Tugas Rekayasa Gempa

SELIPANUS I 111 00 41

No. Urut Absen 27_No. Soal 27_SELIPANUS_I 111 00 41_Struktur Gempa

REKAYASA GEMPA

PERHITUNGAN

GAYA GEMPA STATIK EQUIVALEN

Disusun Oleh:

SELIPANUS

I 111 00 41

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL NON REGULER JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2011/2012



TUGAS STRUKTUR GEMPA

MENGHITUNG GAYA GEMPA STATIK EQUIVALEN

Denah Bangunan (soal)

No. Urut Absen = 27 No. Urut Soal = 27, dengan data soal : a = 5 m b = 7 m Wilayah Gempa VI Jenis Tanah Dasar adalah Tanah Sedang

Denah Bangunan

b

b

4@a

Shear Wall

Shear Wall

U

Shear Wall

U5.0 5.0 5.0 5.0

7.0

7.0

Shear Wall



DATA MENGENAI GEDUNG

Material Beton bertulang

o Kuat Tekan (fc) = 30 Mpa o Kuat Tarik Baja (fy) = 400 Mpa

Tinggi lantai dasar (antara dasar dan LT-2) = 4.5 meter

Tinggi antar lantai diatasnya = 4 meter

Dimensi Kolom

o Tinggi (h) = 60 cm o Lebar (b) = 60 cm

Dimensi Balok

o Tinggi (h) = 40 cm o Lebar (b) = 70 cm

Tebal plat lantai = 12 cm

Dinding geser (Shear wall) dengan tebal = 40 cm, menerus setinggi gedung. Detail

shear wall dapat dilihat pada gambar denah.

Beban Hidup (LL)

o LL pada lantai = 2.5 KN/m2 o LL Pada atap = 1.5 KN/m2

Beban Mati (DL) o DL pada lantai (Partition weight, Ceramic, Screed, mechanical, etc..= 4.5 KN/m2 o DL Pada atap (Plafond, Mechanical, electrical, etc.. = 0.6 KN/m2

SEISMIC DESIGN DATA

Fungsi Gedung = Gedung Perkantoran Faktor keutamaan Struktur (I) = 1.0

Lokasi gedung di wilayah = Zona Gempa VI

Kondisi tanah dilokasi gedung termasuk dalam kategori Tanah Sedang

Dengan data sebagai berikut:

o Percapatan puncak batuan dasar = 0.3 KN/m2 o Percepatan puncak muka tanah (Ao) = 0.36 KN/m2

(Tabel 5, Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002)

o Tc = 0.6 g o Am = 2.5 Ao = 0.9 g



o Ar = Am . Tc =0.54 g (Tabel 6, Pasal 4.7.6 SNI 1726-2002)

Untuk rangka penikul momen khusus menggunakan rangka beton pada arah Utara-

Selatan, Faktor Reduksi Gempanya adalah = 8.5

Untuk gedung dengan tipe dual system (shear wall yang dipasang pada struktur

rangka pemikul momen khusus pada arah Barat-Timur, Faktor Reduksi Gempanya

adalah = 8.5 (Tabel 3, Pasal 4.3.6 SNI 1726-2002)


PENYELESAIAN PERHITUNGAN

A. PERHITUNGAN BERAT SENDIRI STRUKTUR BANGUNAN

Gambar keterangan elemen struktur yang masuk dalam perhitungan berat lantai dasar, lantai tipikal dan lantai atap

Shear Wall

U5.0 5.0 5.0 5.0

7.0

7.0

Shear Wall

A B C D E

3

2

1



1. Berat Struktur Pada Lantai Dasar dan Lantai 2 Berat kolom = ((0.6 m x 0.6 m x 4.5 m) x 24 KN/m3 x 15 kolom) + ((0.6 m x

0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 kolom) = 842.40 KN

Berat Balok = ((0.4 m x 0.7 m x 4.4 m) x 24 KN/m3 x 12 balok datar) +

((0.4 m x 0.7 m x 6.4 m ) x 24 KN/m3 x 10 balok tegak) = 430.08 KN

Berat Lantai = ((20 m x 14 m ) x 0.12 m x 24 KN/m3) = 806.40 KN

Berat Shear Wall = ((10 m x 0.4 m x (4.5 m - 0.7 m )) x 24 KN/m3 x 2 shear

wall) + ((10 m x 0.4 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 2 shear wall = 1113.60 KN

2. Berat Struktur Pada Lantai 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8

Berat kolom = ((0.6 m x 0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 buah) + ((0.6 m x 0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 kolom)

= 518.40 KN

Berat Balok = ((0.4 m x 0.7 m x 4.4 m) x 24 KN/m3 x 12 balok datar) + ((0.4 m x 0.7 m x 6.4 m) x 24 KN/m3 x 10 balok tegak) = 430.08 KN


Berat Shear Wall = ((10 m x 0.4 m x (4 m /2)) x 24 KN/m3 x 2 shear wall) + ((10 m x 0.4 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 2 shear wall)

= 768.00 KN

3. Berat Struktur Pada Lantai Atap

Berat kolom = ((0.6 m x 0.6 m x (4 m / 2)) x 24 KN/m3 x 15 kolom) = 259.20 KN



Berat Balok = ((0.4 m x 0.7 m x 4.4 m) x 24 KN/m3 x 12 balok datar) + ((0.4 m x 0.7 m x 6.4 m) x 24 KN/m3 x 10 balok tegak) = 430.08 KN


Berat Shear Wall = ((10 m x 0.4 m x ((4 m / 2) - 0.7 m)*24 24 KN/m3 x 2 shear wall)

= 249.60 KN

4. Beban Tambahan pada lantai dan atap Beban mati pada tiap lantai = (4.5 KN/m2 x (20 m x 14 m))

= 1260.00 KN

Beban mati pada Atap = (0.6 KN/m2 x (20 m x 14 m)) = 168.00 KN

Beban hidup pada tiap lantai = (2.2 KN/m2 x (20 m x 14 m)) = 616.00 KN

beban direduksi sebesar 30 % = 184.80 KN

Beban Hidup pada Atap = (1.5 KN/m2 x (20 m x 14 m)) = 420.00 KN

beban direduksi sebesar 30 % = 126.00 KN

B. PERHITUNGAN BERAT TOTAL STRUKTUR PERLANTAI 1. Berat lantai dasar dan lantai 2

W LT dasar & LT-2 = (Berat kolom + Berat Balok + Berat Lantai + Shear wall) + DL + LL

W LT dasar & LT-2 = (842.40 KN + 430.08 KN + 806.40 KN + 1113.60 KN) + 1260.00 KN

+ 184.80 KN

= 4637.28 kN.

2. Berat lantai 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8 (Tipical) W LT 3 LT - 8 = (Berat kolom + Berat Balok + Berat Lantai + Shear wall) + DL + LL W LT 3 LT - 8 = (518.40 KN + 430.08 KN + 806.40 KN + 768.00 KN) + 1260.00 KN

+ 184.80 KN = 3967.68 KN.


3. Berat lantai Atap

W LT ATAP = (Berat kolom + Berat Balok + Berat Lantai + Shear wall) + DL + LL W LT ATAP = (259.20 KN + 430.08 KN + 806.40 KN + 249.60 KN) + 168.00 KN

+ 126.00 KN = 2039.28 KN.

Tabel Berat Struktur Perlantai

Lantai Tinggi (hx) Berat Lantai

(Wx) Wx * hx (m) (Wx)

Atap 32.50 4637.28 150711.6 8 28.50 3967.68 113078.88 7 24.50 3967.68 97208.16 6 20.50 3967.68 81337.44 5 16.50 3967.68 65466.72 4 12.50 3967.68 49596.00 3 8.50 3967.68 33725.28

LT Dasar & LT2 4.50 2039.28 9176.76 S 30482.64 600300.84

C. PERHITUNGAN PERIODE NATURAL 1. Arah Utara - Selatan

Struktur arah utara-selatan merupakan SRPM beton

T = 0,0731 H3/4

T = 0,0731 x 32.53/4 = 0,995 1.00 g

T > Tc, (1.00 > 0.6 ), sehingga Faktor Respons Gempa :

Ar = Am x Tc = 0.9 x 0,6 = 0.54 g

=

= .. = .

SNI 1726-2002 Pasal 4.7.6

Untuk T Tc C = Am.

Untuk T > Tc C = Ar / T, dimana Ar = Am x Tc.

0.950.90

0.83

0.380.360.33

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

(Tanah lunak)T

0.95C

(Tanah sedang)T

0.54C

(Tanah keras)T

0.42C

T

Wilayah Gempa 6

C

Ct untuk arah utara-selatan

0.54


2. Arah Utara - Selatan

Struktur arah utara-selatan merupakan SRPM beton

T = 0,0488 H3/4

T = 0,0488 x 32.53/4 = 0,66 g

T > Tc, (0.66 > 0.6 ), sehingga Faktor Respons Gempa :

Ar = Am x Tc = 0.9 x 0,6 = 0.54 g

=

= .. = .

SNI 1726-2002 Pasal 4.7.6

Untuk T Tc C = Am.

Untuk T > Tc C = Ar / T, dimana Ar = Am x Tc.

D. BASE SHEAR

Rasio tinggi struktur dengan panjang denah pada arah pembebanan gempa, adalah:

Arah Utara-Selatan = 32.50m /14 m = 2.321 < 3

Arah Barat-Timur = 32.50m / 20 m = 1.625 < 3 Apabila rasio tinggi struktur dan ukuran denah dalam arah pembebanan gempa , maka 0.1 V harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yang bekerja pada pusat masa lantai paling atas, sisanya dibagi dengan Fi (SNI 1726-2003 Pasal 6.1.4)

Karena perbandingan tinggi dengan panjang denah dalam arah pembebanan gempa

utara-selatan dan juga dalam arah pembebanan gempa barat-timur,

perbandingannya kurang dari 3, sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat

sebesar 0,1 Vb di lantai tingkat paling atas.

Arah Utara-Selatan

KN

xxV

RWICV

TU

tTU

245.19465.8

64.3048200.154.0

1

0.950.90

0.83

0.380.360.33

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

(Tanah lunak)T

0.95C

(Tanah sedang)T

0.54C

(Tanah keras)T

0.42C

T

Wilayah Gempa 6

C

Ct untuk arah utara-selatan

0.81

0.66



Arah Barat-Timur

KN

xxV

RWICV

TU

tTU

379.29155.8

64.3048200.181.0

2

E. GAYA EQUIVALEN LATERAL

ii

B

zW

hxWxVFx

)(

Gaya yang bekerja pada tiap lantai adalah, dalam perhitungan ini diambil contoh perhitungan pada

lantai Atap.

Arah Utara-Selatan

84.6003006.150711)245.1946( xF SUAtap

= 488.625 KN Arah Barat-Timur

84.6003006.150711)379.2915( xF TBAtap

= 731.935 KN

Untuk perhitungan gaya lateral pada lantai lainnya disajikan dalam tabel berikut:

Tabel Perhitungan Gaya Lateral Equivalen dan Geser per Story arah Utara-Selatan

Lantai hx Wx Wx.hx F Lateral V story

Fx Vx (m) (KN) (KN) (KN) (KN)

Atap 32.50 4637.28 150711.60 488.625 488.625 8 28.50 3967.68 113078.88 366.615 855.239 7 24.50 3967.68 97208.16 315.160 1170.400 6 20.50 3967.68 81337.44 263.705 1434.105 5 16.50 3967.68 65466.72 212.251 1646.356 4 12.50 3967.68 49596.00 160.796 1807.152 3 8.50 3967.68 33725.28 109.341 1916.493

Dasar dan LT-2 4.50 2039.28 9176.76 29.752 1946.245

30482.64 600300.84



Dalam denah perhitungan ini ada lima (5) portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa

equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai Atap adalah 488.625 kN / 5 portal = 97.725 KN/join

Tabel Perhitungan Gaya Lateral Equivalen dan Geser per Story arah Barat-Timur

Lantai hx Wx Wx.hx

F Lateral V story Fx Vx

(m) (KN) (KN) (KN) (KN) Atap 32.50 4637.28 150711.60 731.935 731.935

8 28.50 3967.68 113078.88 549.171 1281.107 7 24.50 3967.68 97208.16 472.094 1753.201 6 20.50 3967.68 81337.44 395.018 2148.219 5 16.50 3967.68 65466.72 317.941 2466.160 4 12.50 3967.68 49596.00 240.864 2707.024 3 8.50 3967.68 33725.28 163.788 2870.812

Dasar dan LT-2 4.50 2039.28 9176.76 44.567 2915.379

30482.64 600300.84

Dalam denah perhitungan ini ada tiga (3) portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai Atap adalah 731.935 kN / 3 portal = 243.978 KN/join


Gaya Lateral Equivalent Tiap Lantai

Ar

ah B

arat

-Tim

ur

Arah

Uta

ra-S

elat

an

Documents

Tugas Rekayasa Gempa