chapter iii - v (1).doc

BAB 3METODE ANALISIS BEBAN GEMPA3.1 UmumAnalisis time history merupakan metode yang paling mendekati untuk meramalkan respons struktur akibat gempa. Tetapi untuk melakukan analisis time history diperlukan banyak perhitungan dan waktu yang cukup lama. Untuk penyederhanaan dari alasan tersebut, para ahli menjadikan efek beban dinamik oleh gempa menjadi gaya statik horizontal yang bekerja pada pusat massa, yang disebut dengan analisis statik ekivalen. Pemilihan metode analisis untuk perencanaan gedung tahan gempa harus dilakukan dengan tepat. Pada peraturan, analisis statik ekivalen dikhususkan untuk struktur gedung beraturan, sedangkan analisis time history dapat digunakan untuk struktur beraturan maupun tidak beraturan. Struktur bangunan yang memiliki sudut dalam adalah salah satu konfigurasi bangunan yang dapat mengkategorikan suatu gedung menjadi struktur beraturan ataupun tidak beraturan. Pada tugas akhir ini dilakukan analisis statik ekivalen dan analisis time history pada struktur beraturan dengan sudut dalam

10% dan struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40%, sehingga akan diperoleh keakurasian analisis statik ekivalen terhadap analisis time history melalui perbandingan respons struktur yang dihasilkan. Analisis gempa akan disesuaikan dengan peraturan terbaru yang berlaku di Indonesia yaitu RSNI 03-

1726-201x.

3.2 Peraturan yang DigunakanAdapun peraturan yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan

Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-201x)

2. Pedoman Perancanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung

(PPPURG 1987)

3.3 Pembebanan Struktur3.3.1. Beban MatiBeban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung tersebut (PPPURG, 1987).

Adapun beban mati yang digunakan adalah sebagai berikut:

Berat jenis beton= 2400 Kg/m3 Berat jenis baja= 7850 Kg/m3 Spesi lantai keramik t = 2 cm= 42 Kg/m3 Penutup lantai keramik= 24 Kg/m3 Plafond + penggantung= 18 Kg/m3 M & E= 20 Kg/m33.3.2. Beban HidupBeban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung, termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah dan termasuk beban akibat air hujan pada atap (PPPURG, 1987).

Adapun beban mati yang digunakan adalah sebagai berikut:

Beban hidup lantai= 250 Kg/m3 Beban hidup atap= 100 Kg/m33.3.3. Beban GempaBeban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa tersebut (PPPURG, 1987).

Dalam tulisan ini, untuk beban gempa dilakukan dengan menggunakan peraturan terbaru perencanaan ketahanan gempa untuk gedung, yaitu RSNI 03-

1726-201x. Analisis beban gempa dilakukan dengan 2 metode, metode pertama adalah analisis statik ekivalen dengan mengambil parameter-parameter beban gempa dari program Spektra Indonesia dan metode kedua adalah analisis time history dengan mengambil 4 rekaman catatan gempa yang telah disesuaikan dengan respons spektra desain kota Padang dengan program seismomatch. Rekamancatatangempayangdiambiladalahgempaparkfield,gempa imperialvalley, gempa lomacoralito, gempa imp parachute.

3.4 Persyaratan Umum Perencanaan Ketahanan Gempa untuk GedungBerdasarkan SNI 03-1726-201x3.4.1 Gempa RencanaPengaruh gempa rencana harus ditinjau dalam perencanaan dan evaluasi strukturbangunangedung dannon

gedung,sertaberbagaibagiandan peralatannyasecara

umum.SesuaiRSNI03-1726-201x,gemparencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2%.

3.4.2 Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Struktur BangunanUntuk berbagai kategori resiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai tabel 3.1 untuk pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan I menurut tabel 3.2 seperti berikut ini:

Tabel 3.1 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur Lainnya untukBeban GempaJenis pemanfaatanKategori risiko

Gedung dan struktur lainnya yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

-Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan

-Fasilitas sementara

-Gudang penyimpanan

-Rumah jaga dan struktur kecil lainnyaI

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori

resiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

-Perumahan

-Rumah toko dan rumah kantor

-Pasar

Tabel 3.1 LanjutanJenis pemanfaatanKategori risiko

-Gedung perkantoran

-Gedung apartemen/ Rumah susun

-Pusat perbelanjaan/ Mall

-Bangunan industri

-Fasilitas manufaktur

-PabrikII

Gedung dan struktur lainnya yang memiliki resiko tinggi terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

-Bioskop

-Gedung pertemuan

-Stadion

-Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat

-Fasilitas penitipan anak

-Penjara

-Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk ke dalam kategori resiko 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 struktur lainnya yang tidak termasuk dalam kategori resiko 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.III

Gedung dan struktur lainnya 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 daruratIV

Tabel 3.1 LanjutanJenis pemanfaatanKategori risiko

-Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan

tempat perlindungan darurat lainnya

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

-Pusatpembangkitenergidanfasilitaspubliklainnyayang dibutuhkan pada saat keadaan darurat

-Strukturtambahan(termasukmenaratelekomunikasi,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 struktur lainnya yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori resiko IV.

Tabel 3.2 Faktor Keutamaan GempaKategori resikoFaktor keutamaan gempa, Ie

I atau II1,00

III1,25

IV1,50

3.4.3 Pemilihan Sistem Struktur Penahan Beban GempaSistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah satu tipe yang ditunjukkan dalam tabel 3.3. Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral. Sistem struktur yang digunakan harus sesuai dengan batasan sistem struktur dan batasan ketinggian struktur yang ditunjukkan dalam tabel 3.3. Faktor modifikasi respons yang sesuai, R, faktor kuat lebih sistem, 0, dan faktor pembesaran defleksi, Cd, sebagaimana ditunjukkan dalam tabel 3.3 harus

digunakan dalam penentuan geser dasar, gaya desain elemen, dan simpangan antar lantai tingkat desain.

Tabel 3.3 Faktor R, Cd, dan 0 untuk Sistem Penahan Gaya GemparstrukturB

Tabel 3.3 Lanjutanrstruktur3.4.4 RedundansiFaktor redundansi (), harus dikenakan pada sistem penahan gaya gempa dalam masing-masing kedua arah ortogonal untuk semua struktur sesuai dengan ketentuan berikut.

a. Kondisi di mana nilai adalah 1,0Nilai diijinkan sama dengan 1,0 untuk hal-hal berikut ini:

Struktur dirancang untuk kategori desain seismik B atau C;

Perhitungan simpangan antar lantai dan pengaruh P-delta;

Desain komponen nonstruktural;

Desain struktur non gedung yang tidak mirip dengan bangunan gedung;

Desain elemen kolektor, sambungan lewatan, dan sambungannya dimana kombinasi beban dengan faktor kuat-lebih;

Desain elemen struktur atau sambungan di mana kombinasi beban

dengan faktor kuat lebih;

Beban diafragma;

Struktur dengan sistem peredaman;

Desain dinding struktural terhadap gaya keluar bidang, termasuk sistem angkurnya.

b. Faktor redundansi, , untuk kategori desain seismik D sampai FUntuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F, harus sama dengan 1,3 kecuali jika satu dari dua kondisi berikut dipenuhi, di mana diijinkan diambil sebesar 1,0:

Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam arah yang ditinjau;

Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa yang merangka pada masing- masing sisi struktur dalam masing-masing arah ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar. Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi dengan tinggi tingkat untuk konstruksi rangka ringan.

3.4.5 Kombinasi dan Pengaruh Beban GempaStruktur, komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut:

1. 1,4D2. 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R)

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

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

5. 1,2D + 1,0E + L6. 0,9D + 1,0W7. 0,9D + 1,0EPengaruh beban gempa, E, harus ditentukan sesuai dengan berikut ini:

1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 atau kombinasi beban 5 dan 6, E harus ditentukan sesuai dengan persamaan 3.1 berikut:

E=Eh+Ev(3.1)

2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7 atau kombinasi beban 8, Eharus ditentukan sesuai dengan persamaan 3.2 berikut:

E=EhEv(3.2) Keterangan:

-E adalah pengaruh beban gempa;

-Eh adalah pengaruh beban gempa horizontal;

-Ev adalah pengaruh beban gempa vertical.

Pengaruh beban gempa horisontal, Eh, harus ditentukan sesuai dengan persamaan 3.3 sebagai berikut:

Eh=QE(3.3)

Keterangan:

-Q adalah pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau Fp;

-Jika disyaratkan pengaruh tersebut harus dihasilkan dari penerapan gaya horisontal secara serentak dalam dua arah tegak lurus satu sama lain;

- adalah faktor redundansi.

Pengaruh beban gempa vertikal, Ev, harus ditentukan sesuai dengan persamaan 3.4 berikut:

Ev=0,2SDS D(3.4)

Keterangan :

-SDS adalah parameter percepatan spektrum respons desain pada perioda pendek;

-D adalah pengaruh beban mati.

3.4.6 Kotegori Desain SeismikSemua struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasasarkan kategori resikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya, SDS dan SD1. Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain seismik yang lebih parah dengan mengacu tabel 3.4 dan tabel 3.5 berikut.

Tabel 3.4 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendekNilai SDSKategori Resiko

I atau II atau IIIIV

SDS < 0,167AA

0,167 SDS < 0,33BC

0,33 SDS < 0,50CD

0,50 SDSDD

Tabel 3.5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detikNilai SDSKategori Resiko

I atau II atau IIIIV

SD1 < 0,067AA

0,067 SD1 < 0,133BC

0,133 SD1 < 0,20CD

0,20 S D1DD

3.4.7 Arah Pembebanan SeismikArah penerapan beban gempa yang digunakan dalam desain harus merupakan arah yang akan menghasilkan pengaruh beban paling kritis. Arah penerapan gaya gempa diijinkan untuk memenuhi persyaratan sebagai berikut:

a. Kategori desain seismik BUntuk struktur bangunan yang dirancang untuk kategori desain seismik B, gaya gempa desain diijinkan untuk diterapkan secara terpisah dalam masing-masing arah dari dua arah ortogonal dan pengaruh interaksi ortogonal diijinkan untuk diabaikan.

b. Kategori desain seismik CPembebananyangditerapkanpadastrukturbangunanyang dirancang untuk kategori desain seismik C harus, minimum, sesuai dengan persyaratan untuk kategori desain seismik B dan persyaratan pasal ini. Struktur yang mempunyai ketidakberaturan struktur horisontal Tipe 5 harus menggunakan salah satu dari prosedur berikut:

1.Prosedur kombinasi ortogonalStruktur harus dianalisis menggunakan prosedur analisis gaya lateral ekivalen, prosedur analisis spektrum respons ragam, atau prosedur riwayat respons linier, dengan pembebanan yang diterapkan secara terpisah dalam semua dua arah ortogonal. Pengaruh beban paling kritis akibat arah penerapan gaya gempa pada struktur dianggap terpenuhi jika komponen dan fondasinya didesain untuk memikul kombinasi beban- beban yang ditetapkan berikut: 100 persen gaya untuk satu arah ditambah

30 persen gaya untuk arah tegak lurus; kombinasi yang mensyaratkan kekuatan komponen maksimum harus digunakan.

2.Penerapan serentak gerak tanah ortogonal.Struktur harus dianalisis menggunakan prosedur riwayat respons linier atau prosedur riwayat respons nonlinier, dengan pasangan ortogonal riwayat percepatan gerak tanah yang diterapkan secara serentak.

c. Kategori desain seismik D sampai FStruktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F harus, minimum, sesuai dengan persyaratan katergori desain seismik C. Sebagai tambahan, semua kolom atau dinding yang membentuk bagian dari dua atau lebih sistem penahan gaya gempa yang berpotongan dan dikenai beban aksial akibat gaya gempa yang bekerja sepanjang baik sumbu denah utama sama atau melebihi 20 persen kuat desain aksial kolom atau dinding

harus didesain untuk pengaruh beban paling kritis akibat penerapan gaya gempa dalam semua arah.

3.4.8 Spektrum Respon DesainBila spektrum respons desain diperlukan dan prosedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus dikembangkan dengan mengacu gambar 3.1 dan mengikuti ketentuan di bawah ini:

1. Untuk perioda yang lebih kecil dari T0 , spektrum respons percepatan desain,Sa, harus diambil dari persamaan;

T S a S DS 0,4 0,6T

(3.5)0

2.Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0 dan lebih kecil dari atau sama dengan TS, spektrum respons percepatan desain, Sa, sama dengan SDS;

3.Untuk perioda lebih besar dari TS, spektrum respons percepatan desain, Sa,diambil berdasarkan persamaan:

S a

S D1T

(3.6)

Keterangan:

-SDS adalah parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek;

-SD1 adalah parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik;

-T adalah perioda getar fundamental struktur.T0 0,2

S D1

S DS

(3.7)

T S D1

(3.8)SDS

Gambar 3.1. Spektrum Respon Desain

Sumber : RSNI 03-1726-201x

3.4.9 Periode Fundamental Struktur TPerioda fundamental struktur, T, dalam arah yang ditinjau harus diperoleh menggunakan properti struktur dan karateristik deformasi elemen penahan dalam analisis yang teruji. Perioda fundamental struktur, T, tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas pada perioda yang dihitung (Cu) dari tabel 3.6 dan perioda fundamental pendekatan, Ta, yangditentukan dari persamaan 3.9.

Perioda fundamental pendekatan (Ta), dalam detik, harus ditentukan daripersamaan berikut:

Ta Ct hn

(3.9)

Keterangan:

hn adalah ketinggian struktur, dalam m, di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur, dan koefisien Ct dan x ditentukan dari tabel 3.7.

Tabel 3.6. Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitungParameter percepatan responsKoefisien Cu

0,41,4

0,31,4

0,21,5

0,151,6

0,11,7

Tabel 3.7. Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan xTipe StrukturCtx

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 momen0,0724a0,8

Rangka beton pemikul momen0,0466a0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris0,0731a0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk0,0731a0,75

Semua sistem struktur lainnya0,0488a0,75

3.4.10 Penentuan dan Batasan Simpangan Antar LantaiPenentuan simpangan antar lantai tingkat desain () harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau seperti gambar 3.2.

Defleksi pusat massa di tingkat x (x) harus ditentukan sesuaidengan persamaan berikut:

x Cd .xeIe

(3.10)

Keterangan:

-Cd adalah faktor pembesaran defleksi ;

-xe adalah defleksi pada lokasi yang disyaratkan yang ditentukan dengan analisis elastik;

-Ie adalah faktor keutamaan gempa.3

F3L3e3

2

F2e2L21F1L1

Tingkat 3F3 = gaya gempa desain tingkat kekuatan

gempa desain tingkat kekuatan

3 = Cd.e3/IE = perpindahan yang diperbesar3 = (e3 e2)Cd/ IE aTingkat 2F2 = gaya gempa desain tingkat kekuatan

e2 = perpindahan elastis yang dihitung akibat gaya gempa desain tingkat kekuatan

2 = Cd.e2/IE = perpindahan yang diperbesar

3 = (e2 e1)Cd/ IE aTingkat 3F1 = gaya gempa desain tingkat kekuatan

gempa desain tingkat kekuatan

1 = Cd.e1/IE = perpindahan yang diperbesar1 = 1 ai= simpangan antar lantai i/Li = rasio simpangan antar lantai 3= perpindahan total

Gambar 3.2. Penentuan Simpangan antar Lantai

Sumber: RSNI 03-1726-201x

Simpangan antar lantai tingkat desain () tidak boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat ijin (a) seperti didapatkan dari tabel 3.8 untuk semua tingkat.

Tabel 3.8. Simpangan antar lantai ijin (a)StrukturKategori risiko

I atau IIIIIIV

Struktur, selain dari struktur dinding geser

batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-langit dan sistemdindingeksterioryangtelah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat.0,025hsx0,020hsx0,015hsx

Struktur dinding geser kantilever batu bata0,010hsx0,010hsx0,010hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya0,007hsx0,007hsx0,007hsx

Semua struktur lainnya0,020hsx0,015hsx0,010hsx

Keterangan:

-hsx adalah tinggi tingkat di bawah tingkat x.

3.5 Analisis Statik Ekivalen3.5.1 Gaya Geser Dasar Gempa (V)Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai denganpersamaan berikut:

V = CsW(3.11)

Keterangan:

-Cs adalah koefisien respons seismik;

-W adalah berat seismik efektif.

-

Koefisien respons seismik, Cs, harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut.Cs

SDS R (3.12)Keterangan:

I e -SDS adalah parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda pendek;

-R adalah faktor modifikasi respons;

-Ie adalah faktor keutamaan gempa.

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan 3.6 tidak perlu melebihi nilai dariberikut ini:

Cs

SD1

R

(3.13)

TCs harus tidak kurang dari

Cs= 0,044SDSIe 0,01

Ie Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana S1

sama dengan atau lebih besar dari 0,6g, maka Cs harus tidak kurang dari:C 0,5S D1s R

(3.14) I e Keterangan:-SD1 adalah parameter percepatan spektrum respons desain pada perioda

sebesar 1,0 detik

-T adalah perioda fundamental struktur (detik)

-S1 adalah parameter percepatan spektrum respons maksimum yang dipetakan

3.5.2 Distribusi Gaya Horizontal Statik EkivalenGaya gempa lateral (Fx) (kN) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan berikut :

Fx = CvxV(3.14)

danCVX

k x x

n w hk

(3.15)

Keterangan:

-Cvx adalah faktor distribusi vertikal;

i ii 1

-V adalah gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur (kN);

-wi and wx adalah bagian berat seismik efektif total struktur (W) yang ditempatkan atau dikenakan pada tingkat i atau x;

-hi and hx adalah tinggi (m) dari dasar sampai tingkat i atau x;

-k adalah 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 = 2untuk 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

3.6. Analisis Time History (Analisis Riwayat Waktu)3.6.1 Persayaratan AnalisisMenurut SNI 03-1726-201x, analisis respons riwayat waktuharus terdiri dari analisis model matematis suatu struktur untuk menentukan responsnya melalui metoda integrasi numerik terhadap kumpulan riwayat waktu percepatan gerak tanah yang kompatibel dengan spektrum respons desain untuk situs yang bersangkutan.

3.6.2 PemodelanModel matematika struktur harus dibuat untuk tujuan penentuan gaya elemen struktur dan perpindahan struktur yang dihasilkan dari beban yang diterapkan dan semua perpindahan yang dikenakan atau pengaruh P-delta. Model harus menyertakan kekakuan dan kekuatan elemen yang signifikan terhadap distribusi gaya dan deformasi dalam struktur dan merepresentasikan distribusi massa dan kekakuan secara spasial pada seluruh struktur.

Sebagai tambahan, model tersebut harus sesuai dengan hal berikut ini:

a. Properti kekakuan elemen beton dan batu bata harus memperhitungkan pengaruh penampang retak;

b. Untuk sistem rangka baja pemikul momen, konstribusi deformasi daerah panel pada simpangan antar lantai tingkat keseluruhan harus disertakan. Struktur yang mempunyai ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1a, 1b,

4, atau 5 dari harus dianalisis menggunakan penggambaran 3-D. Jika model 3-D digunakan, minimum tiga derajat kebebasan dinamis yang terdiri dari translasi dalam dua arah denah ortogonal dan rotasi torsi terhadap sumbu vertikal harus disertakan di masing-masing tingkat struktur. Jika diafragma belum diklasifikasikan sebagai kaku atau fleksibel, model tersebut harus menyertakan representasi karakteristik kekakuan diafragma dan derajat kebebasan dinamis tambahan tersebut diperlukan untuk memperhitungkan partisipasi diafragma dalam respons dinamis struktur. Analisis menggunakan representasi 3-D tidak diperlukan untuk struktur dengan diafragma fleksibel yang memiliki ketidakberaturan horisontal struktur Tipe 4.

3.6.3 Gerak tanahPaling sedikit tiga gerak tanah yang sesuai harus digunakan dalam analisis. Gerak tanah yang digunakan harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut berikut.

a.Analisis Dua DimensiApabila analisis dua dimensi dilakukan maka setiap gerak tanah harus terdiri dari riwayatwaktu percepatan tanah horisontal yang diseleksi dari rekaman gempa aktual. Percepatantanah yang sesuai harus diambil dari rekaman peristiwa

gempa yang memiliki magnitudo,jarak patahan, dan mekanisme sumber gempa yang konsisten dengan hal-hal yangmengontrol ketentuan gempa maksimum yang dipertimbangkan.Apabilajumlahrekamangeraktanahyang sesuaitidak mencukupi maka harus digunakan rekaman gerak tanahbuatan untuk menggenapi jumlah total yang dibutuhkan. Gerak-gerak tanah tersebut harus diskalakan sedemikian rupa sehingga nilai rata-rata spektrum respons dengan redaman 5 persen dari semua gerak tanah yang sesuai di situs tersebut tidak boleh kurang dari spektrum respons desain setempat untuk rentang perioda dari 0,2T hingga

1,5T, di mana T adalah perioda getar alami struktur dalam ragam getar fundamental untuk arah respons yang dianalisis.

b. Analisis Tiga DimensiApabila analisis tiga dimensi dilakukan maka gerak tanah harus terdiri dari sepasang komponen percepatan tanah horizontal yang sesuai, yang harus diseleksi dan diskalakan dari rekaman peristiwa gempa individual. Gerak tanah yang sesuai harus diseleksi dari peristiwa-peristiwa gempa yang memiliki magnitudo, jarak patahan, dan mekanisme sumber gempa yang konsisten dengan hal-hal yang mengontrol ketentuan gempa maksimum yang dipertimbangkan. Apabila jumlah pasangan rekaman gerak tanah yang sesuai tidak mencukupi maka harus digunakan pasangan gerak tanah buatan untuk menggenapi jumlah total yang dibutuhkan. Untuk setiap pasang komponen gerak tanah horizontal, suatu spektrum SRSS harus dibuat dengan mengambil nilai SRSS dari spektrum respons dengan 5 persen faktor redaman untuk komponen-komponen gerak tanah yang

telah diskalakan (dimana faktor skala yang sama harus digunakan untuk setiap komponen dari suatu pasangan gerak tanah). Setiap pasang gerak-gerak tanah tersebut harus diskalakan sedemikian rupa sehingga pada rentang perioda dari 0,2

T hingga 1,5 T, nilai rata-rata spektrum SRSS dari semua pasang komponen horizontal tidak boleh kurang dari nilai ordinat terkait pada spektrum respons yang digunakan dalam desain. Untuk situs yang berada dalam jarak 5 km dari patahan aktif yang menjadi sumber bahaya gempa, setiap pasangan komponen gerak tanah harus dirotasikan ke arah normal-patahan dan arah sejajar-patahan sumber gempa dan harus diskalakan sedemikian rupa sehingga nilai rata-rata komponen normal patahan tidak kurang dari spektrum respons gempa MCER untuk rentang perioda dari 0,2T hingga 1,5T.

3.6.4 Parameter responsUntuk setiap gerak tanah yang dianalisis, parameter-parameter respons individual harus dikalikan dengan besaran skalar sebagai berikut:

a. Parameter respons gaya harus dikalikan dengan Ie/R, di mana Ie adalah faktor keutamaan gempa dan R adalah Koefisien Modifikasi Respons;

b. Besaran simpangan antar lantai harus dikalikan dengan Cd/R, di mana Cdadalah faktor pembesaran defleksi.

Untuk setiap gerak tanah i, dimana i adalah penamaan untuk setiap gerak tanah yang dipertimbangkan, nilai maksimum gaya geser dasar (Vi), gaya dalam elemen struktur (QEi) yang diskalakan sebagaimana telah dijelaskan dalam bagian sebelumnya dan simpangan antar lantai, i, pada setiap lantai seperti yang harus

ditentukan. Apabila gaya geser dasar maksimum hasil analisis yang telah diskalakan, Vi, adalahkurang dari 85 persen nilaiVyang ditentukan menggunakan nilai minimum Cs bila berada di lokasi dengan S1 sama dengan atau lebih besar dari 0,6g, menggunakan nilai minimum Cs, maka gaya-gaya elemen struktur yang diskalakan, QEi, harus diperbesar dengan faktor skala V/Vi dimanaVadalahgaya

geserdasarminimumyang

ditentukandengan menggunakan nilai minimum Cs, atau bila berada di lokasi dengan S1 sama dengan atau lebih besar dari 0,6g. Apabila nilai gaya geser dasar maksimum hasil analisis yang telah diskalakan, Vi, adalah kurang dari 0,85CsW, maka simpangan antar lantai harus dikalikan dengan 0,85 Cs W/Vi.Jika digunakan paling sedikit tujuh gerak tanah dalam analisis, gaya-gaya elemen struktur yang digunakan dalam kombinasi beban dan simpangan antar lantai yang digunakan dalam evaluasi simpangan antar lantai dapat diambil sebagai nilai rata-rata dari masing-masing nilai QEi dan i yang diskalakan, yang dihasilkan dari analisis dengan menggunakan faktor skala sebagaimana yang telah ditentukan pada bagian sebelumnya. Apabila gerak tanah yang digunakan dalam analisis kurang dari tujuh, maka gaya-gaya elemen struktur dan simpangan antar lantai harus diambil sebagai nilai maksimum dari nilai QEi dan i hasil analisis yang telah diskalakan. nilai 0QE tidak perlu diambil lebih besar dari nilai maksimum, QEi, yang didapat dari analisis tanpa penyesuaian skala.

BAB 4PEMBAHASAN4.1. Model StrukturPada tugas akhir ini sebagai bahan perbandingan digunakan 2 model struktur gedung, model pertama adalah struktur beraturan dengan sudut dalam

10% dan model kedua adalah struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40%.

Adapun data-data teknis yang digunakan dalam analisis adalah sebagai berikut.

-Lokasi bangunan: Kota Padang

-Jenis bangunan: Perkantoran

-Konstruksi bangunan: Struktur beton bertulang

-Sistem struktur: Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK)

-Jenis tanah: Tanah sedang

-Spesifikasi material:- Mutu beton (fc) = 30 MPa

- Mutu Tulangan Pokok Fy= 390 Mpa

- Mutu Tulangan Geser Fys = 240 MPa

- Dimensi struktur:- Plat Lantai = 12 cm

- Plat Atap = 10 cm

- Balok Lantai = 30x60 cm

- Balok Atap = 30x50 cm

- Kolom Lantai 1 s.d. Lantai 2 = 70x70 cm




- Gambar struktur:400

400

400 400 400 400 400 400 400 400

400

400

400 400 400 400 400 400 400 400400

400400

400400

400400

A 400A A400

400400

400400400400400400400400400Gambar 4.1 Denah bangunan beraturan

dengan sudut dalam 10 %

Gambar 4.2 Denah bangunan tidak beraturan

dengan sudut dalam 40 %400400400400400400400400400

400

400 400 400 400 400 400 400 400Gambar 4.3 Potongan A-A4.2. Parameter Beban Gempa dengan Program Spektra IndoBerdasarkan tabel 3.1 untuk struktur yang berfungsi sebagai gedung perkantoran, kategori resiko struktur bangunan termasuk ke dalam katergori

resiko II. Untuk kategori resiko II, berdasarkan tabel 3.2, memiliki faktor keutamaan gempa (Ie) adalah 1,0. Kategori resiko dan faktor keutamaan tersebut kemudian di input ke program spektra Indo dengan kota Padang sebagai lokasi dari struktur yang ditinjau. Hasil dari program spektra Indo akan diperoleh parameter beban gempa yang akan digunakan dalam perhitungan. Output spektra Indo selengkapnya dapat dilihat pada lampiran. Parameter spektrum desain yang diperoleh dari program spektra Indo untuk SDs (Periode pendek) adalah 0,96 g dan untuk SD1 (Periode 1 detik) adalah 0,59 g.

4.3. Perhitungan Beban Gravitasi Pada Struktur Beraturan Dengan SudutDalam 10% dan Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Perhitungan beban mati dan beban hidup hanya dilakukan untuk beban yang bekerja di pelat lantai dan plat atap, sedangkan untuk berat sendiri struktur akan dihitung otomatis oleh program SAP 2000 V.14.

Adapun beban beban mati dan beban hidup yang bekerja pada tiap lantai adalah sebagai berikut.

a. Beban Gravitasi pada Lantai 1 sampai dengan Lantai 7Beban Mati-Spesi lantai keramik t 2 cm = 42 Kg/m2-Penutup lantai keramik= 24 Kg/m2-Plafond + penggantung= 18 Kg/m2-M & E= 20 Kg/m2 + Total Beban Mati= 104 Kg/m2Beban HidupBeban hidup perkantoran= 250 Kg/m2Total Beban Hidup= 250 Kg/m2b. Beban Gravitasi pada Lantai 8 (Atap)Beban Mati-Plafond + penggantung= 18 Kg/m2

-M & E= 20 Kg/m2 + Total Beban Mati= 38 Kg/m2

Beban HidupBeban hidup perkantoran= 100 Kg/m2

Total Beban Hidup= 100 Kg/m2

4.4. Perhitungan Beban Akibat Gaya Gempa4.4.1. Gaya Gempa untuk Analisis Statik Ekivalen1. Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%a.Berat Lantai 1Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 40 x 22 x 2400 = 301.363,20 kg

- Plat lantai 12 cm= 0,12 x 4 x 4 x 99 x 2400= 456.192,00 kg

- Kolom 70x70 cm= 0,7 x 0,7 x 6 x 120 x 2400 = 846.720,00 kg

- Spesi lantai keramik t 2 cm= 4 x 4 x 1 x 99 x 42 = 66.528,00 kg

- Penutup lantai keramik= 4 x 4 x 1 x 99 x 24 = 38.016,00 kg

- Plafond + penggantung= 4 x 4 x 1 x 99 x 18 = 28.512,00 kg

- M & E

= 4 x 4 x 1 x 99 x 20 = 31.680,00 kg + Total Beban Mati Lantai 1= 1.769.011,20 kg

Beban HidupBeban hidup perkantoran= 4 x 4 x 1 x 99 x 250 = 396.000,00 Kg

Total Beban Hidup Lantai 1 = 396.000,00 Kg

Total beban mati dan beban hidup lantai 1 (W1)

= 1.769.011,20 kg + 396.000,00 kg

= 2.165.011,20 kg

b.Berat Lantai 2Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 40 x 22 x 2400 = 301.363,20 kg


- Kolom 70x70 cm= 0,7 x 0,7 x 4 x 120 x 2400 = 564,480.00 kg




- M & E

= 4 x 4 x 1 x 99 x 20 = 31.680,00 kg + Total Beban Mati Lantai 2 = 1.486.771.20kg




= 1,486,771.20 + 396.000,00 kg

= 1.882.771,20 kg

c. Berat Lantai 3 dan Lantai 4Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 40 x 22 x 2400 = 301.363,20 kg


- Kolom 60 x 60 cm= 0,6 x 0,6 x 4 x 120 x 2400 = 414,720.00 kg

- Spesi lantai keramik t 2 cm = 4 x 4 x 1 x 99 x 42 = 66.528,00 kg



- M & E

= 4 x 4 x 1 x 99 x 20 = 31.680,00 kg + Total Beban Mati Lantai 3/4 = 1.337.011,20 kg


Total Beban Hidup Lantai 3/4= 396.000,00 Kg

Total beban mati dan beban hidup lantai 3/4 (W3/4)

= 1.337.011,20 kg + 396.000,00 kg

= 1.733.011,20 kg

d. Berat Lantai 5 dan Lantai 6Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 40 x 22 x 2400 = 301.363,20 kg


- Kolom 50x50 cm= 0,5 x 0,5 x 4 x 120 x 2400 = 288,000.00 kg




- M & E


Beban HidupBeban hidup perkantoran= 4 x 4 x 1 x 99 x 250 = 396.000,00Kg



= 1.210.291,20 kg + 396.000,00 kg

= 1.606.291,20 kg

e. Berat Lantai 7Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 40 x 22 x 2400 = 301.363,20 kg


- Kolom 40x40 cm= 0,4 x 0,4 x 4x 120 x 2400= 184,320.00 kg




- M & E





= 1.106.611,20 kg + 396.000,00 kg

= 1.502.611,20 kg

f. Berat Lantai 8 (Atap)Beban Mati- Balok 30x50 cm= 0,3 x 0,40 x 40 x 22 x 2400 = 251,136.00 kg

- Plat lantai 10 cm= 0,10 x 4 x 4 x 99 x 2400= 380,160.00 kg

- Kolom 40x40 cm= 0,4 x 0,4 x 2 x 120 x 2400 = 92,160.00 kg


- M & E

= 4 x 4 x 1 x 99 x 20 = 31680,00 kg + Total Beban Mati Lantai 8= 783.648,00 kg




= 783.648,00 kg + 158.400,00 kg

= 942.048,00 kg

Untuk bangunan gedung perkantoran dengan sistem rangka pemikul momen khusus yang memiliki kategori resiko II dan faktor keuatamaan (Ie) 1, berdasarkan tabel 3.3, maka koefisien modifikasi respons (Ra) dari struktur tersebut adalah 8. Kemudian dapat dihitung periode getar fundamental sebagai berikut:

T= Ct hn x= 0,0466. H. 0,9, dimana H= 32 m

=1.0544 dt

Untuk kota Padang diperoleh diperoleh spektrum respon desain dengan SDS = 0,96 g, sedangkan SD1 = 0,59 g. Dengan demikian koefisien beban dinamik (Cs) adalah sebagai berikut:

C s

S DS R I e 0,96 8 1

= 0,12

Tetapi nilai CS tidak perlu diambil lebih besar dari,Cs

S D1

R T I e 0,59 8 1,0544 1 = 0,0699

Namun, nilai CS harus lebih besar dari,

Cs = 0,044.SDS.Ie

= 0,044. 0,96. 1

= 0,0422

atau,

Cs = 0,01

Dengan demikian Cs yang digunakan adalah 0,0699. Berat total bangunan adalah:

Wt = W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7+W8

= 13.171.046,40 kg

Gaya geser dasar (V) = Cs . Wt

= 0,0699 . 13.171.046,40

= 920.656,14 kg

Karena nilai periode fundamental 0,5 detik < T = 1,0544 < 2,5 detik, maka nilai k diperoleh melalui interpolasi berikut.

k

(2 1) (2,5 0,5)

(1,0544 0,5)

k 1,2772

Dengan diperoleh nilai k di atas, maka gaya horizontal statik ekivalen

dapat dihitung dengan rumus berikut.kFx x x.Vi ii 1

w h kBerikut hasil perhitungan gaya horizontal statik ekivalen yang bekerja pada tiap lantai, yang dapat ditabelkan sebagai berikut.

Tabel 4.1. Distribusi Horizontal Statik Ekivalen Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%Tingkatwi(kg)Hi(m)wi.hi kFi(kg)V (kg)

8 (atap)942.048,003278.786.278,01147.362,21147.362,21

71.502.611,2028105.963.637,74198.194,86345.557,07

61.606.291,202493.031.511,70174.006,56519.563,63

51.606.291,202073.705.481,99137.859,06657.422,69

41.733.011,201659.800.306,69111.850,76769.273,45

31.733.011,201241.412.519,8477.458,16846.731,61

21.882.771,20826.805.510,2150.137,15896.868,76

12.165.011,20412.717.775,9123.787,38920.656,14

0000,000920.656,14

13.171.046,40492.223.022,08

Gaya horizontal statik ekivalen tersebut akan bekerja pada pusat massa pada tiap lantai yang ada. Karena gedung dengan sudut dalam 10% tidak simetris, maka terlebih dahulu dicari pusat massa dari struktur sebagai berikut.

Tabel 4.2 Ordinat Terhadap Sumbu Y Struktur dengan Sudut Dalam 10%Jenis MassaMassa(Kg)Jarak Pusat ke Sumbu X (m)Statis Momen (Kgm)

Plat LantaiI20 x 40 x 0,12 x 2.400= 230.400102.304.000

II16 x 40 x 0,12 x 2.400= 184.320-8-1.474.560

III4 x 36 x 0,12 x 2.400= 41.472-18-746.496

BalokIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 5 = 69.12012829.440

Ver 0,30 x 0,48 x 20 x 2.400 x 11 = 76.03210760.320

IIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 4 = 55.296-10-552.960

Ver 0,30 x 0,48 x 16 x 2.400 x 11 = 60.826-8-486.605

IIIHor 0,30 x 0,48 x 36 x 2.400 x 1 = 12.442-20-248.832

Ver 0,30 x 0,48 x 4 x 2.400 x 10 = 13.824-18-248.832

KolomI0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 55 = 388.080124.656.960

II0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 44 = 310.464-10-3.104.640

III0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 10 = 70.560-20-1.411.200

Beban matiI20 x 40 x 354 = 283.200102.832.000

tambahan danII16 x 40 x 354 = 226.560-8-1.812.480

beban hidupIII4 x 36 x 354 = 50.976-18

2.073.571378.547

Dari tabel di atas dapat dihitung ordinat sumbu y adalah:

y = 378.547/2.073.571 = 0,182 m

Tabel 4.3 Absis Terhadap Sumbu X Struktur dengan Sudut Dalam 10%Jenis MassaMassa(Kg)Jarak Pusat ke Sumbu Y (m)Statis Momen (Kgm)

Plat LantaiI20 x 40 x 0,12 x 2.400 = 230.40000

II16 x 40 x 0,12 x 2.400 = 184.32000

III4 x 36 x 0,12 x 2.400 = 41.472-2-82.944

BalokIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 5 = 69.12000

Ver 0,30 x 0,48 x 20 x 2.400 x 11 = 76.03200

IIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 4 = 55.29600

Ver 0,30 x 0,48 x 16 x 2.400 x 11 = 60.82600

IIIHor 0,30 x 0,48 x 36 x 2.400 x 1 = 12.442-2-24.883

Ver 0,30 x 0,48 x 4 x 2.400 x 10 = 13.824-2-27.648

KolomI0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 55 = 388.08000

II0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 44 = 310.46400

III0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 10 = 70.560-2-141.120

Beban matiI20 x 40 x 354 = 283.20000

tambahan danII16 x 40 x 354 = 226.56000

beban hidupIII4 x 36 x 354 = 50.976-2-101.952

2.073.571-378.547

Dari tabel di atas dapat dihitung absis sumbu x adalah:

x = -378.547/2.073.571 = -0,182 m

Maka, koordinat pusat massa untuk struktur beraturan dengan sudut dalam

10% adalah (-0,182 m ; 0,182 m).

2. Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%a. Berat Lantai 1Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 4 x 188 x 2400 = 259.891,20 kg


- Kolom 70x70 cm= 0,7 x 0,7 x 6 x 105 x 2400 = 740.880,00 kg


- Penutup lantai keramik= 4 x 4 x 1 x 84x 24 = 32.256,00 kg

- Plafond + penggantung= 4 x 4 x 1 x 84x 18 = 24.192,00 kg

- M & E


Beban HidupBeban hidup perkantoran= 4 x 4 x 1 x 99 x 250 = 336,000.00 kg

Total Beban Hidup Lantai 1 = 336,000.00 kg


= 1.527.619,20 kg + 336,000.00 kg

= 1.863.619,20 kg

b. Berat Lantai 2Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 4 x 188 x 2400 = 259.891,20 kg


- Kolom 70x70 cm= 0,7 x 0,7 x 4 x 105 x 2400 = 493.920,00 kg


- Penutup lantai keramik= 4 x 4 x 1 x 84x 24= 32.256,00 kg


- M & E





= 1.280.659,20 kg + 336.000,00 kg

= 1.616.659,20 kg

c. Berat Lantai 3 dan Lantai 4Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 4 x 188 x 2400 = 259.891,20 kg


- Kolom 60x60 cm= 0,6 x 0,6 x 6 x 105 x 2400 = 362.880,00 kg




- M & E


Beban HidupBeban hidup perkantoran= 4 x 4 x 1 x 99 x 250 = 336.000,00 kg

Total Beban Hidup Lantai 3/4= 336.000,00 kg


= 1.149.619,20 kg + 336.000,00 kg

= 1.485.619,20 kg

d. Berat Lantai 5 dan Lantai 6Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 4 x 188 x 2400 = 259.891,20 kg


- Kolom 50x50 cm= 0,5 x 0,5 x 6 x 105 x 2400 = 252.000,00 kg




- M & E

= 4 x 4 x 1 x 84 x 20 = 26.880,00 kg + Total Beban Mati Lantai 5/6 =1.038.739,20 kg




= 1.038.739,20kg + 336.000,00 kg

= 1.374.739,20 kg

e. Berat Lantai 7Beban Mati- Balok 30x60 cm= 0,3 x 0,48 x 4 x 188 x 2400 = 259.891,20 kg


- Kolom 40x40 cm= 0,4 x 0,4 x 6 x 105 x 2400 = 161.280,00 kg




- M & E

= 4 x 4 x 1 x 84 x 20 = 26.880,00 kg + Total Beban Mati Lantai 7= 948.019,20 kg



Total beban mati dan beban hidup lantai 7

= 948.019,20 kg + 336.000,00 kg

= 1.284.019,20 kg

f. Berat Lantai 8 (Atap) Beban Mati- Balok 30x50 cm= 0,3 x 0,40 x 4 x 188 x 2400 = 216.576,00 kg


- Kolom 40x40 cm= 0,4x 0,4 x 6 x 105 x 2400= 80.640,00 kg


- M & E

= 4 x 4 x 1 x 84 x 20 = 26.880,00kg + Total Beban Mati Lantai 8= 670.848,00 kg

Beban HidupBeban hidup perkantoran= 4 x 4 x 1 x 99 x 100 = 336.000,00 kg

Total Beban Hidup Lantai 8 = 134.400,00 kg

Total beban mati dan beban hidup lantai 8

= 670.848,00 kg + 134.400,00 kg

= 805.248,00 kg

Untuk bangunan gedung perkantoran dengan sistem rangka pemikul momen khusus yang memiliki kategori resiko II dan faktor keuatamaan (Ie) 1, berdasarkan tabel 3.3, maka koefisien modifikasi respons (Ra) dari struktur

tersebut adalah 8. Kemudian dapat dihitung periode getar fundamental sebagai berikut:

T= Ct hn x= 0,0466. H. 0,9, dimana H= 32 m

=1.0544 dt

Untuk kota Padang diperoleh diperoleh spektrum respon desain dengan SDS = 0,96 g, sedangkan SD1 = 0,59 g. Dengan demikian koefisien beban dinamik (Cs) adalah sebagai berikut:

C s

S DS R I e 0,96 8 1 = 0,12

Tetapi nilai CS tidak perlu diambil lebih besar dari,Cs

S D1

R T I e 0,59 8 1,0544 1 = 0,0699

Namun, nilai CS harus lebih besar dari, Cs = 0,044.SDS.Ie

= 0,044. 0,96. 1

= 0,0422

atau,

Cs = 0,01

Dengan demikian Cs yang digunakan adalah 0,0699. Berat total bangunan adalah:

Wt = W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7+W8

= 11.290.262,40 kg

Gaya geser dasar (V) = Cs . Wt

= 0,0699 x 11.290.262,40

= 789.189,34 kg

Berdasarkan SNI 1726 201x, mengingat nilai periode fundamental 0,5 detik < T =

1,0544 < 2,5 detik, maka nilai k diperoleh melalui interpolasi berikut.k

(2 1) (2,5 0,5)

(1,0544 0,5)

k 1,2772Dengan diperoleh nilai k di atas, maka gaya horizontal statik ekivalen

dapat dihitung dengan rumus berikut.kFx x x.Vi ii 1

w h kBerikut hasil perhitungan gaya horizontal statik ekivalen yang bekerja pada tiap lantai, yang dapat ditabelkan sebagai berikut:

Tabel 4.4. Distribusi Horizontal Statik Ekivalen Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Tingkatwi(kg)Hi(m)wi.hi kFi(kg)V (kg)

8 (atap)805.248,003267.345.286,86126.145,70126.145,70

71.284.019,202890.548.603,23169.608,26295.753,96

61.374.739,202479.620.722,55149.139,05444.893,01

51.374.739,202063.080.601,67118.157,44563.050,45

41.485.619,201651.263.652,4196.022,89659.073,35

31.485.619,201235.500.771,4866.497,15725.570,50

21.616.659,20823.016.803,4743.113,20768.683,70

11.863.619,20410.947.329,6820.505,65789.189,34

0000,000789.189,34

11.290.262,40421.323.771,35

Gaya horizontal statik ekivalen tersebut akan bekerja pada pusat massa pada tiap lantai yang ada. Karena gedung dengan sudut dalam 40% tidak simetris, maka terlebih dahulu dicari pusat massa dari struktur sebagai berikut.

Tabel 4.5 Ordinat Terhadap Sumbu - Y Struktur dengan Sudut Dalam 40%Jenis MassaMassa(Kg)Jarak Pusat ke Sumbu X (m)Statis Momen (Kgm)

Plat LantaiI20 x 40 x 0,12 x 2.400 = 230.400102.304.000

II4 x 40 x 0,12 x 2.400 = 46.080-2-92.160

III16 x 24 x 0,12 x 2.400 = 110.592-12-1.327.104

BalokIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 5 = 69.12012829.440

Ver 0,30 x 0,48 x 20 x 2.400 x 11 = 76.03210760.320

IIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 1 = 13.824-4-55.296

Ver 0,30 x 0,48 x 4 x 2.400 x 11 = 15.206-2-30.413

IIIHor 0,30 x 0,48 x 24 x 2.400 x 4 = 33.178-14-464.486

Ver 0,30 x 0,48 x 16 x 2.400 x 7 = 38.707-12-464.486

KolomI0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 55 = 388.080124.656.960

II0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 11 = 77.616-4-310.464

III0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 28 = 197.568-14-2.765.952

Beban matiI20 x 40 x 354 = 283.200102.832.000

tambahan danII4 x 40 x 354 = 56.640-2-113.280

beban hidupIII16 x 24 x 354 = 135.936-12-1.631.232

1.772.1794.127.846

Dari tabel di atas dapat dihitung ordinat sumbu y adalah:

y = 4.127.846/ 1.772.179 = 2,330 m

Tabel 4.6 Absis Terhadap Sumbu X Struktur dengan Sudut Dalam 40%Jenis MassaMassa(Kg)Jarak Pusat ke Sumbu Y (m)Statis Momen (Kgm)

Plat LantaiI20 x 40 x 0,12 x 2.400 = 230.40000

II4 x 40 x 0,12 x 2.400 = 46.08000

III16 x 24 x 0,12 x 2.400 = 110.592-8-884.736

BalokIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 5 = 69.12000

Ver 0,30 x 0,48 x 20 x 2.400 x 11 = 76.03200

IIHor 0,30 x 0,48 x 40 x 2.400 x 1 = 13.82400

Ver 0,30 x 0,48 x 4 x 2.400 x 11 = 15.20600

IIIHor 0,30 x 0,48 x 24 x 2.400 x 4 = 33.178-8-265.421

Ver 0,30 x 0,48 x 16 x 2.400 x 7 = 38.707-8-309.658

KolomI0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 55 = 388.08000

II0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 11 = 77.61600

III0,70 x 0,70 x 6 x 2.400 x 28 = 197.568-8-1.580.544

Beban matiI20 x 40 x 354 = 283.20000

tambahan danII4 x 40 x 354 = 56.64000

beban hidupIII16 x 24 x 354 = 135.936-8-1.087.488

1.772.179-4.127.846

Dari tabel di atas dapat dihitung sumbu x adalah:

y = -4.127.846/ 1.772.179 = -2,330 m

Maka, koordinat pusat massa untuk struktur beraturan tidak beraturan dengan sudut dalam 40% adalah (-2,330 m ; 2,330 m).

4.4.2. Gaya Gempa untuk Analisis Analisis Time HistoryBeban gempa yang digunakan dalam analisis time history diambil dari 4 rekaman catatan gempa yang telah disesuaikan dengan respon spektra desain Kota Padang dengan program sesimomatch. Keempat rekaman catatan gempa tersebut adalah gempa Imp Parachute, gempa Imperialvalley, gempa Lomacoralito, dan gempa Parkfield. Untuk setiap percepatan gempa pada interval waktu tertentu

selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 2. Berikut grafik percepatan gempa

yang telah disesuaikan dengan respon spektra desain Kota Padang.

Gambar 4.4. Percepatan gempa yang telah disesuaikan dengan respon spektra desain

Kota Padang dengan Program Seismomatch

Sumber: Teruna (2012)4.5 Kombinasi PembebananDari program spektra indo, diperoleh nilai SDs = 0,96g. Berdasarkan tabel

3.4, karena nilai SDs > 0,50, maka gedung tersebut termasuk kategori desain seismik D. Dengan demikian untuk gedung yang termasuk ke dalam kategori desainseismikDmemilikifaktorredundansi()sebesar1,3.Dengan mensubstitusikan nilai SDs dan nilai faktor redundansi () ke dalam persamaan pada kombinasi pembebanan, maka akan diperoleh kombinasi pembebanan yang akan digunakan pada perhitungan analisis struktur seperti berikut:

1. 1,4 DL

2. 1,2 DL + 1,6 LL

3. 1,45 DL +1,3 QEx + 0,39 QEy + 1 LL

4. 1,33 DL + 1,3 QEx - 0,39 QEy + 1 LL

5. 1,07 DL - 1,3 QEx + 0,39 QEy + 1 LL

6. 0,95 DL - 1,3 QEx - 0,39 QEy + 1 LL

7. 1,45 DL + 0,39 QEx + 1,3 QEy + 1 LL

8. 1,33 DL + 0,39 QEx - 1,3 QEy + 1 LL

9. 1,07 DL - 0,39 QEx + 1,3 QEy + 1 LL

10. 0,95 DL - 0,39 QEx - 1,3 QEy + 1 LL

11. 0,65 DL + 1,3 QEx + 0,39 QEy12. 0,77 DL + 1,3 QEx - 0,39 QEy13. 1,03 DL - 1,3 QEx + 0,39 QEy14. 1,15 DL -1,3 QEx - 0,39 QEy15. 0,65 DL + 0,39 QEx + 1,3 QEy16. 0,77 DL + 0,39 QEx - 1,3 QEy17. 1,03 DL - 0,39 QEx + 1,3 QEy18. 1,15 DL - 0,39 QEx - 1,3 QEyDL merupakan beban mati dan LL merupakan beban hidup, sedangkan untuk QEx merupakan beban gempa arah X dan QEy merupakan beban gempa arah Y. Dan untuk QE diambil daribeban gempa statik ekivalen, Imp Parachute, Imperialvalley, Lomacoralito, dan Parkfield.

4.6. Analisis Struktur dengan menggunakan program SAP 2000 V 14.0

Gambar 4.5. Permodelan struktur beraturan dengan sudut dalam 10 %

pada program SAP 2000 V 14,0Gambar 4.6. Permodelan struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40 %

pada program SAP 2000 V 14,0

Adapun tahapan yang dapat dilakukan untuk menghitung analisa struktur dengan program SAP 2000 V. 14,0 adalah sebagai berikut:

1. Pilih unit satuan yang akan digunakan dalam perhitungan, dalam hal ini digunakan satuan kgm.

2. Pilih new model, kemudian pilih grid only, masukkan ukuran panjang, lebar, dan tinggi sesuai dengan geometri struktur bangunan.

3. Definisikan material yang digunakan melalui menu define, kemudian pilih material, dan masukkan spesifikasi material baik baja maupun beton yang digunakan.

4. Definisikan penampang balok dan kolom melalui menu define, kemudian pilih section properties, kemudian frame sections. Masukkan dimensi sesuai dengan penampang rencana.

5. Definisikan penampang plat lantai melalui menu define, kemudian pilih section properties, kemudian area sections. Masukkan dimensi sesuai dengan penampang rencana.

6. Lakukan penggambaran kolom dan balok menggunakan perintah draw frame/cable element, kemudian lakukan penggambaran plat lantai dengan menggunakan perintah draw poly area. Sesuaikan penggambaran dengan gambar rencana.

7. Pada elemen balok dan kolom untuk memperhitungkan daerah sambungan join agar tidak overlap karena frame yang sebenarnya berupa garis, maka pilih semua balok dan kolom, dan pilih menu assign, pilih frame, dan pilih

end (length) offsets, pilih automatic from connectivity, dan beri nilai 1 pada

rigid zone factor.

8. Defenisikan plat lantai sebagai diafragma dengan memilih semua join pada lantai yang mempunyai elevasi yang sama, setelah semua terpilih pilih menu assign, kemudian pilih joint, dan pilih constraints.

9. Tentukan tipe penjepitan fondasi melalui menu assign, pilih joint, kemudian pilih reistraint, tetapi sebelumnya dipilih terlebih dahulu titik-titik yang akan dijadikan tumpuan.

10. Definisikan pembebanan melalui menu define, pilih load patterns, dan masukkan jenis beban antara lain beban mati (DL), beban hidup (LL) dan beban gempa untuk analisis statik ekivalen.

11. Untuk beban gempa analisis time history, di masukkan melalui menu define, pilih functions, pilih time history, pilih rekaman percepatan gempa yang akan digunakan dalam perhitungan. Dalam hal ini ada 4 rekaman percepatan gempa yang digunakan yaitu, imp parachute, imperialvalley, lomacoralito dan parkfield.

12. Agar fungsi rekaman percepatan gempa tersebut dibuah menjadi pembebanan pada struktur, maka dilakukan dengan menu define, pilih load case, masukkan faktor skala dengan Ie/R x 9,81 m/s2.

13. Definisikan kombinasi pembebanan dengan menggunakan menu define, pilih

load combinations.

14. Definisikan beban-beban yang terjadi pada area melalui menu assign, pilih

area loads, masukkan beban sesuai dengan perhitungan pembebanan yang

telah dilakukan untuk beban mati dan beban hidup. Sedangkan untuk beban gempa statik ekivalen di defenisikan melalui menu assign, pilih joint loads, kemudian masukkan beban statik ekivalen yang telah dihitung. Tetapi sebelum melakukan defenisi beban, terlebih dahulu dipilih area dan join yang akan diberi beban.

15. Defenisikan massa struktur yang akan digunakan dalam analisis time history dengan menggunakan menu define, pilih mass source, kemudian pilih loads dan masukkan koefisien reduksi beban hidup sesuai dengan peraturan yang berlaku.

16. Sebelum melakukan analisis, terlebih dahulu lakukan penyetingan analisa melalui menu analyze, pilih set analysis option, pilih space frame.

17. Lakukan analisa struktur dengan menggunakan menu analyze, pilih run analysis, kemudian pilih run now, dan tunggu sampai analysis complete dan tidak ada pesan error yang muncul.

4.7. Kontrol Hasil Analisis StrukturSetelah struktur selesai dianalisis dengan program SAP 2000 V.14, maka perlu dilakukan pegecekan terhadap standar atau peraturan yang berlaku saat ini, yaitu SNI-03-1726-201x. Adapun respon parameter yang perlu di kontrol antara lain adalah sebagai berikut.

4.7.1. Periode StrukturPeriode getar maksimum tidak boleh lebih besar dari nilai Cu.Ta. Dimana struktur yang memiliki parameter SD1 0,4 maka dari tabel 3.6 diperoleh nilai Cu adalah 1,4 dan Ta adalah periode pendekatan struktur. Berikut periode getar dari masing-masing struktur yang ditinjau.

1. Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%Tabel 4.7 Periode Struktur Pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%ModePeriode

(Detik)

10,991205

20,990683

30,925748

40,370965

50,370848

60,218886

70,218818

80,14808

90,142763

100,110826

110,079982

120,063651

Cek persyaratan : T max Cu. TaT max = 0,991205

Cu. Ta = 1,4 . 1,0544

= 1,467 detik .. OK!

2. Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Tabel 4.8 Periode Struktur Pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%ModePeriode

(Detik)

11,221583

21,221437

31,142894

40,449389

50,449331

60,272353

70,263533

80,231058

90,177615

100,133312

110,12343

120,075565

Cek persyaratan : T max Cu. TaT max = 1,221583

Cu. Ta = 1,4 . 1,0544

= 1,467 detik .. OK!

4.7.2. Partisipasi MassaAnalisis time history yang digunakan adalah metode modal analisis, sehingga perlu diketahui apakah analisis telah menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa ragam terkombinasi sebesar paling

sedikit 90% dari massa aktual dalam masing-masing arah horizontal ortoganal dari respon yang ditinjau oleh model. Berikut nilai partisipasi massa dari struktur yang ditinjau.

1. Struktur beraturan dengan sudut dalam 10%Tabel 4.9 Modal Participating Mass Ratios Pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%Modal Participating Mass Ratios

OutputCaseStepTypeStepNumSumUXSumUY

TextTextUnitlessUnitlessUnitless

MODALMode10,3730,373












Dari tabel 4.9 dapat dilihat jumlah partisipasi massa pada mode ke 12 untuk arah X adalah 0,997 dan untuk arah Y adalah 0,997, berarti telah memenuhi syarat minimal 90%.

2. Struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40%Tabel 4.10 Modal Participating Mass Ratios Pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Modal Participating Mass Ratios

OutputCaseStepTypeStepNumSumUXSumUY

TextTextUnitlessUnitlessUnitless













Dari tabel 4.10 dapat dilihat jumlah partisipasi massa pada mode ke 12 untuk arah X adalah 0,992dan untuk arah Y adalah 0,992, berarti telah memenuhi syarat minimal 90%.

4.7.3. Gaya Geser Dasar (Base Shear)Nilai akhir respon dinamik struktur (base shear) tidak boleh kurang dari

85% nilai respons ragam pertama (statik ekivalen). Apabila nilai tersebut belum memenuhi, maka diberikan faktor pengali yaitu 85% V statik/ V dinamik. Berikut base shear dari masing-masing struktur yang ditinjau.

1. Struktur beraturan dengan sudut dalam 10%Arah-XTabel 4.11 Base Shear Pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%Arah Gempa XBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgKg

SE-X920.656,140,00000073

TH Imp parachute - X657.634,779.637,36

TH Imperialvalley - X545.944,5421.843,34

TH Lomacoralito - X643.597,5623.310,24

TH Parkfield - X662.663,0222.697,28

Cek Persyaratan: 85% V sataik V dinamik85%. 920.656,14 = 782.557,72 kg > V dinamik. NO OK!

Faktor skala:TH Imp parachute X= 920.656,14/657.634,77= 1,190

TH Imperialvalley X= 920.656,14/545.944,54= 1,434

TH Lomacoralito X= 920.656,14/643.597,56= 1,216

TH Parkfield X= 920.656,14 /662.663,02= 1,181

Setelah diperoleh nilai faktor skala, kemudian nilai tersebut diinput pada program SAP 2000 V.14 dengan mengalikan nilai faktor skala tersebut dengan faktor skala awal yaitu Ie/R x 9,81 m/s2, kemudian dilakukan analisa struktur kembali dan perhatikan kembali nilai base shear yang baru.

Tabel 4.12 Base Shear Setelah diberi Faktor Skala Pada Struktur Beraturandengan Sudut Dalam 10% Arah Gempa XBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-X920.656,140,00000073




TH Parkfield - X782.601,7926.805,37

Cek Persyaratan: 85% V sataik V dinamik85%. 920.656,14 = 782.557,72 kg < V dinamik. OK!

Dengan demikian, nilai base shear telah memenuhi syarat.

Arah-YTabel 4.13 Base Shear Pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%Arah Gempa YBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-Y0,00000074920.656,14

TH Imp parachute -Y9.637,36657.634,77

TH Imperialvalley -Y21.843,34545.944,54

TH Lomacoralito - Y23.310,24643.597,56

TH Parkfield -Y22.697,28662.663,02

Cek Persyaratan: 85% V sataik V dinamik

85%. 920.656,14 = 782.557,72 kg > V dinamik. NO OK!

Faktor skala:

TH Imp parachute Y= 920.656,14/657.634,77= 1,190

TH Imperialvalley Y= 920.656,14/545.944,54= 1,434

TH Lomacoralito X= 920.656,14/643.597,56= 1,216

TH Parkfield Y= 920.656,14 /662.663,02= 1,181


Tabel 4.14 Base Shear Setelah diberi Faktor Skala Pada Struktur TidakBeraturan dengan Sudut Dalam 10% Arah Gempa YBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-Y0,00000074920.656,14




TH Parkfield -Y26.805,37782.601,79

Cek Persyaratan: 85% V sataik V dinamik85%. 920.656,14 = 782.557,72 kg < V dinamik. OK!


2. Struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40%Arah XTabel 4.15 Base Shear Pada Struktur Tidak Beraturan denganSudut Dalam 40% Arah Gempa XBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-X789.189,340,00000086




TH Parkfield - X379.465,4147.085,66

Cek Persyaratan: 85% V sataik V dinamik85%. 789.189,34 = 670.810,94 kg > V dinamik. NO OK!Faktor skala:

TH Imp parachute X TH Imperialvalley X TH Lomacoralito X TH Parkfield X= 789.189,34 /358.037,04

= 789.189,34 /416.143,16

= 789.189,34 /452.760,98

= 789.189,34 /379.465,41= 1,874

= 1,612

= 1,482

= 1,768


Tabel 4.16 Base Shear Setelah diberi Faktor Skala Pada Struktur TidakBeraturan dengan Sudut Dalam 40% Arah Gempa XBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-X789.189,340,00000086




TH Parkfield - X670.904,7483.248,67


85%. 789.189,34 = 670.810,94 kg > V dinamik. OK!


Arah YTabel 4.17 Base Shear Pada Struktur Tidak Beraturan denganSudut Dalam 40% Arah Gempa YBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-Y789.189,340,00000086




TH Parkfield -Y47.085,66379.465,41


85%. 789.189,34 = 670.810,94 kg > V dinamik. NO OK!

Faktor skala:

TH Imp parachute Y TH Imperialvalley Y= 789.189,34 /358.037,04

= 789.189,34 /416.143,16= 1,874

= 1,612

TH Lomacoralito Y= 789.189,34 /452.760,98

TH Parkfield Y= 789.189,34 /379.465,41= 1,768


Tabel 4.18 Base Shear Setelah diberi Faktor Skala Pada Struktur TidakBeraturan dengan Sudut Dalam 40% Arah Gempa YBeban GempaBase ShearBase Shear

Arah - XArah - Y

KgfKgf

SE-Y0,00000094789.189,34




TH Parkfield -Y83.248,67670.904,74


85%. 789.189,34 = 670.810,94 kg > V dinamik. OK!


4.7.4. Simpangan Antar LantaiBerdasarkan SNI-03-1725-201x untuk simpangan antar lantai tingkat desain () tidak boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat ijin (a) seperti didapatkan dari tabel 3.8 untuk semua tingkat. Dalam hal ini sttruktur termasuk ke

dalam kategori semua struktur lainnya, dan berada pada kategori resiko II. Oleh karena itu simpangan antar lantai ijin (a) ditentukan dengan rumus 0,020hsx, dimana hsx adalah tinggi tingkat di bawah tingkat x, yaitu 4000 mm. Maka diperoleh a = 0,020 x 4000 = 80 mm. Berikut pada tabel dapat dilihat simpangan antar lantai pada tiap struktur, baik struktur beraturan dengan sudut dalam 10 % maupun pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% yang masing- masing dilakukan dengan analisis time history.1. Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%a. Simpangan Antar Lantai Gempa Statik EkivalenTabel 4.19 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Statik Ekivalen PadaStruktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400050,09275,5018,9480OK0,47

7400046,65256,5635,6280OK0,89

6400040,17220,9536,0780OK0,90

5400033,61184,8743,9480OK1,10

4400025,62140,9341,0480OK1,03

3400018,1699,8942,4480OK1,06

2400010,4557,4535,6380OK0,89

140003,9721,8221,8280OK0,55

b. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Imp ParachuteTabel 4.20 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Imp Parachute Pada StrukturBeraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400041,35227,4515,0480OK0,38

7400038,62212,4128,1980OK0,70

6400033,49184,2228,7980OK0,72

5400028,26155,4335,7680OK0,89

4400021,76119,6734,0680OK0,85

3400015,5685,6135,9980OK0,90

240009,0249,6130,6980OK0,77

140003,4418,9318,9380OK0,47

c.Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa ImperialvalleyTabel 4.21 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Imperialvalley Pada StrukturBeraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400043,00236,5115,3080OK0,38

7400040,22221,2029,1580OK0,73

6400034,92192,0530,1580OK0,75

5400029,44161,9037,5280OK0,94

4400022,62124,3935,6080OK0,89

3400016,1488,7937,2980OK0,93

240009,3651,5031,7880OK0,79

140003,5919,7319,7380OK0,49

d. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa LomacoralitoTabel 4.22 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Lomacoralito Pada StrukturBeraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400040,40222,2214,0680OK0,35

7400037,85208,1626,9280OK0,67

6400032,95181,2427,9680OK0,70

5400027,87153,2835,0480OK0,88

4400021,50118,2433,5280OK0,84

3400015,4084,7235,4780OK0,89

240008,9549,2530,3580OK0,76

140003,4418,9018,9080OK0,47

e. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa ParkfieldTabel 4.23 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Parkfield Pada StrukturBeraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400039,23215,7717,2480OK0,43

7400036,10198,5322,6380OK0,57

6400031,98175,8923,9980OK0,60

5400027,62151,9032,3880OK0,81

4400021,73119,5333,0280OK0,83

3400015,7386,5036,1780OK0,90

240009,1550,3331,1180OK0,78

140003,4919,2219,2280OK0,48

2. Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 40%a. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Statik EkivalenTabel 4.24 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Statik Ekivalen Pada StrukturTidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400075,72416,4426,9480OK0,67

7400070,82389,4953,0980OK1,33

6400061,17336,4153,9580OK1,35

5400051,36282,4667,3680OK1,68

4400039,11215,1164,0480OK1,60

3400027,47151,0666,8980OK1,67

2400015,3184,1855,0680OK1,38

140005,2929,1229,1280OK0,73

b. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Imp ParachuteTabel 4.25 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Imp Parachute Pada StrukturTidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400080,41442,2627,8480OK0,70

7400075,35414,4255,1380OK1,38

6400065,33359,2956,0480OK1,40

5400055,14303,2571,5480OK1,79

4400042,13231,7169,2680OK1,73

3400029,54162,4572,1280OK1,80

2400016,4290,3359,2280OK1,48

140005,6631,1231,1280OK0,78

c. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa ImperialvalleyTabel 4.26 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Imperialvalley Pada StrukturTidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibatGaya Gempa (e) (mm)PerpindahanyangDiperbesar()(mm)Simpangan antar lantai()(mm)Simpanganantarlantai ijin (a) (mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400074,01407,0734,4880OK0,86

7400067,74372,5961,3780OK1,53

6400056,59311,2254,7680OK1,37

5400046,63256,4662,5480OK1,56

4400035,26193,9256,2680OK1,41

3400025,03137,6659,3980OK1,48

2400014,2378,2750,7480OK1,27

140005,0027,5227,5280OK0,69

d. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa LomacoralitoTabel 4.27 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Lomacoralito Pada StrukturTidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400069,24380,8123,1380OK0,58

7400065,03357,6845,8980OK1,15

6400056,69311,7947,2480OK1,18

5400048,10264,5560,5880OK1,51

4400037,09203,9759,4380OK1,49

3400026,28144,5463,3880OK1,58

2400014,7681,1653,0880OK1,33

140005,1028,0828,0880OK0,70

e. Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa ParkfieldTabel 4.28 Simpangan Antar Lantai Akibat Gempa Parkfield Pada Struktur TidakBeraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiTinggiLi(mm)PerpindahanAkibat Gaya Gempa (e)(mm)Perpindahanyang Diperbesar ()(mm)Simpangan antar lantai ()(mm)Simpanganantar lantai ijin (a)(mm)KETRasioSimpangan Antar Lantai (i/Li)(%)

8400078,34430,9033,2180OK0,83

7400072,31397,6862,0180OK1,55

6400061,03335,6859,4780OK1,49

5400050,22276,2071,5380OK1,79

4400037,21204,6765,0380OK1,63

3400025,39139,6462,9280OK1,57

2400013,9576,7149,9080OK1,25

140004,8726,8126,8180OK0,67

4.8 Perbandingan Respon Struktur Hasil AnalisisDengan hasil kontrol yang telah memenuhi syarat, kemudian dapat dilihat perbandingan respons struktur hasil analisis statik ekivalen dan analisis time history yang telah dilakukan pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10%, dan struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% sebagai berikut.

4.8.1Perpindahan (Displacement)Perbandingan displacement pada struktur beraturan dengan sudut dalam

10% dan struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% dengan analisis statik ekivalen dan analisis time history dapat dilihat pada tabel 4.29 dan tabel 4.30 berikut.

Tabel 4.29 Perbandingan Displacement Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiPerpindahan (Displacement)

Statik Ekivalen (mm)Imp Parachute (mm)Imperial valley (mm)Loma coralito (mm)Parkfield

(mm)

850,0941,3543,0040,4039,23

746,6538,6240,2237,8536,10

640,1733,4934,9232,9531,98

533,6128,2629,4427,8727,62

425,6221,7622,6221,5021,73

318,1615,5616,1415,4015,73

210,459,029,368,959,15

13,973,443,593,443,49

Tabel 4.30 Perbandingan Displacement Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiPerpindahan (Displacement)

Statik Ekivalen (mm)Imp Parachute (mm)Imperial valley (mm)Loma coralito (mm)Parkfield

(mm)

875,7280,4174,0169,2478,34

770,8275,3567,7465,0372,31

661,1765,3356,5956,6961,03

551,3655,1446,6348,1050,22

439,1142,1335,2637,0937,21

327,4729,5425,0326,2825,39

215,3116,4214,2314,7613,95

15,295,665,005,104,87

Apabila nilai-nilai dari tabel 4.29 dan tabel 4.30 tersebut di plot ke grafik dapat dilihat lebih jelas perbandingan displacement dari ke dua struktur tersebut seperti berikut.

Gambar 4.7 Perbandingan Displacement Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%

Gambar 4.8 Perbandingan Displacement Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Dari gambar 4.7 dapat dilihat bahwa pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% analisis statik ekivalen masih akurat digunakan, karena memiliki nilai displacement yang lebih besar dibandingkan dengan analisis time history, namun dari gambar 4.8 dapat dilihat bahwa pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% analisis statik ekivalen sudah tidak akurat lagi digunakan, karena sebagian nilai displacement lebih kecil dibandingkan dengan analisis time history.4.8.2Rasio Simpangan Antar Lantai (Drift Ratio)Perbandingan drift ratio pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% dan struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% dengan analisis statik ekivalen dan analisis time history dapat dilihat pada tabel 4.31 dan tabel 4.32 berikut.

Tabel 4.31 Perbandingan Drift Ratio Analisis Statik Ekivalen dengan AnalisisTime History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiRasio Simpangan Antar Lantai (Drift Ratio)

Statik Ekivalen (%)Imp Parachute (%)Imperial valley (%)Loma coralito (%)Parkfield

(%)

80,470,380,380,350,43

70,890,700,730,670,57

60,900,720,750,700,60

51,100,890,940,880,81

41,030,850,890,840,83

31,060,900,930,890,90

20,890,770,790,760,78

10,550,470,490,470,48

Tabel 4.32 Perbandingan Drift Ratio Analisis Statik Ekivalen dengan AnalisisTime History pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiRasio Simpangan Antar Lantai (Drift Ratio)

Statik Ekivalen (%)Imp Parachute (%)Imperial valley (%)Loma coralito (%)Parkfield

(%)

80,670,700,860,580,83

71,331,381,531,151,55

61,351,401,371,181,49

51,681,791,561,511,79

41,601,731,411,491,63

31,671,801,481,581,57

21,381,481,271,331,25

10,730,780,690,700,67

Apabila nilai-nilai dari tabel 4.31 dan tabel 4.32 tersebut di plot ke grafik dapat dilihat lebih jelas perbandingan drift ratio dari ke dua struktur tersebut seperti berikut.

Gambar 4.9 Perbandingan Drift Ratio Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%

Gambar 4.10 Perbandingan Drift Ratio Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Dari gambar 4.9 dapat dilihat bahwa pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% analisis statik ekivalen masih akurat digunakan karena memiliki nilai drift ratio yang lebih besar dibandingkan dengan analisis time history, namun dari gambar 4.10 dapat dilihat bahwa pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% analisis statik ekivalen sudah tidak akurat lagi digunakan, karena sebagian nilai drift ratio lebih kecil dibandingkan dengan analisis time history.4.8.3Momen BalokPerbandingan momen balok pada struktur beraturan dengan sudut dalam


Tabel 4.33 Perbandingan Momen Balok Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiMomen Balok

Statik Ekivalen (kg/m)Imp Parachute (kg/m)Imperial valley (kg/m)Loma coralito (kg/m)Parkfield

(kg/m)

8-3.726,37-3.511,12-4.176,68-3.489,16-3.826,94

7-8.897,55-7.789,12-8.246,97-8.041,79-8.162,00

6-12.912,48-11.001,21-11.349,64-11.193,48-12.004,99

5-15.829,23-13.479,42-14.061,21-13.595,37-13.586,37

4-17.986,07-15.448,92-16.159,88-15.256,60-14.986,60

3-19.047,95-16.569,53-17.240,86-16.390,51-16.575,72

2-19.090,98-16.839,31-17.370,71-16.695,74-17.106,07

1-16.561,65-14.720,24-15.188,41-14.652,48-14.932,51

Tabel 4.34 Perbandingan Momen Balok Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiMomen Baloks

Statik Ekivalen (kg/m)Imp Parachute (kg/m)Imperial valley (kg/m)Loma coralito (kg/m)Parkfield

(kg/m)

8-3.424,89-4.131,85-4.464,63-3.720,52-3.929,17

7-8.298,61-8.694,76-10.855,16-8.094,91-9.654,39

6-12.155,07-12.629,80-13.618,33-11.161,11-13.425,26

5-15.090,35-15.696,71-15.356,75-13.837,13-16.061,11

4-16.810,04-17.829,42-15.678,62-15.513,89-17.277,03

3-17.875,63-19.122,98-16.270,43-16.826,85-17.654,09

2-16.736,02-17.890,26-15.420,71-16.062,11-15.632,51

1-13.526,80-14.322,86-12.755,18-13.099,33-12.555,64

Apabila nilai-nilai dari tabel 4.33 dan tabel 4.34 tersebut di plot ke grafik dapat dilihat lebih jelas perbandingan momen balok dari kedua struktur tersebut seperti berikut.

Gambar 4.11 Perbandingan Momen Balok Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%

Gambar 4.12 Perbandingan Momen Balok Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Tidak Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Dari gambar 4.11 dapat dilihat bahwa pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% analisis statik ekivalen masih akurat digunakan, karena memiliki nilai momen balok yang hampir seluruhnya lebih besar dibandingkan dengan analisis time history, namun dari gambar 4.12 dapat dilihat bahwa pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% analisis statik ekivalen sudah tidak akurat lagi digunakan, karena memiliki banyak nilai momen balok yang lebih kecil dibandingkan dengan analisis time history.4.8.4Momen KolomPerbandingan momen kolom pada struktur beraturan dengan sudut dalam


Tabel 4.35 Perbandingan Momen Kolom Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%LantaiMomen Kolom

Statik

Ekivalen

(kg/m)Imp

Parachute

(kg/m)Imperial

valley

(kg/m)Loma

coralito

(kg/m)Parkfield

(kg/m)

84.523,054.259,065.448,514.089,384.850,37

712.073,836.930,037.306,695.925,918.049,03

613.180,0011.136,7111.354,789.492,4411.234,46

514.757,0312.120,3513.005,2310.155,9711.845,12

418.179,2615.290,7816.214,0512.910,8715.541,42

318.106,2015.183,8916.202,6212.691,8915.762,55

221.820,3818.719,6819.643,2015.669,1819.369,03

131.928,7827.846,2729.054,5422.742,2128.241,25

Tabel 4.36 Perbandingan Momen Kolom Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 40%LantaiMomen Kolom

Statik

Ekivalen

(kg/m)Imp

Parachute

(kg/m)Imperial

valley

(kg/m)Loma

coralito

(kg/m)Parkfield

(kg/m)

84.409,715.308,946.105,174.752,965.273,67

77.960,048.176,509.670,287.073,139.113,04

612.714,9413.168,4813.244,4011.314,3413.569,61

514.627,7315.403,7313.912,4413.057,7715.224,84

417.740,3419.086,3315.890,6916.389,7317.559,87

317.392,2418.978,3216.105,5416.258,7517.641,77

223.179,5225.187,3321.338,1822.073,1021.784,74

137.599,8740.203,2836.015,6836.119,8634.793,58

Apabila nilai-nilai dari tabel 4.35 dan tabel 4.36 tersebut di plot ke grafik dapat dilihat lebih jelas perbandingan momen kolom dari kedua struktur tersebut seperti berikut.

Gambar 4.13 Perbandingan Momen Kolom Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 10%

Gambar 4.14 Perbandingan Momen Kolom Analisis Statik Ekivalen denganAnalisis Time History pada Struktur Beraturan dengan Sudut Dalam 40%Dari gambar 4.13 dapat dilihat bahwa pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% analisis statik ekivalen masih akurat digunakan karena memiliki nilai momen kolom yang hampir seluruhnya lebih besar dibandingkan dengan analisis time history, namun dari gambar 4.14 dapat dilihat bahwa pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40% analisis statik ekivalen sudah tidak akurat lagi digunakan, karena memiliki banyak nilai momen kolom yang lebih kecil dibandingkan dengan analisis time history.BAB 5KESIMPULAN DAN SARAN5.1 Kesimpulan1. Perpindahan (displacement) dan rasio simpangan antar lantai (drift ratio) pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% pada analisis statik ekivalen masih memiliki nilai yang lebih besar bila dibandingkan dengan analisis time history, berbeda halnya dengan perpindahan (displacement) dan rasio simpangan antar lantai (drift ratio) pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40%, dimana pada analisis statik ekivalen memiliki sebagian nilai yang lebih kecil bila dibandingkan dengan analisis time history. Dari peninjauan perpindahan dan rasio simpangan antar lantai tersebut dapat disimpulkan bahwa analisis statik ekivalen masih akurat digunakan pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10%, tetapi tidak akurat apabila digunakan pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 40%.

2. Momen kolom pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% pada analisis statik ekivalen hampir seluruhnya memiliki nilai momen yang lebih besar bila dibandingkan dengan analisis time history, berbeda halnya dengan momen kolom pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam

40%, dimana pada analisis statik ekivalen memiliki banyak nilai momen yang lebih kecil bila dibandingkan dengan analisis time history. Dari

peninjauan momen kolom tersebut dapat disimpulkan analisis statik ekivalen masih akurat digunakan pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10%, tetapi tidak akurat apabila digunakan pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 10%.

3. Momen balok pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10% pada analisis statik ekivalen hampir seluruhnya memiliki nilai momen yang lebih besar bila dibandingkan dengan analisis time history, berbeda halnya dengan momen balok pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam

40%, dimana pada analisis statik ekivalen memiliki banyak nilai momen yang lebih kecil bila dibandingkan dengan analisis time history. Dari peninjauan momen balok tersebut dapat disimpulkan analisis statik ekivalen masih akurat digunakan pada struktur beraturan dengan sudut dalam 10%, tetapi tidak akurat apabila digunakan pada struktur tidak beraturan dengan sudut dalam 10%.

5.2 Saran1. Untuk penelitian lebih lanjut dapat di gunakan dengan memilih sudut dalam yang lebih lebih besar seperti 60% dan 80%, sehingga dapat di peroleh hasil yang lebih teliti lagi mengenai perbandingan respon struktur yang memiliki sudut dalam.

2. Untuk penelitian lebih lanjut dapat dibandingkan struktur beraturan dan struktur ketidakberaturan yang lain selain struktur yang memiliki sudut dalam, sehingga diperoleh lehih teliti lagi kekakurasian analisis statik

ekivalen dibandingnakn dengan analisis dinamik pada perhitungan respon struktur beraturan dan struktur ketidakberaturan.

Sistem penahan- gaya seismikKoefisienFaktoBatasan sistemmodifika sikuat lebihFaktor pembesara

dan batasan tinggiresponsistemdefleksi,struktur (m)(R)(0)(Cd)Kategori desainBCDEFSistem rangka pemikul momen1. Rangka baja pemikul

momen khusus

8

3

5

T B

T B

T B

T B

T B2. Rangkabatangbaja

pemikulmomen khusus

7

3

5

T B

T B

48

30

TI3. Rangkabajapemikul momen menengah

4

3

4

T B

T B

10

chapter iii - v (1).doc

Documents