LAMPIRAN A. Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen

LAMPIRAN A Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen

Beban gempa direncanakan dengan prosedur gaya lateral ekivalen berdasarkan pada RSNI3 03-1726-201x. A. Berat keseluruhan bangunan. 1. Berat atap a. Beban mati (WD1) - Pelat atap

= (24) × (0,15) × (24) × (48)

=

4147 kN

- Beban tambahan

= (1,4) × (24) × (48)

=

1613 kN

- Balok induk

=

=

2765 kN

- Balok anak

= 3(0,3 × 0,6 × 48) × 24

=

622 kN

- Beban Kolom

= 28(1,75 × 0,7 × 0,7) × 24

=

952 kN

- Dinding Bata

= [(7 × 24) + (4 × 48)]× 0,15 × 1,75 × 17

=

1606 kN

=

11705 kN

=

346 kN

[4(0,4 × 0,8 × 48) + 7(0,4 × 0,8 × 24)]× 24

b. Beban hidup (WL1)

= 1 × (24) × (48) × 0.3

Berat Total Atap (W1)

= WD1 + WL1 = 11705 + 346 = 12051 kN

2. Berat Lantai 2 sampai Lantai 11 a. Beban mati (WD2) - Pelat lantai

= (24) × (0,15) × (24) × (48)

=

4147 kN

- Beban tambahan

= (1,4) × (24) × (48)

=

1613 kN

- Balok induk

=

=

2765 kN

[4(0,4 × 0,8 × 48) + 7(0,4 × 0,8 × 24)]× 24

Universitas Sumatera Utara

- Balok anak

= 3(0,3 × 0,6 × 48) × 24

=

622 kN

- Beban Kolom

= 28(3,5 × 0,9 × 0,9) × 24

=

1905 kN

- Dinding Bata

= [(7 × 24) + (4 × 48)] × 0.15 × 3.5 × 17

=

3213 kN

=

14265 kN

=

864 kN


= 2,5 × (24) × (48) × 0,3


= WD2 + WL2 = 14265 + 864 = 15129 kN

3. Berat lantai 1 a. Beban mati (WD3) - Pelat atap

= (24) × (0,15) × (24) × (48)

=

4147 kN

- Beban tambahan

= (1,4) × (24) × (48)

=

1613 kN

- Balok induk

=

=

2765 kN

- Balok anak

= 3(0,3 × 0,6 × 48) × 24

=

622 kN

- Beban Kolom

= 28(5,25 × 0,9 × 0,9) × 24

=

2858 kN

- Dinding Bata

= [(7 × 24) + (4 × 48)]× 0,15 × 5,25 × 17

=

4820 kN

=

16824 kN

=

864 kN

[4(0,4 × 0,8 × 48) + 7(0,4 × 0,8 × 24)]× 24


= 2,5 × (24) × (48) × 0,3


= WD3 + WL3 = 16824 + 864 = 17688 kN

 Berat total keseluruhan bangunan (Wt) Wt

= W1 + 10(W2) + W3 = 12051 + 10 (15129) + 17688 = 181029 kN


B. Kategori Resiko Struktur Bangunan.  Bangunan adalah bangunan gedung perkantoran.  Menurut Tabel 1 RSNI3 03-1726-201x, bangunan perkantoran dikategorikan ke dalam resiko II C. Parameter percepatan terpetakan Ss dan S1.  Wilayah gempa diasumsikan berada pada kota Medan  Berdasarkan peta gerak tanah pada Gambar 9 dan Gambar 10 dari dalam RSNI3 031726-201x dapat ditentukan untuk kelas situs SD. a. Percepatan batuan dasar pada periode pendek Ss = 0,5 g b. Percepatan batuan dasar pada periode 1 detik S1 = 0,3 g D. Koefisien situs untuk desain seismic Fa dan Fv  Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode pendek Fa menurut tabel 4 SNI-03-1726-2010 untuk kelas situs SD dan Ss, diperoleh Fa = 1,4  Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode 1 detik Fv menurut tabel 5 SNI-03-1726-2010 untuk kelas situs SD dan Ss, diperoleh Fv = 1,8 E. Parameter spectrum Respons Percepatan SMs dan SM1.  Parameter spectrum respons percepatan pada periode pendek

SM s = Fa × S s = 1,4 × 0,5 = 0,7  Parameter spectrum respons percepatan pada periode pendek

SM 1 = Fv × S1 = 1,8 × 0,3 = 0,54 F. Parameter percepatan spectral desain SDs dan SD1.  Parameter spectral desain untuk periode pendek SDs =

2 2 SM s = (0,7) = 0,47 3 3


 Parameter spectral desain untuk periode 1 detik SD1 =

2 2 SM 1 = (0,54) = 0,36 3 3

G. Spektrum respon desain.

T0 = 0,2

TS =

 Untuk T ≤ T0

:

S a = 0,6

S D1 0,36 = 0,2 = 0,153 0,47 S DS S D1 0,36 = = 0,767 S DS 0,47

S DS T + 0,4S DS = 1,843T + 0,188 T0

 Untuk T0 ≤ T ≤ TS :

S a = S DS = 0,47

 Untuk T > TS

Sa =

:

S D1 0,36 = T T

H. Faktor keutamaan gempa, Ie.  Berdasarkan tabel 2 SNI-03-1726-2010 untuk kategori resiko bangunan II, faktor keamanan gempa Ie = 1,0.


I.

Faktor modifikasi respons, R.  Untuk gedung akan direncanakan sebagai rangka beton bertulang pemikul momen khusus.  Berdasarkan tabel 9 SNI 03-1726-2010 untuk rangka beton bertulangan pemikul momen khusus, R = 8.

J.

Periode fundamental, T.  Periode fundamental pendekatan dapat ditentukan dengan persamaan : T = Ta = C t ⋅ h n

x

Dimana nilai Ct dan x untuk rangka beton pemikul momen diambil dari tabel 15 SNI 03-1726-2010. Maka : Ct = 0,0466 dan

x = 0,9

T = Ta = C t ⋅ hn = 0,0466 × (42) 0.9 = 1,347 x

K. Koefisien respon seismic, Cs  Karena T > TS:

C = Sa =

S D1 0,36 = = 0,267 T T

 Koefisien respon seismic dapat ditentukan dengan persamaan: Cs =

C × I e 0,267 × 1 = = 0,0334 R 8

L. Gaya geser dasar seismic (V)  Gaya geser seismic dapat ditentukan dengan:

V = C s × Wt = 0,0334 × 181029 = 6048,6 kN M. Distribusi gaya gempa, Fx  Gaya gempa lateral yang timbul disemua tingkat harus ditentukan dengan rumus dibawah sesuai dengan pasal 7.8.3 pada SNI 03-1726-2010.


Wi × hi × V k

Fi =

n

Σ Wj × hj

k

j =1

Dengan k = 1

untuk T ≤ 0,5 detik

k=2

untuk T ≥ 2,5 detik

k = interpolasi

untuk 0,5 < T < 2,5 detik

untuk T = 1,347, maka k = 1,423 hi

Wi

Wi × hi

(m)

(kN)

atap

42,0

11

k

Vx = Vy

Fi

Fix=Fi/4

Fiy= Fi/7

(kNm)

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

12.051

2.463.631

6.049

916

229

130,8

38,5

15.129

2.732.468

6.049

1016

254

145,1

10

35,0

15.129

2.385.815

6.049

887

222

126,7

9

31,5

15.129

2.053.551

6.049

763

191

109,0

8

28,0

15.129

1.736.581

6.049

645

161

92,2

7

24,5

15.129

1.435.983

6.049

534

133

76,2

6

21,0

15.129

1.153.074

6.049

429

107

61,2

5

17,5

15.129

889.509

6.049

331

83

47,2

4

14,0

15.129

647.454

6.049

241

60

34,4

3

10,5

15.129

429.904

6.049

160

40

22,8

2

7,0

15.129

241.392

6.049

90

22

12,8

1

3,5

17.688

105.222

6.049

39

10

5,6

∑=

16.274.582

Tingkat


LAMPIRAN B Hasil Output Analisis Penampang dengan XTRACT




LAMPIRAN C Analisis Beban Dorong Dengan SAP2000

Setelah dimensi balok dan kolom ditentukan analisa struktur dapat dilakukan dengan program SAP2000 yang kemudian akan dilanjutkan dengan melakukan analisis beban dorong (pushover analysis) setelah tulangan pada balok dan kolom ditentukan dan kekuatan leleh dari masing-masing komponen struktur diperoleh. Langkah-langkah analisis dengan menggunakan program SAP2000 akan diuraikan pada lampiran ini. A. Analisa Struktur Untuk Menentukan Gaya Dalam Pada Komponen Struktur Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: 1.

Membuat model struktur baru, memasukkan data jumlah lantai serta jarak antar kolom. File  New Model  3D Frames


2.

Mendefinisikan material yang akan digunakan. Define  Material


3.

Mendefinisikan dimensi kolom dan balok yang akan dipakai dalam desain. Define  Section Properties  Frame Section


Pilih “Add New Property  Rectangular”, dengan “Frame Section Properties Type” yang dipakai sesuai dengan Material yang dibuat.

Kemudian dimasukan ukuran balok dan kolom yang didesain. Selanjutnya didesain pelat lantai. Define  Section Properties Area Section Pilih “Add Copy of Section”¸ kemudian pada “Type” pilih “Membrane”. Dipakai membrane dikarenakan agar tidak mengganggu kekakuan balok.


4.

Melakukan pemodelan struktur gedung dengan menggunakan menu draw. Permodelan struktur meliputi penggambaran kolom, balok induk, balok anak, dan perletakan struktur. Jenis perletakan yang dipergunakan adalah jepit.

5.

Memodelkan hubungan balok kolom dalam bentuk dimana tiap lantai memiliki pola goyangan yang sama pada keseluruhan tiap lantainya. Pilih semua titik yang ada di dalam model. Assign  Joint  Constraint


Pilih “Add New Constrain”, dengan “Constrain Type” dipakai “Diaphragm”.

6.

Mendefinisikan beban-beban yang akan bekerja pada struktur. Define  Load Pattern

Beban mati (DEAD), beban mati tambahan (DEAD+), beban hidup lantai (LFLOOR) dan beban hidup atap (LROOF) yang bekerja pada pelat (beban area) dimasukkan secara manual langsung ke pelat berupa beban merata yang besarnya diambil dari hasil perhitungan manual. 7.

Memasukkan beban-beban yang bekerja pada struktur ke pelat pada tiap lantai. Pilih pelat yang akan dimasukkan beban. Assign  Area Loads  Uniform to Frame


8.

Menentukan mass source. Define  Mass source

9.

Memasukkan nilai beban gempa. Beban yang diinputkan ialah beban hasil perhitungan dengan menggunakan prosedur gaya lateral ekivalen secara manual tiap lantainya dari arah x dan y. Dimana gaya lateralnya didistribusikan menjadi gaya gempa.


Pilih titik dimana beban gempa akan dimasukkan. Assign  Joint Loads  Forces

10. Memasukkan kombinasi pembebanan yang digunakan. Define  Load Combination

11. Analisa struktur telah dapat dilakukan. Setelah analisa struktur selesai dilakukan, gaya-gaya dalam pada element balok dan kolom dapat dicetak dengan menggunakan perintah “File-Print Table”.


B. Analisa Beban Dorong (Pushover Analysis) Setelah penulangan pada balok dan kolom telah ditentukan dan nilai momen leleh pada balok dan kolom telah diperoleh, analisis beban dorong dengan menggunakan program SAP2000 dapat dimulai. Langkah-langkah analisis dengan menggunakan program SAP2000 adalah sebagai berikut: 1.

Mendefinisikan “Hinge Property” yang akan digunakan pada balok dan kolom. Define  Section Properties  Hinge Properties

Tekan pada “Add New Property” untuk menambahkan data baru.

Pilih “Concrete” kemudian tekan pada tombol “OK”.


Isikan kolom “Hinge Property Name” dengan nama yang diinginkan, kemudian pada tab “Hinge Type” pilih “Deformation Controlled (Ductile). Pada drop down list, pilih “Momen M3” untuk balok, kemudian tekan pada tombol “OK”.


Isikan data rotasi sendi plastis yang diperoleh dari Tabel 3.7 ke dalam tab “Displacement Control Parameters”. Gunakan menu “symmetric”. Pada tab “Load Carrying Capacity Beyond Point E”, pilih “Drops To Zero”. Pada tan “Scaling for Moment and Rotation”, pilih “Use Yield Moment” dan isikan nilai momen leleh balok pada “Moment SF”. Tekan “OK” untuk keluar dari menu. Ulangi langkah yang sama untuk mendefinisikan “Hinge Properties” untuk kolom.

Pilih “Interacting M2-M3” dari drop down list kemudian tekan pada tombol “Modify/Show Hinge Property” untuk memasukkan nilai rotasi sendi plastis kolom. Pada tab “Symmetric Condition”, pilih “Moment Rotation Dependence is Doubly Symmetric about M2 and M3”, kemudian tekan pada tombol “Modify/Show Moment Rotation Curve Data”.



Isikan data rotasi sendi plastis yang diperoleh dari Tabel 3.6 ke dalam tab “Moment Rotation Data for Selected Curve”. Kemudian pindahlah ke “angle” yang berikutnya untuk mengisikan kembali data rotasi sendi plastis. Setelah selesai, tekan pada tombol “OK”. 2.

Memasukkan data sendi plastis ke dalam balok dan kolom. Pilih semua balok yang akan ditambahkan sendi plastis kemudian pilih “Assign-FrameHinges”

Pilihlah “Hinge Property” sesuai yang dibutuhkan dari drop down list, kemudian ketikkan letak sendi plastis yang akan ditambahkan pada “Relative Distance”. Tekan pada tombol “Add” untuk menambahkan sendi plastis. 3.

Mendefinisikan “Load Case” untuk analisis beban gravitasi nonlinier. Pilih “Define-Load Case” kemudian tekan pada tombol “Add New Load Case” untuk menambahkan “Load Case” yang baru.


Pertama definisikan terlebih dahulu beban gravitasi nonlinier yang akan digunakan sebagai analisis inisial sebelum melakukan analisa beban dorong.


Pada tab “Load Case Type”, pilihlah “Static” dari drop down list dan pilihlah “Nonlinear” pada tab “Analysis Type”. Pada tab “Initial Condition”, pilih “Zero Initial Conditions – Start from Unstressed State”. Pada tab “Load Applied”, isikan beban-beban yang termasuk dalam beban gravitasi. Tekan pada tombol “OK” setelah selesai. 4.

Mendefinisikan “Load Case” untuk analisis beban dorong. Pada menu “Define Load Case”, tekan pada tombol “Add New Load Case” untuk menambahkan “Load Case” baru yaitu load case untuk analisa beban dorong.

Isikan nama load case pada tab “Load Case Name” dan pilih lah “Static” pada drop down list yang terdapat pada tab “Load Case Type” serta pilihlah “Nonlinear” pada tab “Analysis Type”.


Pada tab “Initial Conditions”, pilih “Continue from State at End of Nonlinear Case” dan pilihlah load case beban gravitasi dari drop down list. Pada tab “Load Applied”, pilihlah “Load Pattern” yang sesuai dengan arah beban dorong yang akan ditambahkan. Kemudian tekan tombol “Modify/Show” pada tab “Other Parameters” untuk “Load Application”.

Pilih “Displacement Control” pada tab “Load Application Control” dan “Use Monitored Displacement” pada tab “Control Displacement. Pilih lah DOF yang sesuai dengan arah beban dorong pada tab “Monitored Displacement” dan tekan tombol “OK” untuk kembali ke jendela sebelumnya. Kemudian tekan tombol “Modify/Show” pada tab “Other Parameters” untuk “Results Saved”.


Pada tab “Results Saved”, pilih “Multiple States” kemudian tekan tombol “OK” untuk kembali ke jendela sebelumnya. Kemudian tekan tombol “Modify/Show” pada tab “Other Parameters” untuk “Nonlinear Parameters”.


Pada tab “Hinge Unloading Method”, pilih “Restart Using Secant Stiffness”. Klik “OK” untuk kembali ke jendela sebelumnya, dan tekan pada tombol “OK” lagi untuk mengakhiri. Ulangi langkah yang sama untuk menentukan “Load Case” untuk analisis beban dorong pada arah yang lain. 5.

Mendefinisikan fungsi respon spektrum yang akan digunakan untuk menentukan kinerja bangunan. Pilih “Define-Fucntions-Response Spectrum”, kemudian pada tab “Choose Function Type to Add” pilihlah “IBC 2012” dari drop down list, kemudian tekan pada tombol “Add New Function”.

Isikan nama yang dinginkan pada “Fucntion Name”. Isikan nilai Ss dan S1 serta pilih lah “Site Class” yang sesuai dengan data gempa yang diinginkan. Tekan tombol “OK” untuk menambahkan respon spektrum yang telah didefinisikan. Ulangi langkah yang sama untuk menentukan fungsi respon spektrum yang lain.


6.

Mengeksekusi analisis beban dorong dengan menu “Analyze-Run Analysis” dan pastikan seluruh “Load Case” terpilih untuk dieksekusi.

7.

Melihat hasil analisa beban dorong berupa kurva beban dorong statik (Static Pushover Curve). Pilih menu “Display-Show Static Pushover Curve”. Kurva “Resultant Base Shear vs Monitored Displacement” dapat dilihat disini berikut beberapa nilai titik kinerja yang dianalisis menurut keempat metode yang telah disebutkan pada Bab IV.




Nilai “Performance point” yang dihitung berdasarkan keempat metode tersebut di atas untuk berbagai jenis respon spektrum dapat dilihat pada menu ini.


LAMPIRAN D Penyebaran Sendi Plastis Pada Analisis Beban Dorong

A. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WOLS Akibat Beban Dorong Arah X







B. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WOLS Akibat Beban Dorong Arah Y






C. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WLS Akibat Beban Dorong Arah X








D. Penyebaran Sendi Plastis Pada Bangunan WOLS Akibat Beban Dorong Arah Y






LAMPIRAN A. Perhitungan Beban Gempa Statik Ekivalen

Recommend Documents