BAB II

DASAR-DASAR TEORI

2.1 Konsep dan Filosofi Perencanaan Bangunan Tahan Gempa

Dengan meningkatkan kapasitas tahanan terhadap struktur terhadap gaya

gempa yang bekerja adalah konsep dasar yang digunakan sebelum merencanakan

suatu konstruksi tahan gempa. Baik berupa dinding geser, sistem rangka pemikul

momen, ikatan 4ltern / bracing dan lain sebagainya.

Ketentuan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada saat gempa kecil

2. Kerusakan sedang berupa retak arsitektural pada saat terjadi gempa

sedang

3. Kerusakan struktural namun tidak sampai menyebabkan runtuh pada

saat terjadi gempa besar

Selain itu konsep yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Bahan yang digunakan harus sesuai dengan ketentuan

2. Merencanakan keruntuhan yang aman dengan ketentuan kolom

harus lebih kuat daripada balok

3. Kontrol deformasi akibat gaya-gaya yang bekerja khususnya pada

saat gempa terjadi ( SNI 1726 : 2012, pasal 7.1.2 )

4. Merencanakan sambungan kolom dan balok yang memadai

5. Merencanakan pondasi yang lebih kuat untuk menahan struktur

diatasnya ( SNI 1726 : 2012, pasal 7.1.5 )

2.2 Seismic Limit State Design

Di dalam perencanaan stuktur terdapat beberapa pertimabangan yang harus

dilakukan mulai dari hal-hal terkait kegagalan pada bangunan hingga peristiwa

alam seperti gempa bumi. Deformasi pada bangunan harus dapat ditoleransi pada

saat terjadi gempa besar, sehingga diadakannya perkembangan metode desain

dengan batasan-batasan berdasarkan kriterianya.

Batasan-batasan yang dimaksudkan dalam perencanaan bangunan

adalah kondisi yang tidak lagi memenuhi kriteria yang merujuk pada tingkat

pemuatan atau tindakan lain pada struktur. Kriteria lain yang menjadi

pertimbangan adalah ketahanan 4lternativ, kesesuaian penggunaan, daya

tahan, kemudahan pengerjaan dan persyaratan desain lainnya. Terdapat dua

batasan yang diketahui di dalam pengerjaan proyek, yaitu ULS (Ultimate

Limit State) dan SLS (Serviceability Limit State).

4

5

ULS (Ultimate Limit State) adalah batasan yang bertujuan untuk

memastikan kemungkinan runtuhnya bangunan berada pada kondisi yang

masih dapat diterima. Oleh karena itu proses ULS mempertimbangkan

terhadap peristiwa dengan jangkauan lebih besar walaupun kemungkinan

terjadi terbilang kecil. Ketika struktur telah mencapai kondisi ULS berarti

struktur telah diketahui kondisi pada saat menerima beban maksimum dan

mencapai batas daya dukungnya, sehingga keruntuhan pada struktur dapat

dihindari. Dan batasan-batasan ULS diantaranya adalah :

1. Hilangnya keseimbangan struktur yang bertugas sebagai

struktur kaku.

2. Keruntuhan pada bagian kritis di tiap-tiap komponen

struktur

3. Penempatan sendi-sendi plastis pada komponen struktur

dengan kapasitas rotasi yang cukup (kolom kuat-balok

lemah)

4. Terganggunya kestabilan struktur akibat deformasi yang

berlebihan

5. Kerusakan yang timbul dari pengaruh keruntuhan struktur

6. Perubahan bentuk dan keretakan yang menyebabkan

berubahnya arah geometri struktur

Sedangkan SLS (Serviceability Limit State) adalah kondisi dimana

bangunan pada saat mengalami kerusakan diharapkan masih dapat berfungsi

walaupun tanpa adanya perbaikan sampai batas terendahnya. Batas ini

biasanya digunakan untuk perencanaan struktur yang seharusnya dapat

berfungsi kembali setelah terjadinya gempa, seperti stasiun pemadam

kebakaran, rumah sakit dan sejenisnya. Adanya batasan ini membawa

harapan bahwa struktur yang direncanakan dapat bertahan beberapa waktu

walaupun masih sempat mengalami kerusakan. Beberapa hal yang meliputi

SLS adalah sebagai berikut :

1. Deformasi berlebihan akan mempengaruhi pemakaian

struktur

2. Retak yang terjadi terlalu dini dan berlebihan

3. Kerusakan akibat korosi pada struktur

4. Getaran yang terjadi dengan skala besar dan mendadak

Sejauh ini perkembangan teknik bangunan tahan gempa mendapatkan hasil

secara ringkas yaitu Strength Based Design dengan menerapkan Capacity Design

pada pengerjaannya, ini adalah bentuk dari Ultimate Limit State. Sedangkan

Serviceability Limit State didapatkan Performance Based Design yang lebih

6

menekankan terhadap data Pushover Analysis yang merupakan analisis statis

nonlinier untuk mengetahui perilaku keruntuhan suatu bangunan atau struktur dan

metode respon spektrum dengan data dalam bentuk grafik/plot antara periode getar

struktur T dengan respon-respon maksimum berdasarkan rasio redaman dan gempa

tertentu.

2.3 Struktur Penahan Gaya Lateral

Pada bangunan tinggi seringkali digunakan rigid frame atau portal beton

bertulang yang monolit dimana struktur tersebut memang bertujuan untuk menahan

beban lateral dan gaya gravitasi. Sistem struktur penahan lateral dibagi menjadi 6

jenis antara lain sistem penahan rangka momen, sistem rangka gedung, sistem

interaksi dinding dengan rangka, sistem kolom kantilever, dan sistem dinding

penumpu.

Struktur penahan gaya lateral berperan penting dalam menjaga keadaan

struktur pada saat terjadi gaya yang dimana apabila pengaruhnya menyebabkan

deformasi pada konstruksi apalagi sampai melebihi batas ijinnya.

2.3.1 Struktur Baja

Struktur tahan gempa bekerja dengan menyerap energi gempa secara

efektif dan meneruskannya kepada sendi plastis pada struktur lain yang telah

disediakan. Tentunya struktur yang dimaksudkan adalah struktur dengan

kriteria memiliki kekuatan, kekakuan, daktilitas, dan disipasi energi yang

baik. Diperlukan perencanaan dengan detailing yang baik untuk

menghasilkan deformasi pada saat gempa yang stabil. Dan penggunaan

struktur yang efektif akan menyerap energi sesuai dengan keperluan, namun

tidak melupakan bahwa nilai R atau faktor reduksi gempa harus setinggi

yang dapat dihasilkan sehingga beban gempa yang diterima struktur atau

bangunan dapat ditekan menjadi lebih kecil.

Sejauh ini diketahui terdapat 3 jenis struktur baja yang pernah

digunakan dalam pengerjaan gedung bertingkat tinggi, yaitu Sistem Rangka

Pemikul Momen, Rangka berpengaku non-tekuk (Buckling Restrained

Braced Frames) dan Dinding Geser Pelat Baja (Steel Plate Shear Walls).

Berikut adalah tabel nilai R untuk jenis struktur-struktur tersebut :

7

Gambar 2. 1 Nilai R untuk Struktur Rangka Baja

Di dalam SNI-1726-2012 menjelaskan bahwa Sistem Rangka

Pemikul Momen memiliki ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap,

namun untuk gaya lateral yang diterima dari beban gempa akan dibedakan

lagi menjadi 3 jenis, yaitu :

1. Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)

Sistem yang efektif digunakan pada 7lterna gempa yang

kecil karena tidak terlalu diperlukan untuk memperhatikan

persyaratan kolom kuat dan balok lemah, sehingga daktilitas

menjadi yang paling rendah diantara sistem yang lain dan

deformasi yang terjadi bersifat plastis.

2. Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)

Sistem rangka pemikul momen yang menitik beratkan

kepada batasan kegagalan struktur akibat keruntuhan geser.

SRPMM memiliki metode perhitungan beban, kemampuan

penampang untuk mencegah terjadinya kembalinya momen, serta

pemasangan tulangan geser diatur tersendiri di dalam SNI-2847-

2013.

Dengan nilai R yang lebih kecil dari 8,5 maka pengaruh

gaya geser dasar rencana akan menjadi lebih besar, detailing pada

8

struktur juga menjadi lebih ringan dan kemampuan rotasi plastis

yang lebih kecil pula. Adapun spesifikasi bahan yang digunakan

adalah sebagai berikut :

• Fy < 0,85 Fu

• Daerah datar (plateau) pada grafik harus cukup

Panjang

• u ≥ 20%

• Material baja harus mudah dilas agar tidak

mempersulit pada saat pengerjaan

Gambar 2. 2 Grafik Elastisitas Baja

3. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)

Sistem yang dirancang untuk wilayah gempa dengan

tingkat yang lebih tinggi dari sistem sebelumnya. Komponen

struktur mampu memikul gaya gempa dan lentur yang

mempengaruhi struktur itu sendiri, sehingga ada persyaratan yang

harus dipenuhi diantaranya sebagai berikut :

• Gaya aksial tekan pada komponen struktur tidak

boleh lebih dari 0,1.Ag.fc’

• Komponen struktur memiliki bentang yang lebih

dari 4x tinggi efektif bangunan

• Perbandingan lebar terhadap tinggi bangunan tidak

boleh kurang dari 0,3

Ketiga sistem yang disebutkan memiliki perbedaan pada

kemampuan dalam mengalami deformasi plastis dan tingkat

daktilitasnya. Menurut SNI-1729-2000 rotasi plastis pada

SRPMK dan SRPMM tidak boleh melebihi 0,3 dan 0,2 radian

pada semua sambungan balok kolom yang memikul beban

gempa, sedangkan SRPMB memiliki rotasi plastis kurang dari 0,1

radian. Sistem rangka pemikul momen juga dapat dibedakan

berdasarkan perilaku kinerja struktur gedung terhadap daktilitas

9

yang berbeda-beda, dimana SRPMK tingkat daktilitasnya penuh

sementara yang lain memiliki tingkat daktail yang tak sebesar

SRPMK atau lebih sering dikenal dengan daktail parsial.

Sistem ini memiliki kemampuan untuk menahan gaya

lateral berdasarkan kuat lentur pada komponen struktur dan

balok. Penentuan dari penggunaan jenis Sistem Rangka Pemikul

Momen adalah berdasarkan daerah dengan resiko gempa yang

telah diketahui. Setelah diketahui dari beberapa hal tersebut maka

akan dapat ditentukan jenis manakah yang akan digunakan dalam

pekerjaan gedung.

Setelah itu terdapat struktur baja tahan gempa yang dinamakan

Buckling Restrained Braced Frames (BRBF) yang dimana struktur ini

merupakan struktur penahan gempa dengan sistem memusatkan energi

gempa yang merupakan gaya tarik atau gaya tekan terhadap batang inti

(pengaku) yang terbuat dari baja lunak. Kelebihan yang dimiliki oleh

struktur ini adalah dapat menahan gaya tarik dan tekan secara bersamaan

tanpa mengalami tekuk sama sekali. BRBF juga dapat menjadikan sifatnya

yang daktail menjadi reaksi plastis, hal ini karena sistem ini

menggabungkan antara sifat kekakuan dan daktilitas yang tinggi.

Konfigurasi pemasangan Buckling Restrained Braced Frames diantaranya

adalah model single diagonal, inverted v-bracing, v-bracing dan two story

x-bracing

Struktur yang lain terdapat Special Plate Shear Walls (SPSW) yaitu

struktur rangka yang berdinding plat baja. Bekerja dengan mengendalikan

aksi tarik pada dinding baja yang nantinya akan mengalami leleh sekaligus

tekuk secara diagonal. Terhadap beban lateral, sistem berperilaku mirip

dengan plat balok. Plat dinding mirip dengan gesper yang berbentuk

diagonal dan dibentuk searah dengan arah datangnya tegangan. Daktilitas

dari struktur ini tergantung dari besarnya tegangan yang dihasilkan, dimana

plat dinding yang direncanakan akan dibuat di sepanjang medan tegangan

diagonal. Sistem ini juga mirip dengan sistem BRBF dimana sistem ini

menggabungkan antara sifat kekakuan dan daktilitas yang tinggi.

2.3.2 Dinding Geser

Dalam SNI-1726-2002 menjelaskan bahwa dinding geser adalah

sebuah subsistem struktur gedung yang memiliki fungsi utama sebagai

pemikul beban geser pengaruh gempa rencana. Sistem kerja yang bekerja

pada dinding geser dapat dibedakan menjadi :

10

1. Dinding geser beton bertulang kantilever yang runtuhnya

disebabkan momen lentur pada kaki struktur sebagai sendi

plastis. Momen plastis tersebut dapat meningkat akibat

bertambahnya regangan, sehingga terdapat batasan antara

lebar (minimal 1,5m) dan tinggi pada struktur yaitu tidak

boleh kurang dari 2.

2. Dinding geser beton bertulang berangkai yang terdiri dari 2

atau lebih dinding geser terangkai Bersama balok-balok

perangkai. Sendi plastis berada di kedua ujung balok

perangkai dan pada semua kaki dinding geser, dimana

momen leleh dapat meningkat sepenuhnya akibat

pertambahan regangan. Rasio antara tinggi dan bentang

balok perangkai harus kurang dari 4.

Umumnya dinding geser digunakan pada bangunan 7 lantai keatas,

dengan tujuan mengurangi nilai dari defleksi lateral dan menambah

kekakuan struktur. Hal tersebut menjadi keuntungan tersendiri bagi dinding

geser, karena kerusakan struktur dan non-struktur pada gedung menjadi

lebih kecil juga. Inilah alasan mengapa dinding geser menjadi lebih banyak

digunakan untuk menahan beban gempa dibandingkan dengan rigid frame

(portal kaku)

Terdapat 2 fungsi utama yang menjadi perhatian khusus penggunaan

dinding geser, yaitu :

1. Kekakuan, untuk memastikan bahwa tidak terjadi deformasi

yang berlebihan pada saat terjadi goyangan di struktur atas.

2. Kekuatan, penting untuk melawan beban lateral yang

terjadi. Dengan prinsip meneruskan gaya horisontal kepada

elemen dibawahnya, dimulai dari dinding geser di bawahnya,

lantai, dan pondasi.

2.3.2.1 Pembagian Bentuk Dinding Geser

Berdasarkan letak dan fungsinya, dinding geser dapat dibedakan

menjadi 3 jenis, yaitu :

▪ Bearing wall, yaitu dinding geser yang menggunakan

dinding partisi berdekatan, sebagian besar beban gravitasi

dapat ditumpu oleh jenis ini.

▪ Frame walls, jenis satu ini berada di antara baris kolom yang

menahan gaya lateral namun berbeda dengan Bearing Wall

11

(a)

(b)

©

Gambar 2. 3 (a)Bearing wall (b)Frame wall (c)Core wall

beban gravitasi berasal dari frame beton bertulang yang

menjadi bagian dari dinding geser itu sendiri.

▪ Core Walls, Berada di sekitar inti pusat gedung yang

biasanya berfungsi sebagai poros lift dan tangga, biasanya

penempatan ini bertujuan untuk lebih memanfaatkannya

menjadi fungsi lain/fungsi ganda sehingga dari segi ekonomi

dapat menjadi keuntungan tersendiri.

Jenis dinding geser juga dapat dibedakan dengan membandingkan

lebar dan tinggi dari gedung bertingkat, penjelasannya adalah sebagai

berikut :

▪ Short Shear Wall, adalah dinding geser yang perbandingan

tinggi dan lebar memiliki nilai kurang dari 1 (H/D <1)

▪ Squat Shear Wall, adalah dinding geser dengan nilai

perbandingan tinggi dan lebar lebih dari 1 namun kurang dari

3 (1< H/D < 3)

▪ Cantilever Shear Wall, atau dapat disebut dinding langsing

adalah dinding geser yang memiliki nilai perbadingan lebih

dari 3 (H/D > 3)

Hal penting yang perlu diperhatikan dalam merencanakan dinding

geser adalah struktur yang bertugas menahan gaya lateral ini tidak

diperbolehkan mengalami keruntuhan karena tidak ada elemen lain yang

menahan gaya lateral pada bangunan yang memungkinan jika hal tersebut

terjadi dapat menyebabkan keruntuhan pada bangunan secara keseluruhan.

Maka dari itu dinding geser harus didesain mampu menahan beban gempa,

dijelaskan dalam SNI 03-2847-2013 bahwa tebal minimum (td) tidak boleh

12

kurang dari 1/25 tinggi atau panjang bentang yang ditumpu, harus lebih dari

100 mm.

Tabel 2. 1 Tabel Tebal Minimum untuk Dinding

Dalam pengerjaannya dinding geser dibuat menjadi beberapa bentuk

sesuai dengan kebutuhan dan penempatannya, diantaranya yang umum

digunakan adalah bentuk Hollow atau bentuk yang mengelilingi struktur

(umumnya berbentuk persegi atau lingkaran), kemudian ada bentuk

Flanged Flanged yang terdiri dari bentukan C-shaped dan L-shaped, dan

yang terakhir adalah bentuk rectangular atau persegi di sepanjang bidang

yang dipengaruhi oleh gaya.

Gambar 2. 4 Bentuk-bentuk Dinding Geser

13

2.3.2.2 Prinsip Kerja Dinding Geser

Dinding geser adalah dinding alternatif yang berfungsi sebagai balok

lentur kantilever penahan gaya horisontal dan vertikal, dimana gaya

horisontal yang dimaksud adalah beban lateral dan beban gempa.

Sedangkan gaya vertikal yang terjadi adalah gaya angkat akibat perilaku

gaya geser di sepanjang dinding geser, sehingga pada puncak gedung akan

timbul tekanan dari puncak yang lainnya.

Selain itu beban dari bangunan itu sendiri sebagian juga akan

diterima oleh dinding geser dan menjadi beban vertikal, walaupun pada

umumnya yang lebih dominan menerima beban sendiri dari bangunan

adalah kolom dan balok. Pada analisa struktur 3 dimensi, pemasangan

dinding geser berpengaruh terhadap kekakuan torsi yang dimiliki struktur.

Apabila pemasangan jauh dari pusat massa bangunan dan dibuat simetris

maka konstruksi tersebut akan dapat memperkecil potensi terjadinya puntir

13lternati yang berbahaya dan membuat tidak nyaman dalam masa

penggunaannya.

Penentuan posisi dinding geser yang paling tepat adalah dengan

melakukan analisa getaran bebas struktur 3 dimensi, dimana dari analisis ini

akan didapat berbagai macam model getaran yang dapat dialami gedung.

Struktur yang baik ditandai dengan adanya translasi di awal getaran pada

setiap sumbu utamanya dan memiliki getar rotasi pada mode yang tinggi.

Teorinya adalah dengan dimilikinya mode getar pada mode yang tinggi

menandakan bahwa struktur aman dari respon rotasi sehingga pada saat

struktur mengalami gempa, ini dikarenakan nilai faktor partisipasi yang

dimiliki kecil.

Pemasangan dinding geser harus dipasang menerus dari dasar

konstruksi (sejajar dengan pondasi) hingga ke ketinggian yang diperlukan,

alasannya adalah beban yang diterima dinding geser adalah beban yang

diterima oleh seluruh komponennya dari puncak teratas hingga ke dasar

bangunan, sehingga apabila konstruksi dinding geser dibuat menerus hingga

ke dasar konstruksi ditakutkan akan terjadi hal-hal yang tidak diinginkan.

Selain itu pertimbangan pemasangan dinding geser memiliki pilihan antara

dipasang memanjang di atas lebar bangunan secara utuh, atau hanya

sebagian, atau bahkan dapat melebihi lebar parsial dari bangunan itu sendiri.

Berikut adalah pertimbangan dalam menentukan letak dinding geser :

1. Penempatan dinding geser pada sumbu lemah bangunan

14

2. Tata ruang bangunan dan keindahan tidak berkurang nilainya

3. Eksentrisitas yang didapat tidak terlalu besar pada setiap

lantainya

4. Mencari lokasi sekecil mungkin nilai momen puntir pada

setiap percobaan perletakan

2.3.2.3 Keruntuhan Pada Dinding Geser

Dinding geser sebenarnya memiliki performa yang sangat baik pada

saat terjadinya gempa, umumnya kerusakan yang terlihat adalah retakan

atau cracking yang berada di dasar dinding dan coupling beam (sistem

dinding berangkai). Ketahanan terhadap gaya lateral yang terjadi secara

berkelanjutan adalah kelebihan yang dimiliki oleh dinding geser.

Adapun batasan-batasan perilaku pada dinding geser adalah sebagai

berikut :

▪ Respon dinding terhadap gaya luar dibentuk oleh leleh pada

tulangan lentur. Keruntuhan akibat sifat daktail dari dinding

geser atau sering disebut perilaku lentur (Flexural behavior).

▪ Leleh pada tulangan lentur diikuti dengan kegagalan geser

(Flexural-shear behavior)

▪ Keruntuhan dinding akibat geser tanpa ada leleh pada

tulangan lentur, keadaanya dibagi menjadi diagonal tension

shear failure (sifat daktail dimana keruntuhan terjadi pada

tulangan terlebih dahulu), diagonal compression shear

failure (rapuh/brittle)

▪ Flexural crack yang terbuka lebar akibat sliding shear (geser

luncur) secara bolak balik, keruntuhan ini mengakibatkan

energi panas dari gesekan yang bersifat merugikan.

Kegagalan lain yang sering terjadi adalah putusnya tulangan Tarik

yang terlihat pada dinding yang memiliki jumlah tulangan longitudinal lebih

sedikit, sehingga regangan tertuju kepada bagian yang mengalami retak

akibat pembebanan siklik berulang, kejadian ini berujung kepada

terputusnya tulangan.

Dinding geser dapat mengalami kegagalan juga bisa bisa disebabkan

karena terjadinya defleksi yang berlebihan pada bangunan, maka daripada

itu diperlukan 14lterna defleksi. Defleksi maksimum karena beban layanan

dimana di dalamnya sudah termasuk efek P-Delta, tidak akan lebih dari lc

/150. Defleksi yang terjadi pada struktur akan ditentukan oleh rumus :

15

...

Dimana :

................................................................... (2. 1)

...................................................................(2. 2)

Ie didapatkan dari hasil perhitungan dengan menggunakan cara

substitusi M untuk Ma. Icr harus dikontrol sesuai dengan persamaan (2.11)

2.3.2.4 Perencanaan Kekuatan Dinding Geser

Penulangan pada dinding geser diberikan pada kedua sisi pada

kondisi tertentu, ketentuan yang digunakan adalah untuk menentukan

jumlah penulangan minimum dan tebal dinding pada saat penerapannya

selama proses pengerjaannya. Berikut adalah ketentuan penulangan

minimum :

Sedangkan untuk perhitungan rasio penulangan minimum adalah (ρv

atau ρh) > 0.0025, kecuali dinding dengan gaya geser lebih kecil dari 0,083

ACVƒ𝑓′𝑐 maka perhitungan rasio tulangannya akan menjadi

Kekuatan dinding geser dalam menahan beban axial atau beban yang

diterima secara vertikal dihitung dengan formulasi sebagai berikut :

......................................(2. 3)

16

Perhitungan gaya geser ultimit yang diterima dinding geser akan

Dimana ϕ adalah faktor reduksi yang nilainya untuk beban axial

adalah 0,70 dan nilai k di dapat dari tabel berdasarkan kondisi sebagai

berikut :

Tabel 2. 2 Faktor k Untuk Dinding Geser

Kondisi Batas k

Dinding menahan struktur atas dan

bawah terhadap gaya lateral dengan

:

Menahan rotasi di satu atau kedua

ujung (atas,bawah atau keduanya) 0,8

Tidak menahan rotasi di kedua

ujungnya 1,0

Dinding tidak menahan gaya lateral 2,0

Sementara gaya geser (shear demand) pada konstruksi yang diterima

oleh struktur dinding geser dihitung dengan ketentuan :

Φ Vn ≥ Vu

Dimana ϕ adalah faktor reduksi untuk gaya geser senilai 0,6 (beban

lentur) dan 0,85 (beban lainnya)

Kuat geser yang direncanakan (Vn) harus mampu menahan gaya

geser yang akan diterima, sehingga perhitungan yang dilakukan memiliki

nilai lebih besar daripada gaya geser ultimit yang menjadi parameter

perencanaan, ini menjadi sangat penting untuk menghindari kegagalan

konstruksi. Dan nilai dari Vn adalah :

............................................................(2. 4)

.......................................................(2. 5)

Dimana :

memiliki nilai sebagai berikut :

17

....................................

𝑽𝒖 = 𝟏, 𝟐𝑽𝑫 + 𝒇𝟏𝑽𝑳 ± 𝑽𝑬 = 𝟎, 𝟗 𝑽𝑫 ± 𝑽𝑬 ............... (2. 6)

Dimana : f1 adalah koefisien dengan nilai 1,0 untuk beban hidup lebih

dari 500 kg/m2. Sedangkan untuk beban hidup yang kurang dari itu

digunakan nilai f1 = 0,5.

Namun perhitngan geser pada dinding geser juga

mempertimbangkan gaya geser yang diterima oleh beton, dimana yang

menjadi pembeda adalah metode perhitungan yang digunakan adalah

metode yang sederhana atau secara terperinci.

Tabel 2. 3 Kapasitas Gaya Geser Pada Beton

Dengan demikian, Kuat geser maksimum yang dapat ditahan oleh

dinding geser adalah :

...........................................................(2. 7)

18

Gambar 2. 5 Gaya Geser Pada Struktur

Terakhir yang menjadi perhitungan dalam perencanaan dinding

geser adalah menghitung beban lentur yang menyebabkan adanya momen

di tumpuan maupun di sepanjang struktur itu sendiri. Kombinasi antara

beban lentur dan beban axial di menghasilkan momen dengan ketentuan

sebagai berikut :

Dimana :

............................................................(2. 8)

Mua adalah momen di pertengahan tinggi dari dinding yang

disebabkan oleh beban terfaktor, dan U didapat dengan rumus :

............................................................(2. 9)

Nilai dari Mu dapat diketahui dengan cara literasi defleksi, atau dapat

juga dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

................................................(2. 10)

Dimana :

...............................................(2. 11)

19

Dan

..............................................................(2. 12)

c = jarak dari serat yang mengalami tegangan terbesar ke sumbu netral,

mm

d = jarak dari serat yang mengalami tegangan terbesar ke sumbu

tegangan longitudinal terkuat, mm

n = rasio modular elastisitas, tetapi tidak boleh kurang dari 6 = ES / EC

Ketentuan yang berlaku untuk momen ini terdiri atas :

• Momen lentur akibat kelangsingan dinding diabaikan

• Regangan non-linier untuk balok tinggi diabaikan

• Faktor reduksi kekuatan ϕ = 0,70, kecuali untuk dinding

dengan beban tekan kecil.

Perencanaan lebar efektif flens untuk dinding geser dengan

penampang I, L, C atau T adalah sebagai berikut :

1. ½ kali jarak terpendek wed dinding geser

2. 15% dari tinggi total dinding untuk flens tertekan

3. 30% dari tinggi total dinding untuk flens tertarik

Pada saat merencanakan dinding yang menahan beban axial yang

besar tidak diperbolehkan memiliki kapasitas yang lebih besar daripada

elemen yang bertugas menahan beban gempa. Untuk mengetahuinya

digunakan rumusan sebagai berikut :

Pu > 0,35 PO

Dimana :

..................................(2. 13)

Terdapat boundary zone yang menjadi bagian penting dari dinding

geser, fungsinya adalah membatasi elemen penahan gaya gempa atau

seringkali menjadi pengikat antara tulangan dinding geser dengan struktur

20

lain seperti plat dan kolom. Menurut UBC (Uniform Building Code)

detailing pada boundary zone tidak dibutuhkan jika :

.............................(2. 14)

...................................................................(2. 15)

........................(2. 16)

Sementara menurut ACI (American Concrete Institute) 2014

menyebutkan bahwa tegangan axial maksimum harus kurang dari 0,2 f’c.

Boundary zone dipasang di setiap sisi dinding dengan Panjang :

Lbz = 0.25 LW untuk Pu = 0.35 Po

Lbz = 0.15 LW untuk Pu = 0.15 Po

Dimana PU adalah interpolasi linier dari 0,15 PO dan 0,35 PO, Panjang

minimum untuk boundary zone sekurangnya-kurangnya adalah 0,15 LW

Gambar 2. 6 Ketentuan Panjang Boundary Zone

Di dalam tulangan boundary zone tidak memiliki sambungan las di

bagian sendi plastisnya. Namun kekuatan sambungan yang digunakan harus

memiliki kekuatan 160% lebih besar daripada kekuatan batang yang

mengalami leleh atau setidaknya 95% dari mutu tulangan fu.

Strain (tegangan) pada struktur memerlukan analisa berupa estimasi

nilai M’n dan C’u yang dimana distribusi tegangan untuk beton adalah AT

cy = 0,003

21

Gambar 2. 7 Diagram Tegangan dan Regangan

Persamaan keseimbangan kekuatan didapat dari menjumlahkan

semua aksi (gaya yang terjadi) dan reaksi sama dengan 0.

𝑷𝒖 + 𝑻𝒔𝒊 + 𝑪𝒔𝒊 + 𝑪𝒄 = 𝟎 ..............................(2. 17)

Dimana : 𝑷𝒖 = 𝟏, 𝟐𝑫 + 𝟎, 𝟓𝑳 + 𝑬 ...................................... (2. 18)

𝑪𝒄 = 𝟎, 𝟖𝟓𝒇u𝒄 . 𝑩. 𝑪′𝒖 ................................................ (2. 19)

Keseimbangan moment 𝑴u𝒏 = 𝑻𝒔𝒊𝒆𝒔𝒊 + 𝑪𝒔𝒊𝒆𝒔𝒊 + 𝑪𝒄𝒆𝒄 .................................................. (2. 20)

Gambar 2. 8 Gaya-gaya yang Bekerja pada Dinding

Untuk menentukan boundary zone, pendekatan yang umum

dilakukan adalah detailing pada boundary zone tidak deperlukan pada saat

regangan akibat tekanan di sisi dinding kurang dari 0,003 (max < 0,003).

Lendutan dan tegangan ditinjau berdasarkan bagian yang mengalami retak,

pergerakan gempa bumi yang tidak direduksi dan perilaku bangunan yang

tidak linier. Jadi detailing pada boundary zone hanya diberikan pada saat

dinding mengalami regangan dengan nilai lebih dari 0,003.

22

Sementara apabila regangan tekan maksimum melebihi 0,003 atau

sama dengan 0,015, dikutip ACI-2014 menjelaskan bahwa detailing tidak

disyaratkan jika panjang blok tertekan I

...................................................................(2. 21)

Kalaupun memang diperlukan detailing pada boundary zone maka

persyaratan yang berlaku adalah ketentuan panjang (Lbz) dengan nilai lebih

dari setengah C atau nilai C dikurangi 10% panjang dinding (Lw). Dengan

memeperkirakan regangan tekan di dasar dinding prismatic berdasarkan

panjang desain lendutan elastis di atas dinding (e). Hasil perhitungan yang

didapat di atas wall sesuai dengan regangan tekan 0,003 adalah dengan

menggunakan rumus :

y = 𝑴𝒏u 𝒙 ∆𝒆 ........................................................................ (2. 22) 𝑴𝒆

Dimana Mn adalah nilai dari kekuatan lentur (persamaan 2.18), sedangkan

Me adalah momen yang di dapat dari kode gaya seismik

Gambar 2. 9 Grafik Momen Kekuatan Lentur

Untuk menghitung total lendutan yang terjadi di atas dinding adalah

dengan :

............(2. 23)

23

.........

Dimana UBC menyebutkan bahwa nilai R adalah koefisien

kekakuan dari 4,5-8,5. Untuk dinding plastis defleksi yang didapat adalah :

.....................................................................(2. 24)

Nilai rotasi di engsel plastis didapat dengan :

................................................(2. 25)

Sementara untuk menghitung keamanan engsel plastis formulasi

yang digunakan dalam perencanaannya adalah sebagai berikut :

Dimana :

......................................(2. 26)

................................................................(2. 27)

...................................................................(2. 28)

Regangan tekan di daerah tertekan di dinding dapat diasumsikan

sebagai gaya-gaya yang linier, dimana sepanjang daerah tekan tersebut

dapat ditentukan dengan menggunakan kemampuan regangan dan analisa

penampang beton bertulan. Pada jarak tertentu nilai Cu’ dapat diasumsikan

dengan :

............................................................(2. 29)

2.4 Core Wall

Core Wall merupakan struktur dinding geser yang berada di tengah

konstruksi, biasanya dipasang mengelilingi tangga atau lift untuk tujuan efisiensi

pengaturan guna dan tata letak ruang dengan berbagai macam bentuk, seperti

segitiga, lingkaran dan juga persegi. Perbedaan bentuk ini berpengaruh kepada

karakteristik penggunaannya pada struktur.

Pada saat proses pembuatan Core Wall dapat berupa struktur baja, beton

bertulang atau dapat pula berupa komposit. Terkadang pelubangan struktur untuk

pintu, kisi udara dan lain-lain dapat menyebabkan pelemahan struktur , tetapi dalam

proses perencangannya tentu sudah dipertimbangkan permasalahan tersebut.

Dengan perhitungan yang tepat dan solusi teknik yang sesuai. Penggunaan material

beton bertulang dapat memberikan keuntungan pada saat menahan gaya lateral

karena memiliki kuat tekan yang tinggi, maka daripada itu konstruksi beton

bertulang adalah pilihan yang tepat digunakan pada struktur gedung bertingkat

tinggi.

24

2.4.1 Karakteristik Beban Core Wall

Dalam perancangan strukturnya sangat perlu diperhatikan mengenai

bagian-bagian core wall yang terdiri dari struktur horisontal dan vertikal

yang saling terkait terhubung. Sistem core wall untuk aplikasi bangunan

tinggi terdiri dari :

1) Sistem kolom yang terdiri dari core wall dan kolom

2) Struktur bebas pada lantai yang terhubung pada struktur core

wall

3) Core wall dengan kolom-kolom di atas satu struktur grid

sebagai alasnya, dimana di atas struktur pondasi hanya

berupa struktur vertikal

4) Core wall digabungkan dengan plat lantai yang digantung

pada struktur grid

5) Core wall yang terhubung dengan kolom di atas grid dengan

tujuan membuat sistem struktur statis

Uraian di atas menjelaskan sistem core wall, masing-masing

memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Sehingga pada

penelitian ini dapat fokus terhadap permasalahan analisa core wall terhadap

gaya gempa yang terjadi.

Pada dasarnya core wall adalah sistem struktur yang dirancang

menahan gaya lateral akibat beban 24ltern dan gempa yang merupakan

beban dinamis.

Gambar 2. 10 Penyaluran Beban Pada Core Wall

25

.......................................................(2. 32)

................................................(2. 33)

................................................(2. 34)

................................................(2. 35)

................................................(2. 36)

Walaupun nilai torsi sangat dipertimbangkan dalam perencanaan,

namun proses analisa yang dilakukan menganggap gaya tersebut sebagai

beban terbagi rata dan bekerja searah sepanjang tinggi core wall.

2.5 Teori Dasar Beban Torsi Tebagi Rata

a. Metode Semi-Inverse St.Venant

Metode yang digunakan untuk bentuk core wall tidak

bundar, metode ini menggambarkan perpindahan u, v dan w

sebagai perandaian pertama, berikut terdapat dua asumsi yang

digunakan untuk menjelaskan komponen yang berpindah :

1. Bentuk potongan penampang tidak boleh berubah

setelah mengalami puntir

2. Warping (lekukan) dari potongan harus sama

Berdasarkan anggapan 1 didapat :

...........................(2. 30)

...........................(2. 31)

Dari anggapan kedua :

Sehingga

................................................(2. 37)

26

..................

Sehingga :

........................(2. 38)

...........................................(2. 39)

...........................................(2. 40)

...........................................(2. 41)

Persamaan 2.37 disebut Persamaan Laplace. Dari buku

Torsion Of Reinforced Concrete karangan Thomas T.C. Hsu

persamaan 2.41 dapat diturunkan hubungan momen torsi dengan

fungsi tegangan adalah:

...........................................(2. 42)

2.6 Teori Dinding Tipis, Thin Tube Bredt Teori

Persamaan yang lebih ringkas bertujuan untuk persamaan torsi pada

beton bertulang, dengan variabel yang ketebalan yang ditunjukkan dalam

gambar 2.13. Tube mempunyai sumbu z longitudinal yang dibebani momen

torsi T. Suatu elemen ABCD menerima tegangan dasar seperti yang

ditampilkan sepanjang dz, tegangan geser pada muka AD adalah 1 dan pada

muka BC adalah 2. Tebal dari muka AD dan BC adalah t1 dan t2

............................................................................(2. 43)

Bila t1 = t2 = t, maka shear flow q = t dimana gaya geser per unit Panjang,

maka q harus sama pada titik A dan B. Pada gambar 2.8 gaya geser

sepanjang ds adalah qds, maka dapat ditulis momen torsi.

............................................................................(2. 44)

r adalah jarak pusat torsi dari sumbu punter ke gaya geser qds.

rds sama dengan dua kali luasan segitiga yang dibentuk oleh r dan ds, maka

luasan sekeliling dapat dimisalkan :

............................................................................(2. 45)

Dimana A adalah luas total yang dibatasi oleh dia garis sumbu dinding,

maka didapatkan persamaan :

Atau ................................................................. (2. 46)

27

.......................................................(2. 49)

..........................................................................(2. 47)

Sedangkan pada permukaan yang sempit adalah :

..........................................................................(2. 48)

.............................................(2. 50)

Gambar 2. 11 Torsi Pada Tampang Shaft

28

Gambar 2. 12 Geometri Penampang Shaft

Gambar 2. 13 Tegangan Geser Pada Thin Tube

2.7 Sistem Ganda (Dual System)

Di dalam SNI-1726-2012 menjelaskan bahwa sistem ganda adalah

kombinasi antara rangka pemikul momen,dinding geser atau rangka bresing

dengan distribusi kekakuan yang sesuai kapasitasnya masing-masing.

Secara sederhana pembagian rangka pemikul momen paling sedikit

memikul 25% gaya gempa desain. Dan gaya lateral tetap ditahan oleh

dinding geser sebagai structural yang nantinya akan turut berkombinasi

29

dalam menahan beban dasar geser nominal secara proposional berdasarkan

kekakuan relatifnya.

Sistem rangka kaku atau rigid frame biasanya berbentuk segi empat

tertur yang terdiri dari balik horisontal dan kolom vertikal yang terhubung

pada suatu bidang secara kaku (rigid), sehingga pertemuan antara kolom

dan balok dapat menahan momen. Pada dasarnya rangka kaku ekonomis

digunakan sampai 30 lantai untuk rangka baja dan sampai 20 lantai untuk

rangka beton bertulang (Schueller, 1989). Mekanisme rangka kaku dalam

menahan beban lateral yang menghubungkan antara kolom dan balok secara

kontinu khususnya pada saat mengalami lentur menyebabkan lendutan

lateral pada kedua struktur tersebut. Lendutan yang terjadi disebabkan oleh

dua hal, yaitu :

1. Lendutan akibat lentur kantilever

Biasa disebut juga chord drift, yaitu reaksi dari balok

kantilever vertikal yang menahan momen akibat beban lateral

(overturning moment), besar lendutan ini berkisar 20% dari total

simpangan struktur.

2. Defleksi akibat lentur kolom dan balok

Penyumbang terbesar dari simpangan struktur yang terdiri

dari 65% akibat lentur dari balok dan 15% dari kolom. Adanya

momen lentur pada kolom dan balok yang disebabkan gaya geser

sangat berdampak terhadap rangka gedung, perilaku di antara

kedua struktur ini disebut shear lag atau frame wracking.

Gambar 2. 14 Simpangan Pada Rangka Kaku

Untuk menghindari terlalu besarnya dimensi struktur balok dan

kolom yang menahan gaya lateral pada gedung bertingkat tinggi, maka dual

system menjadi pilihan tepat dimana dari segi ekonomis pun lebih baik.

Dinding geser dan struktur rangka akan terhubung dengan sambungan kaku

dan bekerja sama dalam menahan beban-beban yang terjadi baik berupa

beban gravitasi maupun beban lateral. Hasilnya adalah simpangan yang

30

terjadi akan diminimalisir sebaik mungkin setingkat dengan jumlah lantai

struktur. Artinya semakin tinggi struktur yang digunakan maka akan

semakin kecil simpangan yang terjadi, begitu juga jika sebaliknya.

Gambar 2. 15 Deformasi Dari dual system

a. Deformasi mode geser untuk rangka kaku (Gambar 2.15 a)

Pada struktur rangka kaku, sudut deformasi (lendutan) paling besar terjadi pada

dasar struktur dimana terjadi geser maksimum.

b. Deformasi mode lentur untuk dinding geser (Gambar 2.15 b)

Pada struktur dinding geser, sudut deformasi (lendutan) paling besar terjadi pada

bagian atas bangunan sehingga sistem dinding geser memberikan kekakuan paling

kecil pada bagian atas bangunan.

c. Interaksi antara rangka kaku dan dinding geser (Gambar 2.15 c)

Interaksi antara struktur rangka kaku dan dinding geser diperoleh dengan membuat

superposisi mode s defleksi terpisah yang menghasilkan kurva S datar. Perbedaan

sifat defleksi antara dinding geser dan rangka kaku menyebabkan dinding geser

menahan simpangan rangka kaku pada bagian bawah, sedangkan rangka kaku akan

menahan simpangan dinding geser pada bagian atas. Dengan demikian, geser akibat

gaya lateral akan dipikul oleh rangka pada bagian atas bangunan dan dipikul oleh

dinding geser dibagian bawah bangunan.

2.8 Kriteria Pembebanan

Berikut adalah uraian pembebanan yang terkait dengan perhitungan

kekuatan pada struktur yang akan ditinjau. Beban-beban yang dimaksud berupa

beban mati,beban hidup,beban gempa dan beban 30ltern. Berikut uraian dari

pembebanan tersebut. :

31

2.8.1 Beban Mati

Beban mati adalah berat kontruksi secara keseluruhan yang

terpasang secara fungsional dan telah ditetapkan di dalam SNI 03-1727-

2013

Tabel 2. 4 Berat Sendiri Bahan Bangunan

32

Tabel 2. 5 Berat Sendiri Komponen Gedung

33

2.8.2 Beban Hidup

Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan

penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban

konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban 33ltern, beban hujan, beban

gempa, beban banjir, atau beban mati. (SNI 03 – 1727 – 2013).

2.8.3 Beban Gempa

Dengan mengacu kepada nilai drift ratio maka akan didapat hasil

perbandingan dari nilai kekakuan sebuah struktur, yang artinya apabila

simpangan horisontal terbilang lebih besar maka ini menandakan bahwa

kekakuan yang dimiliki pun cukup besar, sebaliknya apabila simpangan

yang terjadi lebih kecil maka kekauan yang dimiliki 33lternat lebih besar.

2.8.4 Beban Angin

Gesekan udara yang mengenai struktur menyebabkan timbulnya

gaya yang dikenal dengan bebang 33ltern, walaupun memiliki kontribusi

yang kecil dibandingkan dengan beban lainnya namun untuk gedung

bertingkat tinggi memasukkan beban 33ltern menjadi bagian dari

perhitungan menjadi penting.

2.8.5 Kombinasi Beban Terfaktor Dan Beban Layan Dengan Metode

Ultimit

Perancangan suatu struktur gedung dan non-gedung harus

menggunakan kombinasi yang telah ditetapkan di dalam SNI-1727:2013,

sehingga kuat rencana akan melebihi atau paling tidak sama dengan beban

pengaruh terfaktor, berikut adalah kombinasinya :

1. 1,4D

2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)

3. 1,2D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5W)

4. 1,2D + 1,0W + L + 0,5(Lr atau R)

5. 1,2D + 1,0E + L

6. 0,9D +1,0W

7. 0,9D +1,0E

Keterangan :

D = beban mati R = beban hujan

L = beban hidup W = beban angin

Lr = beban hidup atap E = beban gempa

Terdapat pengecualian terhadap beban hidup ( factor L ) pada

kombinasi 3,4 dan 5, boleh diambil sama dengan 0,5 kecuali ruangan

34

bergarasi, ruang pertemuan dan ruangan yang nilai beban hidupnya lebih

besar dari 500 kg/m2.

2.9 Sistem Struktur Tiga Dimensi

Dalam perhitungan struktur baik berupa gedung maupun non-gedung

penting sekali untuk meninjau dari berbagai macam aspek. Analisa yang digunakan

salah satunya adalah peninjauan dari segala arah, umumnya yang menjadi label

adalah sumbu X,Y yang biasanya dikenal dengan arah horisontal sementara untuk

arah vertikal digunakan sumbu Z.

Struktur adalah susunan elemen-elemen yang saling terhubung satu dengan

yang lain, sambungan antara elemen inilah yang diasumsikan kaku sempurna

namun flelksibel, artinya pada saat yang diperlukan sambungan-sambungan ini

dapat berpindah menyesuaikan dengan besar kecilnya pengaruh gaya yang diterima

oleh struktur itu sendiri. Letak dari gaya-gaya ini tentunya tidak dapat ditebak

dimana pastinya, kadangkala dapat berada di sepanjang batang atau justru tepat di

titik buhulnya.

Gambar 2. 16 Konsep Tiga Dimensi

Elemen-elemen yang telah disebutkan akan menerima gaya dalam (internal

forces) berupa momen lentur,( bending moment ), momen torsi ( torsional moment

), gaya geser bolak balik, dan gaya aksial.

35

2.10 Analisa Gempa

Di dalam menentukan tingkat keamanan suatu struktur terhadap pengaruh

gempa, sangat penting untuk meninjau simpangan horisontal yang terjadi. Untuk

mengetahui simpangan yang diijinkan di dalam perencanaannya maka SNI 1726 :

2012 telah memuat nilai-nilai beserta tahapan-tahapannya secara detail dalam

menganalisa gempa untuk bangunan, selain itu acuan tersebut dapat juga menjadi

parameter kemampuan sistem struktur yang digunakan untuk menahan beban

gempa yang akan terjadi.

2.10.1 Kategori Risiko Bangunan dan Faktor Keutamaan, Ie

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 2.5, pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

dengan suatu faktor keutamaan, Ie menurut Tabel 2.6

Tabel 2. 6 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Non-Gedung Untuk

Beban Gempa

Jenis Pemanfaatan Kategori

risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen/ rumah susun - Pusat perbelanjaan/ mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur

- Pabrik

II

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Bioskop - Gedung pertemuan

III

36

- Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit

gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat

- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi kendaraan darurat

- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya

- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya untuk tanggap darurat

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.

IV

37

Tabel 2. 7 Faktor Keutamaan Gempa

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,50

Sumber : SNI 1726 : 2012

2.10.2 Nilai Spektral Percepatan SS dan S1

Dengan menggunakan peta zona gempa diambil nilai spectral

sebagai dasar pengambilan nilai Ss parameter respon spectral percepatan

gempa maksumum yang dipertimbangkan risiko tertarget (MCER) yang

penentuannya berdasarkan periode kala ulang gempa selama 2500 tahun

dengan T = 0,2 detik serta situs SB (Lampiran A). Peta zonasi gempa juga

didapat nilai S1 parameter respon 37lternat gempa maksimum yang

dipertimbangkan risiko tertarget (MCER), dengan periode yang sama (2500

tahun) namun T = 1.00 detik dan kelas situs SB (Lampiran B).

2.10.3 Klasifikasi Situs

Peninjauan sebelum menentukan kriteria desain seismik pada bangunan

di permukaan tanah berupa faktor amplifikasi besaran percepatan gempa

puncak dari permukaan hingga mengenai perkerasan permukaan batuan suatu

situs. Dari peninjauan inilah yang menjadi dasar perumusan klasifikasi di dalam

SNI-1726:2012 sebagai berikut.

38

Tabel 2. 8 Klasifikasi Situs

2.10.4 Koefisien Situs

Tabel 2. 9 Koefisien situs Fa

39

Tabel 2. 10 Koefisien Situs, Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada

perioda 1 detik, S1

S1 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF SSb

CATATAN :

(a) Untuk nilai-nilai antara S1 \dapat dilakukan interpolasi linier

(b) SS= Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis

respons situs- spesifik,lihat 6.10.1

2.10.5 Respon Spektrum Percepatan

Berikut adalah rumus parameter spektrum berdasarkan periode

pendek (SMS) dan periode 1 (SM1) detik dengan meninjau klasifikasi situs.

SMS = Fa . Ss ................................................................................................................. (2. 51)

SM1 = Fv S1 ................................................................................................................... (2. 52)

2.10.6 Parameter Percepatan Spektral Desain

Parameter percepatan 39lternat desain untuk periode pendek SDS dan

pada periode 1 detik, SD1, persamaan yang harus digunakan adalah sebagai

berikut :

SDS = 𝟐

𝑺 𝟑

SD1 =

𝟐 𝑺

𝑴𝑺

.............................................................................(2. 53)

.............................................................................(2. 54)

𝟑 𝑴𝟏

40

2.10.7 Parameter Desain Seismik

Kategori desain seismik berdasarkan lokasi harus ditetapkan

terhadap struktur, sehingga perencanaannya dapat dibuat lebih kuat

daripada nilai yang seharusnya. Tujuan dari hal ini adalah untuk

menghindari kerusakan yang lebih parah, terlepas dari pengaruh getaran

struktur, T. Berikut adalah tabel kategori risiko yang diambil adalah nilai

terbesar.

Tabel 2. 11 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Percepatan Pada

Periode Pendek

Tabel 2. 12 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons

Percepatan Pada Periode 1 detik

2.10.8 Spektrum Respon Desain

Persyaratan yang harus dipenuhi dalam spektrum respon desain

terdiri dari beberapa hal di antara lain adalah sebagai berikut :

1. T0 > Periode ( T ) digunakan persamaan :

Sa = SDS [0,40 + 0,60 𝑻

] ....................................................... (2. 55) 𝑻𝟎

2. TS ≥ T0 < Periode ( T ), maka Sa = SDS

3. TS < Periode ( T ), digunakan persamaan :

Sa =𝑺𝑫𝟏 ...............................................................................................................................................................................

(2. 56) 𝑻

Keterangan:

SDS = parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek;

41

SD1 = parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik

T = perioda getar fundamental struktur.

To = 0.20 𝑺 𝑫𝟏 ......................................................................................................................................

(2. 57) 𝑺𝑫𝑺

TS = 𝑺 𝑫𝟏 ...................................................................................................................................................

(2. 58) 𝑺𝑫𝑺

Gambar 2. 17 Spectrum Respon Desain

42

2.10.9 Nilai R, Cd dan Ωo

Tabel 2. 13 Faktor R, Cd, dan Ωo untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifika

si

respons,

Ra

Faktor kuat- lebih

sistem,

g

0

Faktor pembesa

ran defleksi,

C b

d

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggistruktur, h (m) c

n

Kategori desain seismik

B C D d E d F e

A. Sistem dinding penumpu 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5 7.1.6 7.1.7 7.1.8

1. Dinding geser beton bertulang khusus 5 2½ 5 TB TB 48 48 30

2. Dinding geser beton bertulang biasa 4 2½ 4 TB TB TI TI TI

3. Dinding geser beton polos didetail 2 2½ 2 TB TI TI TI TI

4. Dinding geser beton polos biasa 1½ 2½ 1½ TB TI TI TI TI

5. Dinding geser pracetak menengah 4 2½ 4 TB TB 12k 12k

12k

6. Dinding geser pracetak biasa 3 2½ 3 TB TI TI TI TI

7. Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2½ 3½ TB TB 48 48 30

8. Dinding geser batu bata bertulang menengah 3½ 2½ 2¼ TB TB TI TI TI

9. Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2½ 1¾ TB 48 TI TI TI

10.Dinding geser batu bata polos didetail 2 2½ 1¾ TB TI TI TI TI

11.Dinding geser batu bata polos biasa 1½ 2½ 1¼ TB TI TI TI TI

12.Dinding geser batu bata prategang 1½ 2½ 1¾ TB TI TI TI TI

13.Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2½ 2 TB 10 TI TI TI

14.Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1½ 2½ 1½ TB TI TI TI TI

15.Dinding rangka ringan (kayu) dilapisi dengan panel struktur kayu yang ditujukan untuk tahanan geser, atau dengan lembaran baja

6½ 3 4 TB TB 20 20 20

16.Dinding rangka ringan (baja canai dingin) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yang ditujukan untuk tahanan geser, atau dengan lembaran baja

6½ 3 4 TB TB 20 20 20

17. Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2½ 2 TB TB 10 TI TI

18.Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3½ TB TB 20 20 20

B.Sistem rangka bangunan

1. Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2. Rangka baja dengan bresing konsentris khusus 6 2 5 TB TB 48 48 30

3. Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3¼ 2 3¼ TB TB 10j 10j

TIj

4. Dinding geser beton bertulang khusus 6 2½ 5 TB TB 48 48 30

5. Dinding geser beton bertulang biasa 5 2½ 4½ TB TB TI TI TI

6. Dinding geser beton polos detail 2 2½ 2 TB TI TI TI TI

7. Dinding geser beton polos biasa 1½ 2½ 1½ TB TI TI TI TI

8. Dinding geser pracetak menengah 5 2½ 4½ TB TB 12k 12k

12k

9. Dinding geser pracetak biasa 4 2½ 4 TB TI TI TI TI

10.Rangka baja dan beton komposit dengan

bresing eksentris

8 2 4 TB TB 48 48 30

11.Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4½ TB TB 48 48 30

43

i

12.Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13.Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6½ 2½ 5½ TB TB 48 48 30

14.Dinding geser baja dan beton komposit khusus 6 2½ 5 TB TB 48 48 30

15.Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2½ 4½ TB TB TI TI TI

16.Dinding geser batu bata bertulang khusus 5½ 2½ 4 TB TB 48 48 30

17.Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2½ 4 TB TB TI TI TI

18.Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2½ 2 TB 48 TI TI TI

19.Dinding geser batu bata polos didetail 2 2½ 2 TB TI TI TI TI

20.Dinding geser batu bata polos biasa 1½ 2½ 1¼ TB TI TI TI TI

21.Dinding geser batu bata prategang 1½ 2½ 1¾ TB TI TI TI TI

22.Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapis dengan panel struktur kayu yang dimaksudkan untuk tahanan geser

7 2½ 4½ TB TB 22 22 22

23.Dinding rangka ringan (baja canai dingin) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yang dimaksudkan untuk tahanan geser, atau dengan lembaran baja

7 2½ 4½ TB TB 22 22 22

24.Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2½ 2½ 2½ TB TB 10 TB TB

25.Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2½ 5 TB TB 48 48 30

26.Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 48 48 30

C.Sistem rangka pemikul momen

1. Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5½ TB TB TB TB TB

2. Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5½ TB TB 48 30 TI

3. Rangka baja pemikul momen menengah 4½ 3 4 TB TB 10h,i TIh

TIi

4. Rangka baja pemikul momen biasa 3½ 3 3 TB TB TIh TIh

TIi

5. Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5½ TB TB TB TB TB

6. Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4½ TB TB TI TI TI

7. Rangka beton bertulang pemikul momen biasa 3 3 2½ TB TI TI TI TI

8. Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5½ TB TB TB TB TB

9. Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4½ TB TB TI TI TI

10.Rangka baja dan beton komposit terkekang

parsial pemikul momen

6 3 5½ 48 48 30 TI TI

11.Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2½ TB TI TI TI TI

12. Rangka baja canai dingin pemikul momen

khusus dengan pembautan

3½ 3o 3½ 10 10 10 10 10

D. Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempa yang ditetapkan

1. Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2½ 4 TB TB TB TB TB

2. Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2½ 5½ TB TB TB TB TB

3. Dinding geser beton bertulang khusus 7 2½ 5½ TB TB TB TB TB

4. Dinding geser beton bertulang biasa 6 2½ 5 TB TB TI TI TI

5. Rangka baja dan beton komposit dengan

bresing eksentris

8 2½ 4 TB TB TB TB TB

6. Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2½ 5 TB TB TB TB TB

44

7. Dinding geser pelat baja dan beton komposit 7½ 2½ 6 TB TB TB TB TB

8. Dinding geser baja dan beton komposit khusus 7 2½ 6 TB TB TB TB TB

9. Dinding geser baja dan beton komposit biasa 6 2½ 5 TB TB TI TI TI

10.Dinding geser batu bata bertulang khusus 5½ 3 5 TB TB TB TB TB

11.Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 3 3½ TB TB TI TI TI

12.Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2½ 5 TB TB TB TB TB

13.Dinding geser pelat baja khusus 8 2½ 6½ TB TB TB TB TB

E.Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1. Rangka baja dengan bresing konsentris khususf

6 2½ 5 TB TB 10 TI TIh,k

2. Dinding geser beton bertulang khusus 6½ 2½ 5 TB TB 48 30 30

Sumber : SNI-1726:2012

45

2.10.10 Ketidakberaturan Horisontal dan Vertikal Pada Struktur

Tabel 2. 14 Ketidak beraturan Horisontal

Tipe dan penjelasan ketidakberaturan

Pasal referensi

Penerapan kategori desain

seismik

1a. Ketidakberaturan torsi didefinisikan ada jika simpangan antar lantai tingkat maksimum, torsi yang dihitung termasuk tak terduga, di sebuah ujung struktur melintang terhadap sumbu lebih dari 1,2 kali simpangan antar lantai tingkat rata-rata di kedua ujung struktur. Persyaratan ketidakberaturan torsi dalam pasal- pasal referensi berlaku hanya untuk struktur di mana diafragmanya kaku atau setengah kaku.

7.3.3.4 7.7.3 7.8.4.3 7.12.1 Tabel13 12.2.2

D, E, dan F B, C, D, E, dan F C, D, E, dan F C, D, E, dan F D, E, dan F B, C, D, E, dan F

1b. Ketidakberaturan torsi berlebihan didefinisikan ada jika simpangan antar lantai tingkat maksimum, torsi yang dihitung termasuk tak terduga, di sebuah ujung struktur melintang terhadap sumbu lebih dari 1,4 kali simpangan antar lantai tingkat rata-rata di kedua ujung struktur. Persyaratan ketidakberaturan torsi berlebihan dalam pasal-pasal referensi berlaku hanya untuk struktur di mana diafragmanya kaku atau setengah kaku.

7.3.3.1 7.3.3.4 7.7.3 7.8.4.3 7.12.1 Tabel13 12.2.2

E dan F D B, C, dan D C dan D C dan D D B, C, dan D

2. Ketidakberaturan sudut dalam didefinisikan ada jika kedua proyeksi denah struktur dari sudut dalam lebih besar dari 15 persen dimensi denah struktur dalam arah yang ditentukan.

7.3.3.4 Tabel13

D, E, dan F D, E, dan F

3. Ketidakberaturan diskontinuitas diafragma didefinisikan ada jika terdapat diafragma dengan diskontinuitas atau variasi kekakuan mendadak, termasuk yang mempunyai daerah terpotong atau terbuka lebih besar dari 50 persen daerah diafragma bruto yang melingkupinya, atau perubahan kekakuan diafragma efektif lebih dari 50 persen dari suatu tingkat ke tingkat selanjutnya.

7.3.3.4 Tabel13

D, E, dan F D, E, dan F

4. Ketidakberaturan pergeseran melintang terhadap bidang didefinisikan ada jika terdapat diskontinuitas dalam lintasan tahanan gaya lateral, seperti pergeseran melintang terhadap bidang elemen vertikal.

7.3.3.3 7.3.3.4 7.7.3 Tabel13

12.2.2

B, C, D,E, dan F D, E, dan F B, C, D, E, dan F D, E, dan F B, C, D, E, dan F

5. Ketidakberaturan sistem nonparalel didefninisikan ada jika elemen penahan gaya lateral vertikal tidak paralel atau simetris terhadap sumbu-sumbu ortogonal utama sistem penahan gaya gempa.

7.5.3 7.7.3 Tabel13 12.2.2

C, D, E, dan F B, C, D, E, dan F D, E, dan F B, C, D, E, dan F

46

Tabel 2. 15 Ketidak beraturan vertikal pada struktur

Tipe dan penjelasan ketidakberaturan

Pasal referensi

Penerapan kategori desain

seismik

1a.

Ketidakberaturan Kekakuan Tingkat Lunak didefinisikan ada jika terdapat suatu tingkat di mana kekakuan lateralnya kurang dari 70 persen kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80 persen kekakuan rata-rata tiga tingkat di atasnya.

Tabel13 D, E, dan F

1b.

Ketidakberaturan Kekakuan Tingkat Lunak Berlebihan didefinisikan ada jika terdapat suatu tingkat di mana kekakuan lateralnya kurang dari 60 persen kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 70 persen kekakuan rata-rata tiga tingkat di atasnya.

7.3.3.1 Tabel13

E dan F D, E, dan F

2.

Ketidakberaturan Berat (Massa) didefinisikan ada jika massa efektif semua tingkat lebih dari 150 persen massa efektif tingkat di dekatnya. Atap yang lebih ringan dari lantai di bawahnya tidak perlu ditinjau.

Tabel13 D, E, dan F

3.

Ketidakberaturan Geometri Vertikal didefinisikan ada jika

dimensi horisontal sistem penahan gaya gempa di semua tingkat lebih dari 130 persen dimensi horisontal sistem penahan gaya gempa tingkat di dekatnya.

Tabel13 D, E, dan F

4.

Diskontinuitas Arah Bidang dalam Ketidakberaturan Elemen Penahan Gaya Lateral Vertikal didefinisikan ada jika pegeseran arah bidang elemen penahan gaya lateral lebih besar dari panjang elemen itu atau terdapat reduksi kekakuan elemen penahan di tingkat di bawahnya.

7.3.3.3 7.3.3.4 Tabel 13

B, C, D, E, dan F D, E, dan F D, E, dan F

5a.

Diskontinuitas dalam Ketidakberaturan Kuat Lateral Tingkat didefinisikan ada jika kuat lateral tingkat kurang dari 80 persen kuat lateral tingkat di atasnya. Kuat lateral tingkat adalah kuat lateral total semua elemen penahan seismik yang berbagi geser tingkat untuk arah yang ditinjau.

7.3.3.1 Tabel13

E dan F D, E, dan F

5b.

Diskontinuitas dalam Ketidakberaturan Kuat Lateral Tingkat yang Berlebihan didefinisikan ada jika kuat lateral tingkat kurang dari 65 persen kuat lateral tingkat di atasnya. Kuat tingkat adalah kuat total semua elemen penahan seismik yang berbagi geser tingkat untuk arah yang ditinjau.

7.3.3.1 7.3.3.2 Tabel13

D, E, dan F B dan C D, E, dan F

Sumber : SNI-1726:2012

2.10.11 Prosedur Kombinasi Ortogonal

Analisa struktur dua arah yang terpisah secara 46lternativ (tegak

lurus), mencari beban paling kritis untuk digunakan sebagai beban 100

persen ditambah 30 persen gaya yang tegak lurus dengannya. Pondasi dan

komponen lainnya harus didesain untuk memikul kombinasi beban tersebut.

47

2.10.12 Prosedur Analisis

Di dalam tabel 2.13 akan memberikan daftar tipe-tipe kategori desain

seismik sesuai dengan karakteristik struktur. Dengan berbagai pertimbangan

yang akan menentukan ada atau tidaknya perizinan dari suatu analisis yang

ditentukan.

Tabel 2. 16 Prosedur Analisis yang Boleh Digunakan

Kategori desain seismik

Karakteristik struktur

An

alisis

gay

a

late

ral ek

ivale

n

Pas

al 7.8

An

alisis

sp

ektr

um

resp

on

s r

ag

am

Pas

al 7.9

Pro

sed

ur

riw

ayat

resp

on

s s

eis

mik

Pas

al 1

1

B, C Bangunan dengan Kategori Risiko I atau II dari konstruksi rangka ringan dengan ketinggian tidak melebihi 3 tingkat

I I I

Bangunan lainnya dengan Kategori Risiko I atau II, dengan ketinggian tidak melebihi 2 tingkat

I I I

Semua struktur lainnya I I I

D, E, F Bangunan dengan Kategori Risiko I atau II dari konstruksi rangka ringan dengan ketinggian tidak melebihi 3 tingkat

I I I

Bangunan lainnya dengan Kategori Risiko I atau II dengan ketinggian tidak melebihi 2 tingkat

I I I

Struktur beraturan dengan T< 3,5Ts dan semua struktur dari konstruksi rangka ringan

I I I

Struktur tidak beraturan dengan T< 3,5Ts dan mempunyai hanya ketidakteraturan horisontal Tipe 2, 3, 4, atau 5 dari Tabel 10 atau ketidakteraturan vertikal Tipe 4, 5a, atau 5b dari Tabel 11

I I I

Semua struktur lainnya TI I I

Sumber : SNI-1726:2012

2.10.13 Prosedur Analisis Gaya Lateral Ekivalen

1. Geser Dasar Seismik, V

Berdasarkan SNI-1726:2012 Persamaan yang digunakan adalah

sebagai berikut :

V = Cs . W .............................................................................. (2. 59)

48

𝑹

𝑹

𝑹

2. Koefisien Respon Seismik, Cs

Cs = 𝑺𝑫𝒔 .................................................................................................................................................................

(2.60) ( )

𝑰𝒆

SNI-1726:2012

Nilai Cs di dalam persamaan 2.10 tidak melebihi persamaan :

Cs = 𝑺𝑫𝟏 .............................................................................................................................................................................

(2. 61) 𝑻( )

𝑰𝒆

Cs = 0,044 SDS . Ie ≥ 0,01 ....................................................... (2. 62)

Untuk struktur yang berada di daerah di mana S1 sama dengan

atau lebih besar dari 0,6g, maka Cs harus tidak kurang dari :

Cs =𝟎,𝟓𝑺𝟏 ..........................................................................................................................................................................

(2. 63) (

𝑰𝒆)

2.10.14 Perioda Fundamental Pendekatan

Persamaan yang berlaku untuk Perioda Fundamental Pendekatan

(Ta) dalam detik, adalah sebagai berikut :

Cs =Ct hnx .................................................................................................................... (2. 64)

2.12

49

Tabel 2. 17 Koefisien Batas Atas Pada Periode Terhitung

Tabel 2. 18 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0,0724 a 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466 a 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 a 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731 a 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488 a 0,75

Pada suatu kondisi dimana struktur memiliki tingkatan kurang dari

12 lantai dan sistem penahan gaya gempa adalah rangka penahan momen

beton atau baja maka persamaan yang dapat digunakan adalah sebagai

berikut :

Ta =0,1 N ................................................................................ (2. 65)

Keterangan :

N = Jumlah tingkat

Untuk dinding geser batu bata atau beton periode fundamental pendekatan

digunakan persamaan sebagai berikut :

Ta =𝟎,𝟎𝟎𝟔𝟐

𝒉

..........................................................................(2. 66)

ƒ𝑪𝒘 𝒏

Dengan nilai Cw sebagai berikut :

Cw =𝟏𝟎𝟎

∑𝒙 ( 𝑨𝑩

𝒊=𝟏

𝒉 𝒏

𝒉𝒊 )𝟐 𝑨𝒊

𝒉𝒊 𝟐

..............................................(2. 67) [𝟏+𝟎,𝟖𝟑( ) ]

𝑫𝒊

50

2.10.15 Distribusi Vertikal Gaya Gempa, Fx

Persamaan berikut digunakan untuk nilai geser desain gempa di

semua tingkat (Vx) (kN) :

Fx = Cvx V .............................................................................. (2. 68)

dan C =

𝒘𝒙𝒉𝒙𝒌

.........................................................................(2. 69)

vx ∑𝒏 𝒘 𝒉 𝒌

𝒊=𝟏

Keterangan:

𝒊 𝒊

Cvx = faktor distribusi vertikal

V = gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur, dinyatakan dalam kilonewton (kN)

widanwx = bagian berat seismik efektif total struktur (W ) yang ditempatkan atau dikenakan pada tingkat i atau x hidanhx = tinggi dari dasar sampai tingkat i atau x,

dinyatakan dalam meter (m) k = eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut: untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 0,5 detik atau kurang,

k = 1

untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 2,5 detik atau lebih, k = 2

untuk struktur yang mempunyai perioda antara 0,5 dan 2,5 detik, k harus

sebesar 2 atau harus ditentukan dengan interpolasi linier antara 1 dan 2

2.11 Stabilitas Gedung Bertingkat

2.11.1 Simpangan Antar Lantai

Perhitungan simpangan antar lantai atau defleksi diijinkan pada saat

pusat massa tidak terletak segaris dalam arah vertikal, berdasarkan proyeksi

vertikal dari pusat massa diatasnya. Untuk struktur dengan kategori desain

seismik C, D, E atau F type 1a dan 1b pada tabel 2.11, simpangan antar lantai

desain harus dihitung selisih terbesar dari defleksi di atas dan di bawahnya.

51

Persamaan yang berlaku untuk defleksi pusat massa ( δ ) adalah sebagai

berikut :

δ = 𝑪 𝒅𝜹𝒙𝒆 ........................................................................................................................................................... (2. 70)

𝑰𝒆

Terdapat Batasan simpangan antar lantai sehingga perencanaan tidak

boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat izin (δmin), tabel di bawah

ini adalah Batasan tersebut :

Tabel 2. 19 Simpangan Antar Lantai Ijin, δmin

Sumber : SNI-1726:2012

2.11.2 Pengaruh Torsi

Torsi terjadi pada saat pusat beban tidak mengenai pusat kekakuan

elemen, yang mengakibatkan bangunan berputar dengan arah tegak lurus

terhadap sumbu utama elemen. Jarak antara pusat inilah yang dinamakan

dengan eksentrisitas yang biasanya menjadi penyebab terjadinya masalah

pada elemen penahan lateral pada tepi gedung.

52

Astrani, N.K di dalam bukunya menjelaskan bahwa torsi tidak dapat

dihapuskan namun dapat diperkecil atau paling tidak dirancang untuk

dikenali, yaitu dengan menganalisa penyebabnya seperti bentuk bangunan,

efek bangunan lain, dan pengaruh dinamis.

2.11.2.1 Torsi Tak Terduga

Jika diafragma tidak fleksibel, desain harus menyertakan momen

torsi bawaan ( Mt ) (kN) yang dihasilkan dari lokasi massa struktur

ditambah momen torsi tak terduga ( M ta ) (kN) yang diakibatkan oleh

perpindahan pusat massa dari lokasi aktualnya yang diasumsikan pada

masing-masing arah dengan jarak sama dengan 5 persen dimensi

struktur tegak lurus terhadap arah gaya yang diterapkan.

Jika gaya gempa diterapkan secara serentak dalam dua arah

ortogonal, perpindahan pusat massa 5 persen yang disyaratkan tidak

perlu diterapkan dalam kedua arah orthogonal pada saat bersamaan,

tetapi harus diterapkan dalam arah yang menghasilkan pengaruh yang

lebih besar.

2.11.2.2 Pembesaran Momen Torsi Tak Terduga

Untuk struktur yang dirancang pada kategori C,D,E dan F

dimana tipe 1a dan 1b ketidakberaturan torsi memiliki perhitungan

dengan mengalikan Mta yang tiap tingkat dengan pembesaran torsi (Ax)

ditentukan dengan persamaan berikut :

Ax = ( 𝜹𝒎𝒂𝒙 )𝟐 ≤ 𝟑, 𝟎 ..................................................................... (2. 71) 𝟏,𝟐𝜹𝒂𝒗𝒈

53

Gambar 2. 18 Faktor pembesaran Torsi Ax

Sumber : SNI-1726:2012

2.11.3 Pengaruh P-Delta

P-delta akan mempengaruhi geser,momen tingkat,dan momen

elemen struktur, tidak harus memperhitungkan koefisien stabilitas (θ) pada

simpangan antar lantai bila nilainya kurang dari 0,1, persamaannya adalah

sebagai berikut :

θ = 𝑷𝒙𝜹𝑰𝒆 ........................................................................................................................................................................ (2. 72)

𝑽𝒙𝒉𝒔𝒙𝑪𝒅

Pada saat θ > 0,10 maka harus menggunakan persamaan untuk

mengecek

θmax = 𝟎,𝟓

𝜷𝑪𝒅

≤ 0,25 ..................................................................(2. 73)

Bila θ > θmax berarti struktur tidak stabil dan desain ulang menjadi

pilihan terakhir

54

2.12 Perencanaan Penulangan Dinding Geser

Perencanaan dinding geser yang meliputi penulangan dalam beton bertulang

mempertimbangkan beberapa hal sesuai dengan ketentuan yang berlaku untuk

memenuhi syarat keamanan.

1. Ratio penulangan yang disyaratkan

a. 𝑉𝑢 > 0,0083𝐴cv𝜆ƒ𝑓𝑐′, maka ratio penulangan minimal

(ρmin) =0,0025

b. Vu < 0,0083 Acv λ√𝑓𝑐′, maka ratio penulangan yang

digunakan (ρ) sesuai pasal 14.3 SNI 2847:2013

2. Kuat geser dinding harus memenuhi persyaratan :

𝑉u ≤ ∅𝑉n

Dengan, Vu = gaya geser terfaktor

Vn = kuat geser nominal dinding structural

∅ = faktor reduksi kekuatan

Sementara untuk ketentuan kuat geser nominal sesuai SNI

2847:2013 pasal 29.1.4.1 :

𝑽𝒏 = 𝑨𝒄𝒗(𝜶𝒄𝝀ƒ𝒇𝒄u + 𝝆𝒕𝒇𝒚) ................................................... (2. 74)

Dengan,

𝛼c = 0,25 untuk hw/lw ≤ 1,5

0,17 untuk hw/lw ≥ 2,0

hw = tinggi dinding geser’

lw = panjang dinding geser

3. Pada saat dinding geser yang bersifat struktural harus memiliki

komponen pembatas di tepi terluarnya, tujuannya adalah mereduksi

tegangan akibat gaya tekan pada tulangan terluar. Maka syarat yang

harus dipenuhi untuk pemberian komponen batas adalah :

a. Komponen bersifat menerus secara horisontal dari tulangan c

terluar dengan jarak minimal 𝑐 − 0,1𝑙𝑤 dan 2

b. Pada daerah penampang komponen harus mencapai lebar

efektif struktur terluar, sekurang-kurangnya 300 mm ke

dalam badan dinding.

c. Tulangan pada komponen batas harus menerus hingga

struktur paling bawah, sekurang-kurangnya 300 mm ke

dalam struktur pondasi, baik berupa telapak, pelat atau pile

cap.

d. Tulangan horisontal pada dinding geser akan diteruskan

sejauh 150 mm kedalam komponen pembatas, hal ini

55

bertujuan untuk memastikan bahwa tulangan dapat bekerja

sampai batas kekuatan tariknya. Apabila Panjang komponen

pembatas tidak memenuhi maka persyaratannya adalah

𝑨𝒗 𝒙 𝒇𝒚 ≥

𝑨𝒔𝒉𝒇𝒚𝒕 ........................................................(2. 75)

𝒔 𝒔

4. Komponen pembatas tidak diperlukan pada saat :

a. Rasio penulangan tepi melebihi 2,8 , sebagai gantinya maka fyF

tulangan transversal pada sisi terluar akan diganti dengan

Sengkang tunggal maupun menumpuk.

b. Vu pada dinding geser kurang dari 0,083𝐴cvƒ𝑓𝑐′ .