Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
PERENCANAAN STRUKTUR BETON BERTULANG TAHAN GEMPA Planning Structure Earthquake Resistant Buildings Fiklerdein Guslaw, Denny Pinasang, Hendrawan Suparyono. *Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sariputra Indonesia Tomohon Dosen Fakultas Teknik Universitas Sariputra Indonesia Tomohon ABSTRAK Indonesia terletak daerah rawan gempa. Gempa adalah suatu gejala fisik yang ditandai dengan bergetarnya bumi dengan berbagai intensitas. Getaran gempa dapat disebabkan oleh banyak hal antara lain akibat peristiwa vulkanik, yaitu gerakan tanah yang disebabkan oleh aktivitas desakan magma ke permukaan bumi, atau akibat meletusnya gunung berapi. Indonesia terletak daerah rawan gempa. Gempa adalah suatu gejala fisik yang ditandai dengan bergetarnya bumi dengan berbagai intensitas. Getaran gempa dapat disebabkan oleh banyak hal antara lain akibat peristiwa vulkanik, yaitu gerakan tanah yang disebabkan oleh aktivitas desakan magma ke permukaan bumi, atau akibat meletusnya gunung berapi. Kejadian alam ini menyebabkan perluhnya kaidah-kaidah perencanaan/pelaksanaan untuk perencanaan struktur bangunan beton bertulang tahan gempa pada setiap struktur bangunan yang didirikan di wilayah Indonesia agar pada saat terjadi gempa, struktur bangunan dapat bertahan dan melindungi penghuninya dari resiko bahaya gempa. Pada bangaunan Hotel Pall 2 di rencanakan perencanaan bangunan beton bertulang tahan gempa dengan acuan Standard Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002). Merencanakan komponen struktur gedung beton bertulang tahan gempa berdasarkan kaidah- kaidah perencanaan struktur bangunan tahan gempa. Perencanaan komponen gedung struktur bangunan beton bertulang tahann Gempa dengan penulangan kolom dan balokStruktur gedung yang di tinjau adalah struktur gedung beraturan Analisa beban gempa menggunakan analisa beban gempa static ekivalen Perhitungan menggunakan Sofware ETABS V 9.07 Kata kunci: Perencanaa Struktur Gedung Tahan Gempa
ABSTRACK Indonesia is an earthquake-prone area. Earthquake is a physical phenomenon characterized by earth pulsate with various intensities. The tremor may be caused by many things, among others, as a result of volcanic events, the ground motion caused by the activity of the insistence of magma to the surface of the earth, or as a result of a volcanic eruption. Indonesia is an earthquake-prone area. Earthquake is a physical phenomenon characterized by earth pulsate with various intensities. The tremor may be caused by many things, among others, as a result of volcanic events, the ground motion caused by the activity of the insistence of magma to the surface of the earth, or as a result of a volcanic eruption. These natural events cause perluhnya norms planning / implementation for the structural design of earthquake resistant reinforced concrete buildings in every structure that was established in Indonesia in order in the event of an earthquake, the building structure can survive and protect the occupants of the earthquake hazard. In bangaunan Hotel Pall 2 in plan design of earthquake resistant reinforced concrete buildings with reference Earthquake Resistance Standard Planning For Building Structure (ISO 1726-2002) and the Concrete Structure Calculation Procedure To Building (SNI 03-2847-2002). Planning a reinforced concrete building structural components based on the rules of earthquake resistant structural design of earthquake resistant buildings. Planning component of reinforced concrete building structures tahann earthquake with reinforcement columns and balokStruktur building in the review is irregular building structure analysis of earthquake loads using equivalent PENDAHULUAN static seismic load analysis calculations using ETABS Software V 9:07 Keywords: Structure Earthquake Resistant Buildings
34
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
PENDAHULUAN
Sebagian besar wilayah di Indonesia merupakan 25 daerah/wilayah di
Indonesia terletak daerah rawan gempa. Gempa adalah suatu gejala fisik yang ditandai dengan bergetarnya bumi dengan berbagai intensitas. Getaran gempa dapat disebabkan oleh banyak hal antara lain akibat peristiwa vulkanik, yaitu gerakan tanah yang disebabkan oleh aktivitas desakan magma ke permukaan bumi, atau akibat meletusnya gunung berapi.(Gunadi 2010
. Gempa adalah suatu gejala fisik yang ditandai dengan bergetarnya bumi dengan berbagai intensitas. Pada bangaunan Hotel Pall 2 di rencanakan perencanaan bangunan beton bertulang tahan gempa dengan acuan Standard Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-28472002). ).(Purwono,dkk 2010) Pada bangaunan Hotel Pall 2 di rencanakan perencanaan bangunan beton bertulang tahan gempa dengan acuan Standard Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 17262002) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 032847-2002). Berdasarkan SNI 1726, wilayah di Indonesia dibagi dalam 6 Wilayah Gempa (WG). Yaitu zona 1 dan 2 (wilayah dengan resiko (kerawanan) gempa rendah), zona gempa 3 dan 4 (wilayah dengan resiko gempa menengah) dan zona gempa 5 dan 6 (wilayah dengan resiko gempa tinggi) sebagaimana ditujukan pada Gambar I,1, yang disusun berdasarkan atas 10% kemungkinan gerak tanah oleh gempa rencana dilampaui dalam periode 50 tahun, yang identik dengan periode ulang rata-rata 500 tahun. Wilayah ini dicirikan oleh nilai Percepatan Puncak Efektif Bantuan Dasar (PPEDB) dimasing-masing wilayah dan dinyatakan dalam fraksi konstanta grafitasi (g).(Purwono,dkk 2010)
Gambar I.1 Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak Bantuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahun ( SNI 1720 – 2002)
Dilihat dari peta wilayah gempa di indonesia mengacu pada pembagian jalur gempa di dunia , melalui BADAN METEOROLOGI, KLIMATOLOGI, DAN GEOFISIKA tentang gempa-gempa tektonik yang terjadi, terdapat 3 (tiga) Jalur Gempa Bumi, dimana Indonesia dilalui oleh 2 (dua) jalur : 1.
Jalur Sirkum Pasific ( Circum Pacific Belt )
Antara lain melalui daerah-daerah Chili, Equador, Caribia, Amerika Tengah, Mexico, California, Columbia, Alaska, Jepang, Taiwan, Philipina, Indonesia (Sulawesi Utara, Irian), Selandia Baru, dan negara-negara Polinesia. 2.
METODOLOGI Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, yang digunakan sebagai objek kajian yang dibahas adalah berupa struktur portal beton bertulang pada bangunan Hotel Pall 2 Mando. Dari beberapa struktur portal yang ada, dipilih portal yang dipandang bisa mewakili portal-portal yang lain. Perhitungan gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur portal berlantai 7 digunakan
Jalur Trans Asia ( Trans Asiatic Belt )
Antara lain melalui daerah-daerah Azores, Mediterania, Maroko, Portugal, Italia, Rumania, Turki, Irak, Iran, Afganistan, Himalaya, Myanmar, Indonesia (Bukit Barisan, Lepas pantai selatan P. Jawa, Kep. Sunda Kecil, Maluku).
35
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
ETABS v9.6.0 File:DESAIN STRUKTUR FIKLER(T.A) Units:Kgf-m Juni 25, 2014 23:02 PAGE 1
analisis portal 3 dimensi dengan menggunakan ETABS v.9.0.7. Lokasi kajian dalam Tugas Akhir ini adalah Bangunan Hotel Pall 2 Manado yang terdiri dari 7 lantai.
CENTERS OF CUMULATIVE MASS & CENTERS OF RIGIDITY STORY LEVEL STORY7 STORY6 STORY5 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Dalam tugas ahkir ini akan di lakukan perhitungan analisa statik ekivalen untuk perencanaan struktur beton bertulang tahan gempa,dan diberikan Perhitungan struktur gedung beraturan. Untuk kesederhanaan perhitungan Denah Plat Kolom dan Balok,serta ukuran dimensinya dibuat tipikal . Bangunan diasumsikan berlokasi di Manado, yang termasuk wilayah gempa 5 berdasar Gambar 1.1 dan berada di lapisan Tanah Keras Denah lantai dan elevasi lantai bisa dilihat pada dibawah dengan bantuan Software ETABS V.9.0.7. Jenis struktur ini adalah struktur gedung beraturan,karena telah memenuhi syarat – syarat pada SNI 03 – 1726 – 2002 Pasal 4.2.1 antara lain : 1. Tinggi struktur gedung tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 meter 2. Denah struktur adalah persigi panjang tanpa tonjolan 3. Denah struktur gedung tidak menunjukan coakan sudut 4. System struktur gedung tidak menunjukan lancatan bidang muka.
DIAPHRAGM /----------CENTER OF MASS----------//--CENTER OF RIGIDITY--/ NAME MASS ORDINATE-X ORDINATE-Y ORDINATE-X ORDINATE-Y D1 D1 D1 D1 D1 D1 D1
4,342E+04 1,171E+05 1,908E+05 2,645E+05 3,381E+05 4,118E+05 4,861E+05
9,312 9,343 9,350 9,354 9,355 9,356 9,358
12,803 12,794 12,792 12,791 12,790 12,790 12,789
9,051 9,108 9,156 9,215 9,300 9,430 9,633
12,505 12,497 12,483 12,466 12,439 12,384 12,245
Hasil otput dari program Etabs
Perhitungan Gaya Geser Tingkat Pada output Centres of Comulative Mass and Centres of Rigidity, bagian kolom MAS terdapat nilai massa bangunan. Untuk mencari berat, adalah dengan mengalikan massa lantai dengan satuan gravitasi yaitu 9.81 m/det² Yang harus diingat nilai-nilai massa tersebut adalah nilai komulatif. Sehingga untuk mencari berat tiap lantai adalah dengan cara mengurangi nilai massa lantai yang diinginkan dengan massa lantai diatasnya, kemudian dikalikan dengan 9.81 Untuk menghitung berat lantai 7 Massa Berat Lantai =
=
43420 43.420,00 425950
= Lantai 7 6 5 4 3 2 1
Zi ( m ) 28,6 24,6 20,6 16,6 12,6 8,6 4,6 ∑
Wi ( Kg ) 425.950,20 722.800,80 722.997,00 722.997,00 722.016,00 722.997,00 728.883,00 4.768.641
x Kg
Fix,y ( Kg ) 28.956,80 42.264,86 35.402,14 28.527,93 21.624,35 14.779,53 7.969,69 179.525,31
0 9,81
=
43420
Kontrol 28.956,80 71.221,67 106.623,80 135.151,73 156.776,09 171.555,62 179.525,31 849.811,02
Tabel berat tiap lantai
Desain kolom Output gaya –gaya dalam Gambar Denah banguanan
Untuk mendapatkan gaya – gaya dalam pada kolom dalam bentuk tks langka pekerjaannya sama dengan cara untuk mendapatkan gaya – gaya dalam pada balok yang di jelaskan sebelumnya Hasil gaya – gaya dalam dalam kolom sebagai berikut ETABS v9.6.0 File:DESAIN STRUKTUR FIKLER(T.A) Units:KN-m Juli 15, 2014 8:07 PAGE 5
Gambar banguanan 3 dimensi
36
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
Seperti pada gambar diatas sesuai dengan hasil tunning program dapatkan luas tulangan yang diperlukan pada kolom As perlu = 5200 Tulangan yang digunakan = D 22 Luas tulangan D 22 = ¼ 22² = 379.94 mm Jumlah tulangan yang dibutukan = As perluh / luas tulangan = 5200/379.94 mm = 13.68 =m 16 buah
COLUMN FORCES STORY COLUMN V2 V3 T STORY1 C13 0,0000 -3004,49 6,889 0,411 2,0000 -2984,70 7,702 -0,847 4,0000 -2964,91 8,515 -2,106
LOAD LOC M2 M3
P
DEAD 0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
ETABS v9.6.0 File:DESAIN STRUKTUR FIKLER(T.A) Units:KN-m Juli 15, 2014 8:07 PAGE 5
Penulanagn kolom Lnatai 1 – lantai 7 600
Tulangan yang digunakan
COLUMN FORCES 700
16 D22
STORY COLUMN V2 V3 T
LOAD LOC M2 M3
P
Tulangan Geser D12-10
STORY1 C13 0,0000 -3004,49 6,889 0,411 2,0000 -2984,70 7,702 -0,847 4,0000 -2964,91 8,515 -2,106 STORY1
C13
0,03
-0,003
0,03
-0,003
0,03
-0,003
STORY1
C13
0,25
-0,029
0,25
-0,029
0,25
-0,029
STORY1
C13
79,28
2,808
79,28
2,808
79,28
2,808
DEAD 0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
0,63
-0,41
-0,009
LIVE 0,0000 -513,40 1,630 0,226 2,0000 -513,40 1,683 -0,226 4,0000 -513,40 1,736 -0,677 FX 0,0000 1,18 0,339 210,226 2,0000 1,18 -0,158 43,368 4,0000 1,18 -0,656 -123,489 FY 0,0000 -9,79 384,252 4,935 2,0000 -9,79 225,689 1,118 4,0000 -9,79 67,126 -2,700
0,23
-
0,23
-
0,23
-
Desain balok Output Gaya – Gaya Dalam Untuk desain tulangan balok , jalankan lagi file ETBAS dengan klik Run /Analysis .Setelah running file ETABS selesai maka dapat dilihat hasil output yang di butukan .Salah satunya untuk mengetahui gaya – gaya dalam
83,43 83,43
Diagram gaya – gaya dalam balok dengan angka
83,43
1,91 1,91 1,91
Diagram gaya – gaya dalam balok dengan tanpa angka
37
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
. DESAIN TULANGAN LENTUR BALOK Untuk menghitung tulangan lentur balok yang harus terpasang digunakan rumus :
3.
ɸ Mn = ɸ As.fy (d-1/2a) dan, a =
As.fy 0.85.fc.b
ɸ Mn
>
Lokasi Ujung kiri Tengah Ujung kanan
As =
Mu ɸ.fy.d
Mu As perlu (mm²) 697,0 333,0 270,0 403,0 167,0 464,0
As Terpasang (mm²) 4D 16 803,840 4 D 16 803,840 4 D 16 803,840 4D 16 803,840 4D 16 401,920 4D 16 803,840
KET. Tul. Tarik Tul. Tekan Tul. Tekan Tul. Tarik Tul. Tekan Tul. Tarik
PENULANGAN GESER PADA BALOK Balok yang ditinjau dalam perencanaan adalah nalok B44 lt 3 dengan dimensi sebagai berikut 4.
4 D 22 Ø 12 - 260 4 D 22
60
40
8 D 22
KESIMPULAN 5. Setelah dilakukan perhitungan pada perencanaan struktur bangunan tahan gempa pada pembangunan Hotel Pall 2 Manado , didapakan kesimulan sebagai berikut : 1. Suatu struktur dikatakan tahan terhadap gempa adalah ketika simpangan-simpangan yang terjadi pada struktur baik akibat gaya-gaya dalam maupun gaya-gaya luar seperti gaya gempa dibatasi dengan melakukan perhitungan control kinerja baik kinerja batas layan maupun kinerja batas ultimate. 2. Suatu gedung yang tahan terhadap gempa didesain berperilaku elastis terhadap gaya gempa, hal ini harus terjadi sebab bangunan tidak boleh melawan gaya gempa yang terjadi dikarenakan, gaya gempa
mempunyai besaran yang berbedabeda ketika terjadi. Didalam mendesain suatu struktur yang tahan gempa, harus memegang teguh prinsip ( Weak beam,strong coloum) atau kolom kuat dan balok lemah, prinsip ini diterapkan agar ketika mengalami keruntuhan yang terlebih dahulu mengalami kehancuran atau keruntuhan elemen balok, dan jangan sekali – kali elemen kolom, karena jika balok di salah satu lantai yang runtuh, tidak akan berpengaruh banyak terhadap strutktur akan tetapi jika kolom disalah satu lantai yang runtuh, akan menarik semua elemen balok, plat dan semua elemen yang ada disekitarnya. Kekakuan elemen struktur seharunya sama di setiap lantai, hal ini untuk menjaga gedung berperilaku seragam ketika terjadi goncangan gempa, selain itu menetuan dimensi dari elemen struktur harus direncanakan setetliti mungkin, karena nantinya akan berpengaruh terhadap massa dari tiap lantai dan pada akhirnya akan memepengaruhi gaya geser horizontal akibat gempa pada tiap lantai. Perhitungan detailing struktur bangunan tahan gempa harus dihitung seteliti mungkin hal ini akan berpengaruh pada hasil akhir dari desain tersebut, berupa diameter tulangan utama, sengkang, dan diameter tulangan geser pada balok,beserta dengan panjang sambungan lewatan dan jarak-jarak tulangan geser pada daerah sendi plastis
SARAN Didalam setiap mendesain suatu struktur gedung yang tahan terhadap gempa, diperlukan ketelitian dan kesabaran yang sangat tinggi, hal ini perlu dilakukan karena tidak semua hasil yang kita dapatkan sudah merupakan yang terbaik, akan tetapi perlu dilakukan beberapa kali
38
Buletin Sariputra, Februari 2015 Vol. 2 (1)
pengujian terhadap peraturan yang ada.
Dengan Metode dan Cara Perbaikan Konstruksi. Jakarta.
Untuk saran lebih ditunjukan kepada mahasiswa lebih khusus mahasiswa teknik sipil agar labih teliti dalam perencanaan dan sesuai dengan prosedur agar tidak ada step yang dilewatkan yang nantinya bisa berakibat fatal pada bangunan yang akan didesain.
Kusuma G, Andriono T. 1993. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa. Erlangga. Jakarta. Pamungkas A, Harianti E. 2013. Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Dapur Buku. Jakarta Pamungkas Anugrah dan Harianti Erny, “Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa”, Dapur Buku, Jakarta, 2013.
DAFTRA PUSTAKA
Juwana Jimmy S., Ir, MSAE, “Panduan Sistem Bangunan Tinggi”, Erlangga, Jakarta, 2005.
Imran I, Hendrik F. 2010. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Institut Teknologi Bandung. Bandung. Tenda
Standar Nasional Indonesia, “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung”, Jakarta, 2002
J.E. 2008. Buku Ajar Struktur Bangunan Tahan Gempa. Politeknik Negeri Manado. Manado.
Gunadi Riwa Rekayasa Gemap Statis Ekivalen dan Gempa dinamis 2010 .
Kusuma G, Andriano T. 1994. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa. Erlangga. Jakarta.
Saroni Ali kolom pondasi balok T beton bertulang 2010
Purwono R. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. ITS Press. Surabaya. Nasution A. 2009. Analisa dan Desain Struktur Beton Bertulang. ITB. Bandung. SNI-03-1726-2002. Tatacara Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. BSN-Badan Standarisasi Nasional. Jakarta. SNI-03-2847-2002. Tatacara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. BSN-Badan Standarisasi Nasional. Jakarta. UU RI No. 28/2002. Tentang Bangunan Gedung Pustaka Yudistira. Bandung. Departemen Pekerjaan Umum 2006. Pedoman Teknis Rumah dan Bangunan Gedung Dilengkapi
39
