perhitungan pembebanan gempa

ANALISA BEBAN GEMPASTATIS UNTUK PEMBEBANANSTRUKTURBerdasarkan SNI 03 - 1726 - 2002Arie Febry F, MT

afebry@teknikunlam.ac.id

Beban Gempa

Tujuan Pembebanan Gempa

Acuan dan Rujukan

Base design mengacu pada

Analisis Gempa

Analisis GempaGempa Statis Ekuivalen

Berupa gaya horisontal (Px, Py) yang diberikan padalantai tiap struktur.

Gempa DinamisBerupa gelombang rambatan yang berdasarkan data gempa sebelumnya yang diterapkan pada base struktur dan dianalisa dengan metode pushover, dalamkondisi non linier

Batasan Statik Ekuivalen

Prosedur Desain Gaya Gempa - 1Berikut adalah langkah / Prosedur analisa1. Menentukan Informasi struktur yang detail yaitu :

Ketinggian Struktur dari Permukaan TanahJenis KonstruksiDimensi – Dimensi StrukturData Material fc’ , fyBeban DL dan LL yang direncanakanFungsi GedungElemen – elemen struktur yang berfungsi menahan geser

Prosedur Desain Gaya Gempa - 2

Berikut adalah langkah / Prosedur analisa2. Informasi Seismic data antara lain

Lokasi Konstruksi yang akan dikerjakanData Tanah Setempat

3. Berdasarkan Informasi langkah ke 2 ditentukan :• Percepatan Puncak Batuan dasar• Percepatan Puncak Muka Tanah

Prosedur Desain Gaya Gempa - 34. Berdasarkan Informasi dari Langkah 1, diambil

beberapa kondisi untuk desain yaitu : Faktor Keutamaan StrukturJenis Konstruksi – Faktor Reduksi Gempa

5. Berdasarkan Informasi langkah ke 1 ditentukan :• Berat Bangunan Per lantai (dari lantai rencana dengan

panjang kolom ½ L diatas dan ½ L dibawah) kecuali untuklantai dasar atau lantai 0 memikul 1L kolom dibawah dan ½ L kolom keatas.

Prosedur Desain Gaya Gempa - 46. Berdasarkan Informasi langkah ke 1 ditentukan :

• Berat Beban Mati dan 30% berat beban Hidup

7. Berdasarkan Informasi langkah ke 6 ditentukan :• Berat Struktur Per lantai (Wx) x Tinggi Lantai (hx)• Akan didapatkan Σ Wx. hx

8. Menghitung Periode Natural :• Berdasarkan h total akan didapatkan nilai T• Berdasarkan nilai T akan didapatkan nilai Ct

Prosedur Desain Gaya Gempa - 59. Menghitung Base Shear

10. Menghitung Gaya Lateral Ekuivalent per lantai

11. Cek Perbandingan h/ Sisi penerima Gempa• Jika h / L > 3 maka Lantai atas dikoreksi dengan

menambahkan nilai Gaya laterar sebesar 0.1Vb• Jika h / L < 3 maka tidak perlu dikoreksi

Prosedur Desain Gaya Gempa - 612. Menghitung Beban yang diterima per Node / joint

Contoh Perhitungan Sederhana - 1Data Konstruksi :1. Jenis : Beton Bertulang2. Tinggi : 3 lantai (0,1,2,Dak)3. Tinggi : 3,5 m per lantai (10.5m)4. Lebar : 9,0 meter 5. Panjang : 22.65 meter6. ƒc’ : 22.5 Mpa7. ƒy : 400 Mpa8. Fungsi : Rumah Tinggal9. DL : 1.5 KN/m2

10. LL : 2 KN/m2

11. Beban Atap : -

Contoh Perhitungan Sederhana - 2Data Konstruksi :11. Komponen Geser : Tidak ada12. Profil Struktur

Balok : 300/400 mmKolom : 300/300 mmPlat : 120 mm

Seismic Data1. Lokasi : Banjarmasin2. Jenis Tanah : Soft Clay

Contoh Perhitungan Sederhana - 3

3. Menentukan Data Percepatan

Lokasi : BanjarmasinJenis Tanah : Lunak

Didapat :Zone Gempa : 1 (Gambar 2.1)

Percepatan Puncak Batuan : 0.03

Percepatan Muka Tanah : 0.08

Contoh Perhitungan Sederhana - 4

3. Menentukan Data Percepatan

Tc = 1 detik (Tabel 6)Am = 0,2Ar = 0,2

4. Menentukan Data Kondisi Struktur

I = 1.0

Contoh Perhitungan Sederhana - 54. Menentukan Data Kondisi Struktur

R = 8.5 (Tabel 3 pasal 1b)

Calc Here

Contoh Perhitungan Sederhana - 65-7. Perhitungan Beban Per Lantai

Lantai

Tinggi Berat Wx Wx. Hx

(m) (KN) KN.m3 10.5 280.044 2940.4622 7.5 1498.197 11236.481 3.5 1682.682 5889.387

Total 3460.923 20066.33

8. Perhitungan periode Natural T1

Untuk Mendapatkan Nilai T

Atau rumusan empirik sbb untuk SRPM beton

Contoh Perhitungan Sederhana - 78. Menghitung Periode Natural

Karena Sistem sama maka Sisi N-S danW-E dianggap memiliki Ct sama

9. Perhitungan Base Shear

Menggunakan Rumus Empirik terlebih Dahulu

T = 0.43Detik < Tc 1 detik

Gunakan Ct  =  0.2detik

C = 0.2detikI = 1R = 8.5Wt = 3460.923KNVB = 81.43348KN

Baik S‐W atau E ‐W

10. Perhitungan Gaya Gempa

Contoh Perhitungan Sederhana - 810. Menghitung Gaya Gempa Fx

LantaiTinggi Berat Wx Wx. Hx FX V x

(m) (KN) KN.m (KN) (KN)3 10.5 280.044 2940.462 11.93 11.932 7.5 1498.197 11236.48 45.60 57.531 3.5 1682.682 5889.387 23.90 81.43

Total 3460.923 20066.33

11. Menguji Kelangsingan

Cek Perbandingan L/ h1. Lebar  1.166667< 3 Tidak Perlu koreksi di atap2. Panjang 0.463576< 3 Tidak Perlu koreksi di atap

Contoh Perhitungan Sederhana - 912. Beban Gempa Per Node

Arah S – N (Lebar)

Node : 4Node

LantaiFX FX Node(KN) (KN)

3 11.93 2.982 45.60 11.401 23.90 5.98

Total

Arah E – W (Panjang)

Sisi PanjangNode : 6Node

LantaiFX FX Node(KN) (KN)

3 11.93 1.992 45.60 7.601 23.90 3.41(Bagi 7)

Total

Selesai ?

Contoh Perhitungan Sederhana - 10

Not Yet Cek Ulang langkah ke 8Sebelumnya telah diappliedBeban Gempanya

Lantai dx dy1 7.97 4.692 15.89 8.773 18.74 10.00

Contoh Perhitungan Sederhana - 11Lantai dx dy

1 7.97 4.692 15.89 8.773 18.74 10.00

Cek Dengan Rumus Rayleight g = 9810mm/det2Sisi dx (lebar)

Lantai Wx d Wx.d Fx g.Fx.d1 280.044 7.97 17779.72 11.93 932758.12 1498.197 15.89 378282.91 45.60 71081773 1682.682 18.74 591000.12 23.90 4394070

987062.75 12435005

T1 Sisi X 1.77detik

Sisi dx (lebar)Lantai Wx d Wx.d Fx g.Fx.d

1 280.044 4.69 6162.5029 11.93 549142.62 1498.197 8.77 115259.58 45.60 39236333 1682.682 10.00 168150.43 23.90 2343809

289572.52 6816585

T1 Sisi y 1.30detik

Hitung Ulang Nilai Ctnya

Untuk T1 < Tc C = Am Ct = 0.2

Untuk T1 >Tc  C = Ar . T Ct = 0.2TAr = Am. Tc

PakaiT1x > Tc 1.77detik Ct = 0.354detik 0.2 77%

T1y > Tc 1.3Detik Ct = 0.26detik 0.2 30%

Contoh Perhitungan Sederhana - 12

Ternyata Peningkatannya > ijin yaitu

Hitung Ulang Lagi di Langkah ke 9

Dan Cek lagi kemudian, pengulanganini akan dilakukan sampaiCtbaru ≈ ± 20 % Ct asumsi

Interaksi dengan Geoteknik ?Perhatikan Kasus Berikut ini

Story Point Gempa FX FY FZ MX MY MZBASE 47 No 6.93 8.81 247.08 -2.75 9.41 -0.12BASE 48 No -0.51 15.09 322.69 -4.78 7.72 -0.66BASE 50 No 3.55 3.67 45.67 -1.52 2.32 -0.01BASE 51 No 2.02 3.11 50.13 -1.27 1.60 -0.01BASE 52 No 1.48 0.64 63.28 -0.19 1.44 -0.02

Story Point Gempa FX FY FZ MX MY MZBASE 47 Yes 11.94 8.81 247.08 7.13 31.67 0.16BASE 48 Yes 3.74 15.09 353.63 6.67 29.91 -0.07BASE 50 Yes 4.76 3.72 49.05 1.74 4.92 0.02BASE 51 Yes 3.17 3.12 55.22 1.52 4.17 0.01BASE 52 Yes 2.82 1.36 66.06 2.58 4.04 0.03

This Will Be Problem For Foundation Engineer To Solve