Perencanaan Gempa

SHORTCOURSE HAKI

21 AGUSTUS ’08 | HOTEL BOROBUDUR | JAKARTA INDONESIA | Perencanaan Gempa 1

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.

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).

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).

SHORTCOURSE HAKI


Gambar 1. Denah gedung.

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 = 485,76 kN.

Berat lantai-lantai lainnya (tipikal) : Gambar 2. Tampak penempatan shearwall.

SHORTCOURSE HAKI


Gambar 3. Elemen struktur yang masuk ke dalam perhitungan

berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap.

SHORTCOURSE HAKI



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 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

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

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. Berat struktur per lantai.

LantaiTinggi hx (m)

Berat Lantai Wx (kN)

Wxhx (kN‐m)

10 37,8 3.291 124.4009 34,1 5.586 190.4838 30,4 5.586 169.8147 26,7 5.586 149.1466 23 5.586 128.4785 19,3 5.586 107.8104 15,6 5.586 87.1423 11,9 5.586 66.4732 8,2 5.586 45.8051 4,5 6.360 26.620

Σ 54.339 1.098.171

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

0,420,74

, .

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.

SHORTCOURSE HAKI


0,0731 37,8 , .

T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa,

Ar = Am x Tc = 0,7 x 0,6 = 0,42.

0,421,1

, .

Base Shear

. .

Arah Utara-selatan

0,57 1,0 54.339

8,5. .

Arah Barat-timur

0,38 1,0 54.339

8,5. .

Gaya Lateral Equivalent

∑

Gambar 5. Ct untuk arah barat-timur.

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.

SHORTCOURSE HAKI


Tabel 2. Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah utara-selatan.

Lantai hx wx wxhx F Lateral V Story

Fx Vx (m) (kN) (kN‐m) (kN) (kN)

10 37.8 3,291 124,400 413 413

9 34.1 5,586 190,483 632 1,045

8 30.4 5,586 169,814 563 1,609

7 26.7 5,586 149,146 495 2,103

6 23 5,586 128,478 426 2,530

5 19.3 5,586 107,810 358 2,888

4 15.6 5,586 87,142 289 3,177

3 11.9 5,586 66,473 221 3,397

2 8.2 5,586 45,805 152 3,549

1 4.5 6,360 28,620 95 3,644

Σ 54,339 1,098,171

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.

Tabel 3. Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story arah barat-timur.

Lantai hx wx wxhx F Lateral V Story

Fx Vx (m) (kN) (kN‐m) (kN) (kN)

10 37.8 3,291 124,400 275 275

9 34.1 5,586 190,483 421 696

8 30.4 5,586 169,814 376 1,072

7 26.7 5,586 149,146 330 1,402

6 23 5,586 128,478 284 1,686

5 19.3 5,586 107,810 238 1,924

4 15.6 5,586 87,142 193 2,117

3 11.9 5,586 66,473 147 2,264

2 8.2 5,586 45,805 101 2,366

1 4.5 6,360 28,620 63 2,429

Σ 54,339 1,098,171

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.

Documents

Perencanaan Gempa