SHORTCOURSE
HAKI
Perencanaan Gempa untuk Gedung Hipotetis 10 Lantai By Iswandi Imran & Fajar Hendrik
Gaya gempa bekerja pada gedung hipotetis seperti terlihat pada gambar. Informasi mengenai gedung: Tinggi lantai dasar 4,5 m. Tinggi tipikal lantai diatasnya 3,7 m. Dimensi kolom untuk semua lantai sama= 60 x 60 cm. Dimensi balok untuk semua lantai sama = 40 x 60 cm. Tebal pelat lantai dan atap = 12 cm. Tebal preliminary design shearwall = 40 cm, dengan panjang 5 m. Kuat tekan beton, fc’ = 30 MPa. Kuat tarik baja, fy = 400 MPa.
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
1
SHORTCOURSE
HAKI
Beban mati, DL tambahan pada lantai: Berat partisi = 2,5 kN/m2. Beban screed + keramik, plafond, mekanikal, elektrikal = 1,6 kN/m2. Beban hidup, LL pada lantai: Beban occupancy = 2,5 kN/m2. Beban mati, DL tambahan pada atap: Beban plafond, mekanikal, dan elektrikal = 0,5 kN/m2. Beban hidup, LL pada atap: Beban = 1,5 kN/m2.
Seismic design data: Lokasi gedung di zone gempa 4. Kondisi tanah di lokasi proyek termasuk ke dalam kategori tanah
sedang. Untuk tanah sedang,
Percepatan puncak batuan dasar = 0,2 g.
Percepatan puncak muka tanah, A0 = 0,28 g.
(Tabel 5. Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002).
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
2
SHORTCOURSE
HAKI
Tc = 0,6 detik.
Am = 2,5 A0 = 0,7 g.
Ar = Am x Tc = 0,42.
(Tabel 6. Pasal 4.7.6 SNI 1726 -2002). Gedung digunakan untuk perkantoran biasa,
Faktor Keutamaan Struktur, I = 1,0. (Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 1726 -2002). Shearwall dipasang pada grid B dan E di baris 2-3. Terlihat pada denah gedung. Untuk gedung dengan tipe dual system (shearwall yang dipasang pada struktur rangka pemikul momen khusus) pada arah Utara-Selatan, Faktor Reduksi Gempa, R = 8,5 Untuk sistem rangka pemikul momen khusus arah Barat-Timur, R = 8,5.
(Tabel 3. Pasal 4.3.6 SNI 1726 -2002).
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
3
SHORTCOURSE
HAKI
Gambar 1. Denah gedung.
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
4
SHORTCOURSE
HAKI
Berat struktur pada lantai 1: Berat sendiri struktur: Berat kolom lantai 1 = (0,6 x 0,6 x 4,5) m3 x 24 kN/m3 x 24 + (0,6 x 0,6 x 1,85) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 933,12 kN + 383,62 kN = 1.316,74 kN. Berat balok lantai 1 = (0,4 x 0,6 x 5,4) m3 x 24 kN/m3 x 20 = 622,08 kN + (0,4 x 0,6 x 4,4) m3 x 24 kN/m3 x 18 = 459,19 kN = 1.078,27 kN. Berat pelat lantai 1 = (30 x 15) m2 x 0,12 m x 24 kN/m3 = 1.296 kN. Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,9 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall + (4,4 m x 0,4 m x 1,85 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall + = 329,47 kN + 156,29 kN
Gambar 2. Tampak penempatan shearwall.
= 485,76 kN.
Berat lantai-lantai lainnya (tipikal) :
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
5
SHORTCOURSE
HAKI
Gambar 3. Elemen struktur yang masuk ke dalam perhitungan berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap.
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
6
SHORTCOURSE
HAKI
Berat sendiri struktur: Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 3,7) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 767,23 kN. Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kN. Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = 1.296 kN. Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,1 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall = 261,88 kN.
Berat lantai 10 (atap) : Berat sendiri struktur: Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 1,85) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 383,62 kN. Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kN. Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = 1.296 kN. Berat shearwall
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
7
SHORTCOURSE
HAKI
= (4,4 m x 0,4 m x 1,25 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall = 105,60 kN.
Beban mati tambahan tiap lantai = 4,1 kN/m2 x (15 x 30) m2 = 1.845 kN Beban hidup tiap lantai (occupancy load) = 2,5 kN/m2 x 450 m2 = 1.125 kN Beban hidup dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 % saja = 337,5 kN. Beban mati tambahan untuk atap = 0,5 kN/m2 x 450 m2 = 225 kN Beban hidup pada atap = 1,5 kN/m2 x 450 m2 = 675 kN Beban hidup pada atap juga dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja hanya 30 % saja = 202,5 kN.
Berat Struktur Berat lantai 1 = (1.316,74 + 1.078,27 + 1.296 + 485,76) kN + 1.845 kN + 337,5 kN
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
8
SHORTCOURSE
HAKI
= 6.359,27 kN. Berat lantai 2 - 9 = (767,23 + 1.078,27 + 1.296 + 261,88) kN + 1.845 kN + 337,5 kN = 5.585,88 kN. Berat lantai 10 = (383,62 + 1.078,27 + 1.296 + 105,60) kN + 225 kN + 202,5 kN = 3.291,00 kN.
Tabel 1.
Lantai
Berat struktur per lantai.
Tinggi hx
Berat Lantai Wx
(m)
(kN)
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Σ
37,8 34,1 30,4 26,7 23 19,3 15,6 11,9 8,2 4,5
3.291 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 6.360 54.339
Wxhx (kN‐m)
124.400 190.483 169.814 149.146 128.478 107.810 87.142 66.473 45.805 26.620 1.098.171
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
9
SHORTCOURSE
HAKI
Periode Natural Arah Utara-selatan Arah utara-selatan merupakan sistem rangka dengan shearwall, 0,0488
0,0488
37,8
,
.
T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa, Ar
= Am x Tc
= 0,7 x 0,6
= 0,42
0,42 0,74
,
.
SNI 1726-2002 Pasal 4.7.6 Untuk T ≤ Tc
C = Am.
Untuk T > Tc
C = Ar / T, dimana Ar = Am x Tc.
Arah Barat-timur Arah barat-timur merupakan SRPM beton, 0,0731 Gambar 4. Ct untuk arah utara-selatan.
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
10
SHORTCOURSE
HAKI
0,0731
37,8
,
.
T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa, Ar
= Am x Tc
= 0,7 x 0,6
= 0,42.
0,42 1,1
,
.
Base Shear . . Arah Utara-selatan 0,57
1,0 54.339 8,5
.
.
.
.
Arah Barat-timur 0,38
1,0 54.339 8,5
Gambar 5. Ct untuk arah barat-timur.
Gaya Lateral Equivalent ∑
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
11
SHORTCOURSE
HAKI
Sehingga gaya lateral yang bekerja di lantai 10 arah utara-selatan:
3.644 124.400 1.098.171
Gaya lateral equivalent yang bekerja di lantai 10 arah barat-timur:
2.429 124.400 1.098.171
Perbandingan tinggi dengan panjang denah dalam arah pembebanan gempa utara-selatan = 37.8/15 = 2,52 < 3, dan juga untuk arah pembebanan gempa barat-timur, perbandingannya = 37,8/30 = 1,26 < 3, sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat sebesar 0,1 Vb di lantai tingkat paling atas. Gaya lateral untuk lantai lainnya seperti terlihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Gambar 6.
Gaya lateral equivalent di tiap lantai.
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
12
SHORTCOURSE
HAKI
Tabel 2.
Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah utara-selatan.
Lantai
w x
wxhx
(m)
(kN)
(kN‐m)
37.8 34.1 30.4 26.7 23 19.3 15.6 11.9 8.2 4.5
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Σ
hx
3,291 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 6,360 54,339
124,400 190,483 169,814 149,146 128,478 107,810 87,142 66,473 45,805 28,620 1,098,171
F Lateral
V Story
Fx
Vx
(kN)
(kN)
413 632 563 495 426 358 289 221 152 95
Tabel 3.
Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah barat-timur.
Lantai
Σ
w x
wxhx
(m)
(kN)
(kN‐m)
37.8 34.1 30.4 26.7 23 19.3 15.6 11.9 8.2 4.5
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
413 1,045 1,609 2,103 2,530 2,888 3,177 3,397 3,549 3,644
hx
3,291 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 5,586 6,360 54,339
124,400 190,483 169,814 149,146 128,478 107,810 87,142 66,473 45,805 28,620 1,098,171
F Lateral
V Story
Fx
Vx
(kN)
(kN)
275 421 376 330 284 238 193 147 101 63
275 696 1,072 1,402 1,686 1,924 2,117 2,264 2,366 2,429
Dalam contoh ini ada 6 portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 413 kN / 6 joint = 68,83 ≈ 69 kN/joint.
Dalam contoh ini ada 4 portal dalam arah barat-timur, sehingga gaya gempa
equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 275 kN / 4 joint = 68,75 ≈ 69 kN/joint.
21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa
13
