤ ≤


IV-7



2.

Perhitungan Balok Existing W2 = WF-500x200x10x16 (tabel baja) ht

500.00 mm

Ix

478000000.00 mm4

bf

200.00 mm

Iy

21400000.00 mm4

tw

10.00 mm

rx

205.00 mm

tf

16.00 mm

ry

43.30 mm

r

20.00 mm

Sx

1910000.00 mm3

A

1140.00 mm

Sy

214000.00 mm3

Momen maksimum (Mu)

154425400.00 Nmm


117801.20 N

Momen A (MA)

18910000.00 Nmm

Momen B (MB)

37793700.00 Nmm

Momen C (MC)

95712200.00 Nmm


7200.00 mm 2096360.00 mm3

Zx



bf 200 = = 6,25 2t f 2 . 16

λp = 0,38√

E 200000 = 0,38√ = 10,97 fy 240


ℎ𝑡 − (2. t f ) 500 − (2 . 16) = = 46,80 tw 10 IV-8



λp = 3,76√

E 200000 = 3,76√ = 108,54 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 3. Kapasitas penampang Untuk penampang kompak, maka Mn = Mp, sehingga : Mn = fy . 𝑆x Mn = 240 . 2096360 Mn = 503126400 N. mm Dimana Mu ≤ Mn . Φ Mu ≤ 𝑀n . 𝛷 154425400 ≤ 503126400 . 0,9 154.43 kNm ≤ 452.81 kNm 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎 B. Cek Kapasitas Geser 1. Cek kelangsingan penampang Aw = h𝑡 . t w Aw = 500 . 10 = 5000 𝑚𝑚2 h = ht − 2t f = 500 − 2 . 16 = 468 mm ℎ E ≤ 2,24√ t𝑤 f𝑦 468 200000 ≤ 2,24√ 240 10 46,8 ≤ 64,66 𝑶𝑲‼ 2. Kuat geser nominal pelat badan 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 𝑥 240 𝑥 5000 = 720000 𝑁 IV-9



3. Cek kuat geser 𝑉𝑢

≤

𝑉𝑛 . ɸ

117.80

≤

720 𝑥 0,9

117.8 𝑁

≤

648.0 𝑁 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡

Penampang optimasi Coba WF-396x199x7x11 (tabel baja) ht

396.00 mm

Ix

200000000.00 mm4

bf

199.00 mm

Iy

14500000.00 mm4

tw

7.00 mm

rx

167.00 mm

tf

11.00 mm

ry

44.80 mm

r

26.00 mm

Sx

1010000.00 mm3

A

7216.00 mm

Sy

145000.00 mm3

Momen maksimum (Mu)

154425400.00 Nmm


117801.20 N

Momen A (MA)

18910000.00 Nmm

Momen B (MB)

37793700.00 Nmm

Momen C (MC)

95712200.00 Nmm


7200.00 mm 1087548.00 mm3

Zx



bf 199 = = 9,05 2t f 2 . 11

IV-10



λp = 0,38√

E 200000 = 0,38√ = 10,97 fy 240


ℎ𝑡 − (2. t f ) 396 − (2 . 11) = = 53,43 tw 7

λp = 3,76√

200000 E = 3,76√ = 108,44 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 3. Kapasitas penampang Untuk penampang kompak, maka Mn = Mp, sehingga : Mn = fy . 𝑆x Mn = 240 . 1087548 Mn = 2261011520 N. mm Dimana Mu ≤ Mn . Φ Mu ≤ 𝑀n . 𝛷 154425400 ≤ 2261011520 𝑥 0,9 154.43 kNm ≤ 234.91 kNm 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡 B. Cek Kapasitas Geser 1. Cek kelangsingan penampang Aw = h𝑡 . t w Aw = 396 x7 = 2772 𝑚𝑚2 h = ht − 2t f = 396 − 2 . x11 = 374 mm

IV-11



ℎ E ≤ 2,24√ t𝑤 f𝑦 374 200000 ≤ 2,24√ 7 240 53,43 ≤ 64,66 𝑶𝑲‼ 2. Kuat geser nominal pelat badan 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 𝑥 240 𝑥 2772 = 399168 𝑁 3. Cek kuat geser 𝑉𝑢

≤

117.80

𝑉𝑛 . ɸ ≤

399.17 𝑥 0,9

117.8 𝑁 ≤

359.25 𝑁 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡

Profil Optimasi WF-396x199x7x11 oke  Cari Profil Castellate yang sesuai Berdasarkan pendekatan nilai Sx didapat profil HC-525x175x7x11 sbb :

ht

525.00 mm

Ix

318475000.00 mm4

bf

175.00 mm

Iy

9841000.00 mm4

tw

7.00 mm

Sx

1213200.00 mm3

tf

11.00 mm

Sy

r

14.00 mm

A

112500.00 mm3 7539.00 mm2 5054.00 mm2

IV-12



Momen maksimum (Mu)

154425400.00 Nmm


117801.20 N

Momen A (MA)

18910000.00 Nmm

Momen B (MB)

37793700.00 Nmm

Momen C (MC)

95712200.00 Nmm


7200.00 mm 1432215.75 mm3

Zx



bf 175 = = 7,95 2t f 2 . 11

λp = 0,38√

200000 E = 0,38√ = 10,97 240 fy


ℎ𝑡 − (2. t f ) 525 − (2 . 11) = = 71,86 tw 7

λp = 3,76√

E 200000 = 3,76√ = 108,54 fy 240

Kondisi dimana λ < λp, penampang kompak. 3. Kapasitas penampang Untuk penampang kompak, maka Mn = Mp, sehingga :

IV-13



Mn = fy . Zx Mn = 240 . 1432215.75 Mn = 343731780 N. mm Dimana Mu ≤ Mn . Φ Mu ≤ 𝑀n . 𝛷 154425400 ≤ 343731780 𝑥 0,9 154.43 kNm ≤ 194.12 kNm 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑢𝑎𝑡 B. Cek Kapasitas Geser 1. Cek kelangsingan penampang Aw = h𝑡 . t w Aw = 525 . 7 = 3675 𝑚𝑚2 2. Kuat geser nominal pelat badan 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 𝑥 240 𝑥 3675 = 529200 𝑁 3. Cek kuat geser 𝑉𝑢

≤

117.80

𝑉𝑛 . ɸ ≤

117.8 𝑁 ≤


Penampang Profil Castellate HC-525x175x7x11 dapat digunakan 4.1.2 Perencanaan Dimensi Kolom KC-400x200x8x13 A. Data Kolom hf

= 400 mm

bf

= 200 mm

tw

= 8 mm

tf

= 13 mm IV-14



r

= 16 mm

A

= 16824 mm2

Ix

= 254400000 mm4

Iy

= 265190000 mm4

Rx

= 123 mm

Ry

= 125.5 mm

B. Tahanan Momen Lentur 1. Cek kapasitas momen dalam keadaan local buckling pada sayap λ=

bf 200 = = 15,38 tf 13

λp =

λr =

170 √fy

=

170 √240

340 √fy − fr

=

= 10,973 340

√240 − 70

= 28,378

Kondisi λp < λ < λr, termasuk penampang non compact, sehingga : Mn = Mp − (Mp − Mr )

(λ − λp ) (λr − λp )

Momen penampang terhadap sumbu x : Zx =

1 2 h t + (bf − t w )(ht − t f )t f 4 t w

1 = 4502 . 13 + (200 − 8)(450 − 13)13 4 = 1748877 mm3 Mpx = 𝑓𝑦 . 𝑍𝑥 = 240 . 1748877 = 419730480 N. mm Mrx = (𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 ). 𝑆𝑥 = (240 − 70).1272000 = 216240000 N. mm Mnx = Mp − (Mp − Mr )

(λ − λp ) (λr − λp ) IV-15



= 419730480 − (419730480 − 216240000 )

(15.38 − 10,973) (28,378 − 10,973)

= 1458389218 N. mm Momen penampang terhadap sumbu y : Zy =

1 2 t 2 bf t f + (ht − 2t f ) w ⁄4 2

1 2 = 2002 . 13 + (450 − 2.13) 8 ⁄4 = 1107547 𝑚𝑚3 2 Mpy = 𝑓𝑦 . 𝑍𝑦 = 240 . 1748877 = 265811280 N. mm Mry = (𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 ). 𝑆𝑦 = (240 − 70).1299900 = 1052861000 N. mm Mny = Mp − (Mp − Mr )

(λ − λp ) (λr − λp )

= 265811280 − (265811280 − 1052861000)

(12,5 − 10,973) (28,378 − 10,973)

= 334861835,7 N. mm 1. Cek kapasitas momen dalam keadaan local buckling dan lateral buckling pada plat badan λ=

ℎ𝑡 − 𝑡𝑓 450 − 13 = = 54.625 tw 8

N𝑦 = A. 𝑓𝑦 = 16824. 240 = 4037760 𝑁 𝑁𝑢 391756,9 = = 0,1078 ∅𝑏 𝑁𝑦 0,9 . 4037760 𝑈𝑛𝑡𝑢𝑘

λ𝑝 =

𝑁𝑢 1680 2,75𝑁𝑢 ≤ 0,125, λ𝑝 = [1 − ] ∅𝑏 𝑁𝑦 ∅𝑏 𝑁𝑦 √𝑓𝑦

1680 √𝑓𝑦

[1 −

2,75𝑁𝑢 1680 2,75. 391756,9 ]= [1 − ] = 76,29 ∅𝑏 𝑁𝑦 0,9 .4037760 √240 IV-16



λ < λ𝑝 , 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡 Momen penampang terhadap sumbu x : M𝑛𝑥 = M𝑝𝑥 = f𝑦 . Z𝑥 = 240. 1107547 = 265811280 N. mm Momen penampang terhadap sumbu y : M𝑛𝑦 = M𝑝𝑦 = f𝑦 . Z𝑦 = 240. 1107547 = 265811280 N. mm 1. Kapasitas momen Momen nominal (diambil yang terkecil) : M𝑛𝑥 = 1458389218 N. mm M𝑛𝑦 = 265811280 N. mm C. Tahanan Gaya Aksial Parameter kelangsingan terhadap sumbu x : L𝑘𝑥 = 𝐿. K 𝑥 = 11000. 1,32 = 5500 mm λ𝑐𝑥 =

1 L𝑘𝑥 𝑓𝑦 1 5500 240 √ = √ = 0,286 𝜋 r𝑥 𝐸 𝜋 212,1 200000

𝑈𝑛𝑡𝑢𝑘 0,25 < λ𝑐𝑥 < 1,2 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝜔 = 𝜔𝑥 =

1,43 1,6 − 0,67 λ𝑐

1,43 = 1,015 1,6 − 0,67.0,286

𝑓𝑐𝑟𝑥 =

𝑓𝑦 240 = = 236,37 𝑀𝑃𝑎 𝜔𝑥 1,015

Parameter kelangsingan terhadap sumbu y : L𝑘𝑦 = 𝐿. K 𝑦 = 11000. 0,4 = 4400 mm

λ𝑐𝑦 =

1 L𝑘𝑦 𝑓𝑦 1 4400 240 √ = √ = 0,224 𝜋 r𝑦 𝐸 𝜋 216,5 200000

𝑈𝑛𝑡𝑢𝑘 0,25 < λ𝑐𝑥 < 1,2 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝜔 =

1,43 1,6 − 0,67 λ𝑐 IV-17



𝜔𝑦 =

1,43 = 0,986 1,6 − 0,67.0,224

𝑓𝑐𝑟𝑦 =

𝑓𝑦 240 = = 243,41 𝑀𝑃𝑎 𝜔𝑦 0,986

Tahanan aksial : Terhadap sumbu x : 𝑁𝑛𝑥 = 𝐴. 𝑓𝑐𝑟𝑥 = 47100 . 236,37 = 11133027 𝑁 Terhadap sumbu y : 𝑁𝑛𝑦 = 𝐴. 𝑓𝑐𝑟𝑦 = 47100 . 243,41 = 11464611 𝑁 Sehingga tahanan aksial sebesar (diambil yang terkecil) : 𝑁𝑛 = 11133027 𝑁 D. Tahanan Gaya Geser ℎ𝑡 − 2(𝑡𝑓 + 𝑟) 700 − 2(24 + 28) ℎ = = = 45,85 𝑡𝑤 13 𝑡𝑤 𝑘𝑛 = 5 +

1,10√

5 (𝑎⁄ℎ)

2

=5+

5 2

(7000⁄597)

= 5,036

𝑘𝑛 . 𝐸 5,036 . 200000 = 1,10√ = 71,26 𝑓𝑦 240

ℎ 𝑘𝑛 . 𝐸 ≤ 1,10√ , 𝑠𝑒ℎ𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 𝑡𝑤 𝑓𝑦 Tahanan geser : 𝐴𝑤 = 𝑡𝑤 . ℎ = 13. 676 = 8788 𝑚𝑚2 𝑉𝑛 = 0,6𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0,6 . 240 . 8788 = 1265472 𝑁 E. Kontrol Interaksi Geser dan Lentur 𝑀𝑢𝑦 𝑀𝑢𝑥 𝑉𝑢 + + 0,625 ≤ 1,375 ∅𝑏 𝑀𝑛𝑥 ∅𝑏 𝑀𝑛𝑦 ∅𝑓 𝑉𝑛 IV-18



5280000 44242200 4374,3 + + 0,625 ≤ 1,375 0,9 . 1458389218 0,9 . 265811280 0,75 . 1265472 0,00402 + 0,185 + 0,625 . 0,00461 = 0,192 ≤ 1,375 𝑶𝑲! F. Kontrol Interaksi Aksial Tekan dan Momen Lentur 𝑁𝑢 391756,9 = = 0,0414 < 0,2 ∅𝑁𝑛 0,85 .11133027 𝐴𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎

𝑀𝑢𝑦 𝑁𝑢 𝑁𝑢 𝑀𝑢𝑥 < 0,2 𝑚𝑎𝑘𝑎 + ( + ) ≤ 1,0 ∅𝑁𝑛 2∅𝑁𝑛 ∅𝑏 𝑀𝑛𝑥 ∅𝑏 𝑀𝑛𝑦

𝑀𝑢𝑦 𝑁𝑢 𝑀𝑢𝑥 + ( + ) ≤ 1,0 2∅𝑁𝑛 ∅𝑏 𝑀𝑛𝑥 ∅𝑏 𝑀𝑛𝑦 =

391756,9 5280000 44242200 + ( + ) ≤ 1,0 2 . 0,85 .11133027 0,9 . 1458389218 0,9 . 265811280

= 0,82 ≤ 1,0 𝑶𝑲‼ 4.1.3 Perencanaan Pelat Hebel Adapun dimensi dari pelat lantai hebel bervariasi antara lain : Panjang : bervariasi Tinggi : 600 mm Tebal (mm) : (100; 125; 150; 175; 200; 225) mm Berat jenis kering : 520 kg/m3 Berat jenis normal : 650 kg/m3 Kuat tekan : > 4,0 N/mm2 Ketahanan terhadap api : 4 jam Jumlah per luasan per 1 m2 : 22 - 26 buah tanpa construction waste

IV-19



Gambar 4.1 Spesifikasi Panel Lantai Hebel Perhitungan selanjutnya menggunakan Etabs V9.7 dengan input beban sesuai spesifikasi tersebut, maka didapatkan analisis pemodelan struktur pelat lantai dengan gaya dalam sebagai berikut :

IV-20



Gambar 4.2 Moment 3-3 Office view B

Gambar 4.3 Shear 2-2 Office view B

4.2. Perhitungan Beban Gempa 4.2.1 Data Teknis Bangunan 1)

Kategori Resiko Bangunan Jenis tanah pada area bangunan yang diteliti dikategorikan dalam tanah

lunak, dan fungsi gedung sebagai gedung perkantoran, sehingga masuk dalam kategori resiko II sesuai SNI 1726-2012, dengan nilai faktor keutamaan gempa (Ie) sebesar 1.

IV-21



Tabel 4.1. Faktor Keutamaan Gempa (SNI 1726-2012) Kategori Resiko I atau II III

Faktor Keutamaan Gempa (Ie) 1,0 1,25

1) Respon Spektrum Lokasi bangunan terletak pada daerah Jakarta Barat dengan nilai spektral percepatan SS didapatkan sebesar 0,715 g dan nilai spektral percepatan S1 sebesar 0,313g dapat dilihat pada gambar sumber puskim.go.id

Gambar 4.3. Respon Spectrum berdasarkan data Puskim 2)

Klasifikasi Situs Untuk kelas situs SD (tanah sedang) dengan nilai Ss = 0,664 diperoleh nilai

Fa = 1,292 (Interpolasi). Sedangkan nilai Fv = 1,834 untuk kelas situs SD dengan nilai S1 = 0,293. Tertera dalam tabel dibawah ini Tabel 4.2. Koefisien Situs, Fa (SNI 1726-2012) Tabel 4. Koefisien Situs, Fa

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada periode pendek, T = 0,2 detik, (Ss)

Kelas Situs Batuan keras Batuan keras tanah keras tanah sedang tanah lunak tanah khusus

SA SB SC SD SE

Ss ≤ 0.25 0.8 1 1.2 1.6 2.5

Ss = 0.5 0.8 1 1.2 1.4 1.7

Ss= 0.75 0.8 1 1.1 1.2 1.2 SSb

Ss = 1 0.8 1 1 1.1 0.9

Ss ≥ 1.25 0.8 1 1 1 0.9 IV-22



Tabel 4.3. Koefisien Situs, Fv (SNI 1726-2012) Tabel 5. Koefisien Situs, Fv

Kelas Situs Batuan keras Batuan keras tanah keras tanah sedang tanah lunak tanah khusus

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada periode pendek, T = 1 detik, (S1)

S1 ≤ 0.1 SA 0.8 SB 1 SC 1.7 SD 2.4 SE 3.5 SF

S1 = 0.2 0.8 1 1.6 2 3.2

S1= 0.3 0.8 1 1.5 1.8 2.8 SS0

S1 = 0.4 0.8 1 1.4 1.6 2.4

S1 ≥ 0.5 0.8 1 1.3 1.5 2.4

Nilai spektral respons percepatan SDS dan SD1 yaitu: (SNI 1726-2012, Pasal 6.2) SMS

= Fa . SS = 1,271 . 0,715g = 0,908 g

SM1

= Fv . S1 = 2.748 . 0,313g = 0,860g

(SNI 1726-2012, Pasal 6.3) SDS

= 2/3 . SMS = 2/3 . 0,908g = 0,606 g

SD1

= 2/3 . SM1 = 2/3 . 0,537g = 0,354 g

T0

= 0,2 . SD1/SDS = 0,2 . 0,573/0,606 = 0,189 s

TS

= SD1/SDS = 0,573/0,606 = 0,947 s

2)

Kategori desain seismik Struktur ditetapkan dalam suatu kategori desain seismik yang ditetapkan

berdasarkan pasal 6.5 SNI 1726-2012. Berdasarkan parameter respon percepatan pada perioda pendek SDS = 0,606 g dengan kategori risiko II maka struktur masuk dalam kategori desain seismik D (Tabel 4.11). Berdasarkan parameter respon percepatan pada perioda 1 detik SD1 = 0,573 g dengan kategori risiko II maka struktur masuk dalam kategori desain seismik D (Tabel 4.12). Sehingga struktur masuk dalam kategori desain seismik D. Sistem penahan lateral yang digunakan berdasarkan Tabel 9 (Tabel 4.13) pada SNI 1726:2012 adalah Sistem Rangka IV-23



Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dengan nilai faktor koefisien respon R = 8, parameter kuat lebih system Ω = 3 dan pembesaran defleksi (Cd) = 51/2. Tabel 4.4. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek Tabel 4.5. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik (SNI 1726-2012)

Tabel 4.6. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik (SNI 1726-2012)

IV-24



3)

Parameter Respon Ragam Sesuai SNI 1726:2012 Pasal 7.91 bahwa spektrum respon dibagi dengan

nilai faktor keutamaan gempa (R/Ie ) sehingga parameter respon spektra menjadi : Tabel 4.7 Spektrum Respon Ragam Jenis Batuan Variabel PGA (g) SS (g)

Tanah Lunak Nilai puskim rumus 0.375 0.715

S1 (g)

0.313

CRS

0.996

CR1

0.94

FPGA

0.976

FA

1.271

FV PSA (g) SMS (g)

2.748 0.366 0.908

0.908765

Ok

SM1 (g)

0.86

0.860124

Ok

SDS (g)

0.605

0.605843

Ok

SD1 (g)

0.573

0.573416

Ok

T0 (detik)

0.189

0.189421

Ok

TS (detik)

0.947

0.947107

Ok

Tabel 4.8 Parameter Desain Spektrum

Check

T

Sa

0 0.189 0.947 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4

0.242 0.605 0.605 0.573 0.4775 0.409286 0.358125 0.318333 0.2865 0.260455 0.23875 0.220385 0.204643 0.191 0.179063 0.168529 0.159167 0.150789 0.14325

Sumber : Perhitungan excel puskim.go.id

IV-25



4.2.2 Analisis Gempa Sesuai dengan peraturan gempa SNI 1726-2012 untuk melakukan analisis terhadap beban gempa harus sesuai dengan Tabel 4.9 Tabel 4.9 Prosedur Analis Yang Boleh Digunakan (SNI 1726-2012)

To = 0.189421 detik , Ts = 0.947107 detik Bangunan gedung perkantoran di Jakarta barat dengan kategori desain seismik D, tidak beraturan dan T < 3.5 Ts sehingga dapat digunakan analisis gaya lateral ekivalen. 4.2.3 Output Etabs Tabel 4.10 Output Gempa (Etabs V9.7)

IV-26



4.2.4 Perhitungan Gaya Geser Gempa Sesuai dengan peraturan gempa SNI 1726 – 2012 Pasal 7.8.2 unutk penentuan periode di dapat koefision sebagai berikut : Tabel 4.11 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung

Koefision batas atas Periode Cu = 1.4 Tabel 4.12 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

IV-27



Parameter periode pendekatan Ct = 0.0724 Parameter periode pendekatan x = 0.8 1.

Perioda fundamtamental pendekatan Perioda fundamental pendekatan (Ta), dalam detik, harus ditentukan dari persamaan berikut: Ta = Ct hnx Keterangan : Hn adalah ketinggian struktur, dalam (m), di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur, Ta = 0.0724 x 11 0.8 = 0.49

2.

Koefisien respons seismik ( Cs) Koefisien respons seismik (Cs), harus ditentukan sesuai dengan pasal 7.8.1.1 Cs harus tidak kurang dari : Cs min

= 0.605 / (I.R) ≥ 0.01

Cs min

= 0.605 / (1x8) ≥ 0.01

Cs min

= 0.08

≥ 0.01

Dan nilai Cs harus tidak lebih dari :

3.

Cs max X = SD1 / Ta x ( R / Ie )

Cs max Y = SD1 / Ta x ( R / Ie )

Cs max X = 0.2 / 1.486 x ( 8 / 1 )

Cs max Y = 0.2 / 1.305 x ( 8 / 1 )

Cs max X = 0.030 g

Cs max Y = 0.034 g

Berat Seismik ( W) Berat seismik per lantai output dari ETABS adalah sebagai berikut :

IV-28



Tabel 4.13 Nilai berat seismik gedung per lantai (Etabs V9.7) Story LT. ATAP LT. 3 LT. 2 LT. 1

4.

Hi (m) 11 6 0 0 Total

Mi (ton) 394.8 564.6 564.6 485.4 2009.5

Perhitungan Gaya Geser Dasar Tabel 4.14 Nilai seismik (Etabs V9.7) AMPLIFIKASI SEISMIC FORCE shear force Vi-x Vi-y (dyn) (dyn) (Ton) (Ton) 52.46 47.04 108.23 103.80 151.69 149.88 177.25 177.25

5.

lateral force Fi-x

Fi-y

(Ton) 52.46 55.77 43.46 25.57

(Ton) 47.04 56.76 46.09 27.37

Periode Getar struktur Sesuai dengan ketentuan jika menggunakan hasil periode dengan hasil program ETABS maka berlaku ketentuan sebagai berikut : 

Jika Tc > Cu Ts , maka digunakan T = Cu . Ta



Jika Ta < Tc < Cu.Ta , maka digunakan T = Tc



Jika Tc < Ta , maka digunakan T = Ta

Periode pembatasan dan periode output ETABS : Tabel 4.15 Periode pembatasan dan periode output (Etabs V9.7) Arah X T elastis T Crack Ta Cu. Ta T Pakai

Arah Y 2.39 0.49 0.69

T elastis T Crack Ta Cu. Ta 0.69 T Pakai

1.97 0.49 0.69 0.69 IV-29



Dari tabel diatas diketahui hasil periose fundamental struktur dengan menggunakan ETABS adalah 0.69 detik. Sesuai dengan ketentuan diatas, jika Tc > Cu . Ta, maka diambil periode Cu . Ta Yaitu 0.69 detik. Tabel 4.16 Time Period output ETABS V9.7 Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Period 1.9074 1.4748 1.4122 0.4764 0.3907 0.3661 0.2222 0.1970 0.1812 0.1385 0.1311 0.1190

UX 90.8177 0.0239 2.3049 5.0419 0.0165 0.1812 1.2195 0.0081 0.0770 0.2691 0.0018 0.0384

4.2.5 Perhitungan Beban Gempa Statik Ekuivalen Khusus gempa untuk meminimalisasikan arah pengaruh beban gempa yang sembarang perlu dimodelkan dengan arah pembebanan gempa orthogonal. Pemodelan Sebagai berikut. 

Berat gempa statik ekulivalen arah X ( Statik-X) : 100% untuk arah X dan 30 % untuk arah Y.



Berat gempa statik ekulivalen arah Y ( Statik-Y) : 30% untuk arah X dan 100 % untuk arah Y.

Gaya gempa Lateral ( Fx) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan berikut : ( SNI 1726 : 2012 pasal 7.8.3). Fx = CVX . V Dan

𝑾𝑿 𝒉𝒌𝒙

CVX = ∑𝒏

𝒌 𝒊=𝟏 𝑾𝒊 𝒉𝟏

IV-30



Keterangan : CVX

= faktor distribusi vertikal

V

= gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur, dinyatakan dalam kilonewton (KN)

Wi dan Wx

= Bagian berat seismik efektif total struktur ( W ) yang ditempatkan atau dikenakan pada tingkat I atau x

Hi dan hx

= tinggi dari dasar sampai tingkat I atau x , dinyatakan dalam meter (m)

k

= eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut : 

Untuk struktur yang mempunyai periode sebesar 0.5 detik atau kurang, k = 1



Untuk struktur yang mempunyai periode sebesar 2.5 detik atau lenih, k = 2



Untuk struktur yang mempunyai periode antara 0.5 dan 2.5 detik , k = 1 harus sebesar 2 atau harus ditentukan dengan interpolasi linier antara 1 dan 2.

Periode Getar struktur gedung perkantoran ini adalah sebesar T = 1.6 detik ( antara 0.5 – 2.5 ). Sehingga nilai Eksponen k diambil sebesar interpolasi antara 1 dan 2 yaitu 1.7. di bawah ini adalah perhitungan distribusi vertikal gaya gempa yang bekerja pada masing – masing lantai. Berikut tabel perhitungan distribusi vertikal gaya gempa yang bekerja pada masing masing lantai.

IV-31



Tabel 4.17 Perhitungan Distribusi Vertikal Gaya Gempa (Etabs V9.7) STATIC EQUIVALENT ANALYSIS

Story T. Atap LT.3 LT.2 LT.1

Hi

Mi

Wi*Hik

(m)

(Ton)

11 6 0 0

lateral force

shear force

shear force

Fi x

Fi y

Vi x

0.85 Vi x

Vi y

(Ton m)

(Ton)

(Ton)

(Ton)

(Ton)

(Ton)

0.85 Vi y (Ton)

394.8

5455.8

120.10

120.10

120.10

102.09

120.10

102.09

564.6 564.6 485.4

4017.2 0.0 0.0

88.43 0.00 0.00

88.43 0.00 0.00

208.53 208.53 208.53

177.25 177.25 177.25

208.53 208.53 208.53

177.25 177.25 177.25

2009.5

9473.0

208.53

208.53

Dari SNI 1726-2012 disyaratkan bahwa gaya geser dasar dari hasil analisis dinamik harus mempunyai nilai minimal 85% dari gaya geser dasar analisis statik ekivalen.

DYNAMIC ANALYSIS shear force Vi-x (dyn)

Vi-y (dyn)

(Ton) 20.58 42.46 59.51 69.54

(Ton) 24.73 54.57 78.80 93.19

Nilai tersebut dihasilkan dari output etabs tabel 4.10

IV-32



4.2.6 Grafik Gempa

GAYA GESER - ARAH X

3.5

3

V Statik

0.85 V Statik

V Dynamic

V Desain

LANTAI

2.5

2

1.5

1

0.5

0 0

50

100

150

200

250

GAYA GESER (TON)

GAYA GESER - ARAH Y

3.5 3 2.5

V Statik

0.85 V Statik

V Dynamic

V Desain

LANTAI

2

1.5 1 0.5 0 0

50

100

150

200

250

GAYA GESER (TON)

Gambar 4.4 Grafik Geser akibat gempa

IV-33



Gaya Gempa - Arah X

3.5 3 2.5

Lantai

2

1.5 1 0.5 Gaya… 0 0

20

40

60

Gaya Lateral - Arah X (Ton)

Gaya Gempa - Arah Y

3.5 3 2.5

Lantai

2

1.5 1 0.5 Gaya… 0 0

20

40

60

Gaya Lateral - Arah Y (Ton)

Gambar 4.5 Grafik lateral akibat gempa

IV-34



4.2.7 Efisiensi Bobot Struktur Tabel 4.18 Prosentase penghematan bobot Struktur (Etabs V9.7) 1. Bobot Struktur Existing Office Section WF250X125X6X9 WF400X200X8X13 WF500X200X10X16 KC600X200 T120 KACA

ElementType Beam Beam Beam Coloum Floor Floor

Num Pcs Total Length Total Weight 24 55.8 1.588 260 1890 118.089 108 567.401 44.561 92 414 84.488 960.106 7.807 TOTAL BOBOT 865.334

1. Bobot Struktur Efisiensi Office Section WF250X125X6X9 KC400X200 HC-525X175X7X11 HC-519X174X6X9 HEBEL KACA

ElementType Beam Coloum Beam Beam Floor Floor

Num Pcs Total Length Total Weight 24 55.8 1.588 92 432 55.444 108 547.601 44.852 260 1909.8 97.656 657.987 7.807 TOTAL BOBOT 865.334

3. Persentase Penghematan Bobot Strktur Office 1216.639 − 865.334 𝑥100 = 28.87% 1216.639 4. Bobot Struktur Existing Workshop Section WF400X200X8X13 WF500X200X10X16 KC400X200 T120

ElementType Num Total Total Pcs Length Weight Beam 250 2092.8 131.732 Beam 108 648 52.493 Coloum 120 660 84.707 Floor 1104.282 TOTAL BOBOT 865.334

IV-35



5. Bobot Struktur Efisiensi Workshop Section KC400X200 HC-525X175X7X11 HC-675X200X9X14 HEBEL

ElementType Num Total Total Pcs Length Weight Coloum 120 660 84.707 Beam 256 2092.8 99.27 Beam 108 648 44.771 Floor 772.9974 TOTAL BOBOT 865.334

6. Persentase Penghematan Bobot Strktur Workshop 1373.214 − 1001.745 𝑥100 = 27.05% 1373.214

IV-36


BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN. 1. Perhitungan Balok Existing WI = WF-400x200x8x13 (tabel baja) mm mm

Recommend Documents