(drift) pada struktur gedung tahan gempa dengan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PERBANDINGAN NILAI SIMPANGAN HORISONTAL

(DRIFT) PADA STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA

DENGAN MENGGUNAKAN BRESING V DAN INVERTED V

Drift Value Comparation of Seismic Resistance Building Structure

by V and Inverted V Bracing

SKRIPSI

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

ADITYA JAYA M. I 0105028

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

PERBANDINGAN NILAI SIMPANGAN HORISONTAL

(DRIFT) PADA STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA




Disusun oleh :

ADITYA JAYA M. I 0105028

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan Dosen Pembimbing:

Pembimbing I

Ir. Munawar HS NIP. 19470828 197603 1 001

Pembimbing II

Purnawan Gunawan ST, MT NIP. 19731209 199802 1 001


commit to user

iii

PERBANDINGAN NILAI SIMPANGAN HORISONTAL (DRIFT) PADA STRUKTUR GEDUNG TAHAN GEMPA




SKRIPSI

Disusun oleh :

ADITYA JAYA M. NIM. I 0105028

Telah dipertahankan di depan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Hari : Jumat

Tanggal : 28 Januari 2011

1. Ir. Munawar H.S. NIP. 19470828 197603 1 001

2. Purnawan Gunawan, ST, MT NIP. 19731209 199802 1 001

3. Edy Purwanto, ST, MT NIP. 19680912 199702 1 001

4. Agus Setiya Budi, ST, MT NIP. 19700909 199802 1 001

Mengetahui, Fakultas Teknik

a.n. Dekan Fakultas Teknik Pembantu Dekan I

Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP. 19561112 198403 2 007

Disahkan oleh, Jurusan Teknik Sipil

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 198601 1 001


commit to user

iv

Motto:

· “Maka sesungguhnya setelah kesulitan ada kemudahan. Sungguh

setelah kesulitan itu (benar-benar) ada kemudahan”.

(QS Al-Insyirah : 5-6)

· From nothing to be something.

(Anonime)

· Imposible is nothing.

(Anonime)

· Do what you faith for.

(My Father)

· Do the best and prepare for the worst.

(Anonime)

· Saat kau berusaha mewujudkan impian dan harapan orang lain, maka

sungguh sebenarnya kau sedang mewujudkan apa yang menjadi

impian dan harapanmu sendiri. Karena doa yang mujarab adalah

justru doa yang telupakan.

(Me)

· Kemarin adalah masa lalu, sedangkan esok masih belum pasti. Maka

lakukan yang terbaik untuk hari ini, ‘tuk ciptakan masa lalu yang

indah dan merancang masa depan yang cerah.

(Anonime)


commit to user

v

Persembahan:

Kedua orangtua yang aku cintai dan hormati

Terima kasih atas cinta kasih, doa, dan pengorbanannya, bapak ibu sungguh

istimewa. Insyaalloh pasti akan aku perjuangkan apa yang menjadi impian bapak &

ibu. Amien…

Adik-adikku (Amarta, Bergas, Ridwan) Aku lahir pertama untuk memberikan jalan bagi kalian. Doakan kakakmu ini…

The C-4 (C-Bosha, C-Doel, C-Jhe, C-Faq) Kita sungguh luar biasa…

JFC Corp. (Zee, Jack, Jump, Cyber-X, …)

We are the champions…brotherhood foreva!

Mellysa Nanda L.

Cepat sembuh…

Sholeh, Heru, Didik, Gdon, Wigogon, Hafid, Adi, Bagus, …

Kita mungkin yang terakhir, tapi kita yang terbaik kawan… Semangat!

Mavioso Civilliano Rowengulimo

Kita yang terbuang, kita yang terasing, kita yang tersolid, kita yang terbaik, dan kita

yang tertawa…ruarrrr biasa!


commit to user

vi

ABSTRAK Aditya Jaya Mardika, 2011, Perbandingan Besar Nilai Simpangan Horisontal (Dirft) Pada Struktur Gedung Tahan Gempa dengan Menggunakan Bresing V dan Inverted V, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki populasi penduduk yang besar serta kepadatan penduduk tinggi terutama di kota-kota besarnya. Salah satu solusi untuk permasalahan tersebut adalah bangunan bertingkat. Penggunaan struktur baja pada bangunan bertingkat menguntungkan dari segi berat struktur, karena pada umumnya ukuran tampang baja relatif kecil. Keberadaan serta fungsi struktur menyebabkan munculnya beban vertikal maupun beban horizontal. Tetapi pada gedung bertingkat terjadi gaya lateral akibat angin maupun gempa. Gaya-gaya tersebut mengakibatkan berkurangnya stabilitas struktur, sehingga diperlukan batang bresing sebagai penguat. Penelitian dilakukan untuk membandingkan perubahan drift struktur baja bangunan gedung tanpa bresing, gedung dengan bresing V, dan gedung dengan bresing inverted V yang diberi beban gravitasi (beban mati dan beban hidup) dan beban horisontal (beban angin atau beban gempa). Model penelitian berupa analisis struktur baja tanpa bresing, struktur baja dengan bresing V dan struktur baja dengan bresing inverted V. Pembebanan gempa dihitung dengan menggunakan analisis spektrum respon dinamik. Hasil dari analisis ini adalah simpangan masing-masing tingkat, simpangan antar tingkat, simpangan antar tingkat maksimum, kemudian dari hasil tersebut dianalisis untuk mengontrol kinerja batas layan, kinerja batas ultimit dan untuk mengetahui perubahan drift yang terjadi. Penurunan nilai simpangan horisontal arah X paling besar pada bresing inverted V yaitu sebesar 22,94%. Begitupun pada arah Y, penurunan nilai simpangan horisontal yang paling besar adalah pada bresing inverted V yaitu sebesar 22,15%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan bresing dapat meningkatkan kekakuan, kekuatan dan stabilitas struktur. Kata kunci : bresing, simpangan horizontal (drift)


commit to user

vii

ABSTRACT

Aditya Jaya Mardika, 2011, Drift Value Comparation of Seismic Resistance Building Structure by V and Inverted V Bracing, Thesis, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Surakarta. Indonesia is one of the state that have big resident population and also high density especially in towns of level. One of solution for the problems is multistory building. The use of steel structures in multistory buildings (multistory building) benefit in terms of structural weight, because in general the size of the steel looks relatively smaller. The existence and function of the structure gave rise to the vertical and horizontal loads. But the rise building occurred due to lateral forces of wind and earthquake. These forces result in reduced structural stability, so necessary as bresing strenghtened. The study was conducted to compare drift steel structure changing of the building without bresing, building with V brace, and building with inverted V brace which given gravity load (dead and live load) and horizontal loads (wind or earthquake load). Model studies of the analysis are the building without bresing, building with V brace, and building with inverted V brace. The imposition of an earthquake bresing calculated using the response dinamic spectrum. The results of this analysis are the point displacement, drift, maximum drift, then the results are analyzed to control the limit performance counter, performance limits and to know the drift changes occured. The biggest degradation of horizontal deviation value in X direction is inverted V brace that is equal to 22,94%. Also in Y direction, the biggest degradation of horizontal deviation value is inverted V brace that is equal to 22,15%. This matter indicate that the usage bresing can improve inertia, structure stability and strength. Keywords: bresing, the horizontal deviation (drift)


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Alloh SWT, karena dengan rahmat,

hidayah, serta karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Perbandingan Besar Nilai Simpangan Horisontal (Drift) Pada Struktur Gedung

Tahan Gempa Dengan Menggunakan Bresing V Dan Inverted V”.

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Atas bantuan dan kerjasama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi

ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

3. Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

4. Ibu Ir. Noegroho Djarwanti, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.

5. Bapak Ir. Munawar HS dan Bapak Purnawan Gunawan, ST, MT selaku

pembimbing skripsi Pertama dan Kedua.

6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2005.

Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan

pemikiran bagi pembaca. Karena banyak kekurangan yang masih harus diperbaiki,

kritik dan saran akan penulis terima untuk kesempurnaan tulisan ini.

Surakarta, Januari 2011

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Hal.

Halaman Judul ................................................................................................... i

Halaman Pengesahan ......................................................................................... ii

Motto ................................................................................................................... iv

Persembahan ....................................................................................................... v

Abstrak ................................................................................................................

Abstract................................................................................................................

vi

vii

Kata Pengantar ................................................................................................... viii

Daftar Isi ............................................................................................................ ix

Daftar Tabel ....................................................................................................... xii

Daftar Gambar ................................................................................................... xiv

Daftar Notasi ...................................................................................................... xvi

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1. Latar Belakang Masalah .................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3. Batasan Masalah .............................................................................. 2

1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

BAB 2 DASAR TEORI ............................................................................... 4

2.1. Tinjauan Pustaka .............................................................................. 4

2.2. Konsep Dasar Perancangan............................................................... 7

2.2.1. Analisis Pembebanan......................................................................... 7

2.2.2. Struktur Tanpa Bresing...................................................................... 9

2.2.3. Defleksi Lateral................................................................................. 10

2.2.4. Struktur Bresing Vertikal Eksentrik.................................................. 11

2.2.5. Sistem Penopang Vertikal Konsentrik............................................... 11

2.2.5.1. Sistem Bresing Inverted V................................................................. 13

2.2.5.2. Sistem Bresing V............................................................................... 14


commit to user

x

2.2.6

2.2.7.

2.2.7.1.

2.2.7.2.

2.2.7.3

Perancangan Kondisi Kekakuan Lateral Ketika Beban Bekerja.......

Perancangan Kondisi kekuatan dan Stabilitas pada beban Ultimit

Rencana..............................................................................................

Kekuatan yang Dibutuhkan...............................................................

Kesetabilan yang Dibutuhkan...........................................................

Kelangsingan Bresing........................................................................

14

16

16

17

17

2.3. Perancanan Ketahan gempa............................................................... 18

2.3.1.

2.3.2.

Gempa Rencana dan Kategori Gedung.............................................

Struktur Gedung Beraturan dan Tidak beraturan..............................

18

19

2.3.3. Waktu Getar Alami Fundamental...................................................... 21

2.3.4. Arah Pembebanan Gempa................................................................. 21

2.3.5. Faktor Reduksi Maksimum (Rm)....................................................... 22

2.3.6. Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental................................. 23

2.3.7. Faktor Respon Gempa....................................................................... 23

2.3.8. Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen.......................................... 24

2.3.9. Analisis Dinamik............................................................................... 24

2.3.10.

2.3.10.1

Kinerja Struktur Gedung...................................................................

Kinerja Batas Layan..........................................................................

25

26

2.3.10.2. Kinerja Batas Ultimit......................................................................... 27

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 28

3.1.

3.1.1.

Model Struktur...................................................................................

Model Struktur tanpa Bresing............................................................

28

28

3.1.2. Model Struktur dengan Bresing V..................................................... 30

3.1.3. Model Struktur dengan Bresing inverted V....................................... 31

3.2

3.2.1.

Metodologi Penelitian........................................................................

Metodologi Penelitian........................................................................

32

32

3.2.2. Tahapan Penelitian ............................................................................ 32

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ............................................... 36

4.1. Analisis ............................................................................................. 36

4.2. Struktur Gedung Tanpa Bresing ....................................................... 36


commit to user

xi

4.2.1. Denah dan Model Struktur................................................................. 36

4.2.2. Kriteria Perancangan......................................................................... 38

4.2.3. Perhitungan Beban…………………………..................................... 40

4.2.3.1. Perhitungan Beban Mati pada Pelat……………………………….. 40

4.2.3.2. Perhitungan Beban Angin………...................................................... 41

4.2.3.3. Perhitungan Beban Gempa................................................................ 43

4.2.3.4. Analisis Gempa Dinamik................................................................... 48

4.2.3.5. Hasil Analisis Simpangan Horisontal dengan Kombinasi Beban...... 50

4.3. Struktur Gedung dengan Bresing V .................................................. 55

4.3.1. Denah dan Model Struktur……………............................................. 55

4.3.2. Perhitungan Beban……………………… ........................................ 56

4.3.2.1. Perhitungan Beban Gempa ............................................................... 56

4.3.2.2. Analisis Gempa Dinamik................................................................... 60

4.3.2.3. Hasil Analisis Simpangan Horisontal dengan Kombinasi Beban...... 61

4.4. Struktur Gedung dengan Bresing Inverted V.................................... 68

4.4.1 Denah dan Model Struktur……………............................................. 68

4.4.2. Perhitungan Beban……………………… ........................................ 69

4.4.2.1.

4.4.2.2.

4.4.2.3.

4.5.

Perhitungan Beban Gempa ...............................................................

Analisis Gempa Dinamik...................................................................

Hasil Analisis Simpangan Horisontal dengan Kombinasi Beban......

Pembahasan………………………………………………………...

69

73

74

81

BAB 5 Kesimpulan dan Saran……….…...................................................... 83

5.1. Kesimpulan …………………........................................................... 83

5.2. Saran……………………….…......................................................... 83

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................

xviii

Lampiran


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Faktor Keutamaan (I) untuk Berbagai Kategori Gedung dan

Bangunan.............................................................................. 19

Tabel 2.3. Faktor Reduksi Maksimum (Rm)......................................... 22

Tabel 2.4. Koefisien z yang Membatasi Waktu Getar Alam

Fundamental Struktur……………………………………... 24

Tabel 4.1.

Beban Angin pada Arah x dan Arah y.................................. 43

Tabel 4.2.

Berat Mati Lantai 1 Struktur Tanpa Bresing........................ 44

Tabel 4.3.

Berat Mati Lantai 2-6 Tanpa Bresing................................... 44

Tabel 4.4.

Berat Mati Lantai 7 Tanpa Bresing...................................... 45

Tabel 4.5.

Berat Mati Lantai 8 Tanpa Bresing......................................

45

Tabel 4.6. Berat Bangunan Tanpa Bresing............................................ 46

Tabel 4.7. Simpangan Horisontal Terbesar dengan Kombinasi Beban 50

Tabel 4.8. Kontrol Simpangan Antar Tingkat Struktur Gedung Arah X 51

Tabel 4.9. Kontrol Simpangan Antar Tingkat Struktur Gedung Arah Y 52

Tabel 4.10. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit Struktur Arah X....... 53

Tabel 4.11. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit Struktur Arah Y....... 53

Tabel 4.12. Berat Mati Lantai 1 Struktur dengan Bresing V..................... 57

Tabel 4.13. Berat Mati Lantai 2-6 Struktur dengan Bresing V................. 57

Tabel 4.14 . Berat Mati Lantai 7 Struktur dengan Bresing V..................... 58

Tabel 4.15. Berat Mati Lantai 8 Struktur dengan Bresing V.....................

58

Tabel 4.16. Berat Struktur Bangunan dengan Bresing V.......................... 59

Tabel 4.17. Simpangan Horisontal Terbesar dengan Kombinasi Beban.. 61

Tabel 4.18. Kontrol Simpangan Antar Tingkat Struktur Arah X............. 63

Tabel 4.19. Kontrol Simpangan Antar Tingkat Struktur Arah Y............. 63

Tabel 4.20. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit Arah X..................... 64


commit to user

xiii

Tabel 4.21. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit Arah Y..................... 64

Tabel 4.22. Berat Mati Lantai 1 Struktur dengan Bresing Inverted V...... 70

Tabel 4.23. Berat Mati Lantai 2-6 Struktur dengan Bresing Inverted V... 70

Tabel 4.24. Berat Mati Lantai 7 Struktur dengan Bresing Inverted V...... 71

Tabel 4.25. Berat Mati Lantai 8 Struktur dengan Bresing V.....................

71

Tabel 4.26. Berat Struktur Bangunan dengan Bresing V........................... 72

Tabel 4.27. Simpangan Horisontal Terbesar dengan Kombinasi Beban.. 74

Tabel 4.28. Kontrol Simpangan Antar Tingkat Struktur Arah X............. 76

Tabel 4.29. Kontrol Simpangan Antar Tingkat Struktur Arah Y............. 76

Tabel 4.30. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit Arah X..................... 77

Tabel 4.31. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit Arah Y..................... 77

Tabel 4.32. Rekapitulasi Perbandingan Perubahan drift............................ 81


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Kestabilan struktur portal............................................................ 6

Gambar 2.3. Struktur Tanpa Bresing................................................................ 10

Gambar 2.4.

Gambar 2.5.

Gambar 2.6.

Gambar 2.7.

Gambar 2.8.

Defleksi Lateral...........................................................................

Eccentrically braced frame.........................................................

Struktur Bresing Vertikal Konsentrik.........................................

Bresing Inverted V.....................................................................

Bresing V....................................................................................

10

11

12

14

14

Gambar 2.9. Batang Bresing Vertikal yang Mengalami Defleksi Lateral

Tingkat........................................................................................

14

Gambar 2.10. Faktor-fakor yang mendukung terjadinya defleksi lateral

pada sistem penopang vertikal............................................

15

Gambar 2.11. Respon spektrum gempa rencana........................................ 24

Gambar 3.1. Denah struktur tanpa bresing....................................................... 29

Gambar 3.2. Model 3 dimensi struktur tanpa bresing...................................... 29

Gambar 3.3. Denah struktur dengan bresing V................................................ 30

Gambar 3.4. Model 3 dimensi struktur dengan bresing V............................... 30

Gambar 3.5

Gambar 3.6

Gambar 3.7

Denah struktur dengan bresing Inverted V..................................

Model 3 dimensi struktur dengan bresing Inverted V................

Diagram alir metodologi penelitian.............................................

31

31

34

Gambar 4.1 Denah struktur tanpa bresing....................................................... 36

Gambar 4.2 Model 3 dimensi struktur tanpa bresing...................................... 37

Gambar 4.3. Beban angin................................................................................. 41

Gambar 4.4 Respon spektrum gempa rencana................................................ 47

Gambar 4.5 Hasil nilai C dan T dalam notepad.............................................. 48

Gambar 4.6 Memasukkan respon spektrum ke ETABS.................................. 48

Gambar 4.7 Memastikan grafik respon spektrum telah sesuai........................ 49

Gambar 4.8. Memasukkan respon spektrum case............................................ 49

Gambar 4.9. Grafik simpangan tingkat struktur gedung tanpa bresing arah X 50

Gambar 4.10. Grafik simpangan tingkat struktur gedung tanpa bresing arah Y 51

Gambar 4.11. Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur

tanpa bresing arah X....................................................................

53



commit to user

xv

tanpa bresing arah X.................................................................... 54

Gambar 4.13. Denah perletakan bresing V........................................................ 55

Gambar 4.14. Model 3 dimensi struktur dengan bresing V............................... 68

Gambar 4.15. Grafik simpangan tingkat struktur dengan bresing V arah X...... 62

Gambar 4.16. Grafik simpangan tingkat struktur gedung bresing V arah Y...... 62


dengan bresing V arah X.............................................................

65


dengan bresing V arah Y.............................................................

65

Gambar 4.19. Denah struktur dengan bresing inverted V.................................. 68

Gambar 4.20. Model 3 dimensi struktur dengan bresing inverted V................. 69

Gambar 4.21. Grafik simpangan tingkat struktur dengan bresing inverted V

arah X..........................................................................................

75

Gambar 4.22 Grafik simpangan tingkat struktur gedung bresing inverted V

arah Y..........................................................................................

75


dengan bresing inverted V arah X...............................................

78


dengan bresing inverted V arah Y...............................................

78

Gambar 4.25. Perbandingan simpangan struktur arah X.................................... 82

Gambar 4.26. Perbandingan simpangan struktur arah Y.................................... 82


commit to user

xvi

DAFTAR NOTASI

A : Luas dimensi profil batang

Am : Percepatan respons maksimum

B : Panjang gedung pada arah gempa yang ditinjau

C1 : Faktor respons gempa yang didapat dari spektrum respons gempa Rencana

di : Simpangan tingkat

E : Modulus elastisitas

En : Beban gempa nominal

Fi : Beban-beban gempa nominal statik ekuivalen yang menangkap pada pusat

massa lantai tingkat

Fy : Tegangan leleh profil batang

g : Percepatan gravitasi

H : Tinggi puncak bagian utama struktur

Hw : Tinggi dinding geser

I : Faktor keutamaan gedung

I1 : Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan

dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung

I2 : Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan

dengan penyesuaian umur gedung tersebut

kc : Faktor panjang tekuk

L : Lebar rangka berpenopang

Lb : Panjang batang penopang diagonal

Le : Panjang efektif dari penopang diagonal

Leq : Pusat berat massa

Ln : Beban hidup nominal

lw : Lebar dinding geser

R : Faktor reduksi gempa

Rn : Kekuatan nominal struktur gedung

Ru : Kekuatan ultimit struktur gedung

t : Tebal penampang

T : Waktu getar alami struktur gedung

T1 : Waktu getar alami fundamental

Tc : Waktu getar alami sudut

TRayleigh : Waktu getar alami fundamental yang ditentukan dengan rumus Rayleigh


commit to user

xvii

V : Beban geser dasar nominal statik ekuivalen

Wi : Berat lantai tingkat

Wt : Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai

Zi : Ketinggian lantai tingkat diukur dari taraf penjepitan lateral

S H1 : Geser tingkat akibat beban lateral

D : Deformasi lateral

δm : Simpangan antar tingkat

f : Faktor reduksi kekuatan

g : Faktor beban

z : Koefisien yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur

ξ : Faktor pengali simpangan struktur antar tingkat akibat pembebanan gempa

nominal pada kinerja batas ultimit


commit to user

xviii

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2005. Buku Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Anonim. 2002. SNI 03-1726-2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Bangunan Gedung. BSN. Bandung.

Anonim. 2002. SNI 03-1729-2002 Tata Cara Struktur Baja Tahan Gempa Untuk

Bangunan Gedung. Bandung: BSN.

American Institute of Steel Construction. 1995. Load & Resistance Factor Design. 2nd

Ed. USA: American Institute of Steel Construction, Inc.

Arvianto, M. 2008. Perubahan Drift yang Terjadi Pada Struktur Baja Bangunan Gedung

Tahan Gempa dengan Kombinasi Bresing Diagonal dan Bresing Inverted V.

Surakarta.

McCormac, J C. 2004. Desain Beton Bertulang. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

McDonald, A J. 2002. Struktur & Arsitektur. Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.

Salmon, C G., dan John E. J. 1991. Struktur Baja: Disain dan Perilaku. Edisi kedua.

Jakarta: Erlangga.

Salmon, C G., dan John E. J. 1992. Struktur Baja: Disain dan Perilaku 1 dengan

Penekanan pada Load an Resistance Factor Design. Edisi ketiga. Jakarta: PT

Gramedia Pustaka Utama.

Schodek, D L. 1999. Struktur. Edisi kedua. Jakarta: Erlangga.

Standar Nasional Indonesia. 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk

Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002). Jakarta.

Standar Nasional Indonesia. 2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). Jakarta.


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sebagian besar wilayah Indonesia berada pada wilayah rawan gempa. Sehingga

merupakan fakta jika Indonesia sering kali dilanda gempa. Gempa banyak

menghancurkan bangunan-bangunan terutama bangunan bertingkat yang tidak

mempunyai kekakuan yang memadai. Karena semakin tinggi bangunan maka

semakin besar pula efek gempa dan angin yang diterima oleh bangunan tersebut.

Salah satu cara untuk memperoleh kekakuan pada bangunan adalah dengan

memasang bresing (bracing) untuk bangunan tinggi. Dalam pelaksanaannya

bresing memiliki banyak bentuk dan konfigurasinya, yaitu bentuk ”Z” atau

diagonal, ”X”, ”V”, inverted V ”Λ”, dan ”K”.

Braced frame adalah portal yang dilengkapi dengan batang penopang (bracing)

untuk mengurangi perpindahan lateral atau untuk memperoleh stabilitas struktur.

Penambahan penopang (bracing) pada struktur gedung akan meningkatkan

kekakuan hal ini disebabkan karena penggunaan (bracing) akan memperpendek

jarak balok atau kolom sehingga struktur menjadi lebih kaku. Selain itu dapat pula

meningkatkan kekuatan bangunan ini disebabkan karena besarnya gaya-gaya yang

terjadi akan didistribusikan ke semua elemen struktur termasuk penopang

(bracing) sehingga momen yang terjadi akan lebih kecil.

Alasan penambahan bresing pada struktur bangunan untuk menambah kekuatan

dan kekakuan struktur sehingga secara efektif dapat mengurangi drift dan

menahan deformasi pada suatu bangunan tinggi. Penggunaan penopang (bracing)

dapat mengurangi waktu getar alami stuktur. Massa bangunan dan kekakuan akan

berpengaruh pada waktu getar alami. Hal ini disebabkan karena massa bangunan

akan bertambah besar karena adanya penopang (bracing), jarak antar balok atau

kolom menjadi lebih kecil sehingga kekakuannya menjadi lebih besar ini akan


commit to user

2

menyebabkan waktu getar alami struktur berpenopang (bracing) akan berkurang

dibandingkan dengan struktur yang tidak berpenopang.

Penelitian ini menganalisis besarnya drift yang terjadi terhadap suatu gedung

konstruksi baja tanpa bresing dengan gedung yang sama yang telah dipasang

bresing dengan dimensi dan kualitas beton tertentu. Serta membandingkan besar

pengaruh penggunaan beberapa jenis penopang/bresing.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan yang dapat diambil dari uraian diatas adalah bagaimana kecenderungan

pengaruh penambahan bresing inverted V dan bresing V pada struktur portal dari

suatu gedung konstruksi baja yang menerima beban gravitasi (beban mati dan

beban hidup) dan beban horisontal (beban gempa dan beban angin) terhadap besar

simpangan horisontal yang terjadi.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Penelitian berupa analisis struktur terhadap sebuah gedung 8 lantai ukuran

30x50 m dengan fungsi bangunan untuk perdagangan, yang diberi bresing

inverted V, dan yang dipasang bresing V.

b. Analisis struktur bangunan terhadap gaya gempa di Zona 4 beradasarkan

SNI-1726-2002 pada tanah keras dengan Sistem Rangka Pemikul Momen

Biasa (SRPMB).

c. Struktur portal bidang menggunakan profil baja yang ada di LRFD dengan

mutu baja A36 dan dimensi profil menyesuaikan beban yang dikenakan

padanya.

d. Analisis ditinjau dalam 3 dimensi menggunakan bantuan software ETABS

v.9.0.

e. Penelitian hanya membahas tentang perubahan nilai defleksi lateral saja.


commit to user

3

f. Kontrol struktur hanya berdasarkan nilai defleksi lateral yang tidak

melampaui drift indeks maksimum yang diijinkan.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui dan membandingkan perubahan drift

(simpangan horiontal) pada suatu gedung konstruksi baja yang menerima beban

gempa dan beban angin setelah dilakukan pemasangan bresing inverted V dan

bresing V.

1.5 Manfaat Penelitian

a. Pengembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil khususnya dalam

perancangan struktur gedung tingkat tinggi dengan penambahan bresing

inverted V dan bresing V.

b. Memberikan rekomendasi terhadap suatu kesulitan pencapaian struktur

dengan nilai drift yang kecil dalam pembangunan gedung tingkat tinggi.

c. Mengetahui pengaruh pemasangan jenis bracing terhadap besar drift suatu

suatu gedung konstruksi baja (dalam hal ini bresing V dan inverted V).


commit to user

4

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Gempa bumi terjadi karena fenomena getaran dengan kejutan pada kerak bumi.

Faktor utama adalah benturan pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi

permukaan bumi. Gempa bumi ini menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang

ini mempunyai suatu energi yang dapat menyebabkan permukaan bumi dan

bangunan di atasnya menjadi bergetar. Getaran ini nantinya akan menimbulkan

gaya-gaya pada struktur karena struktur cenderung mempunyai gaya untuk

mempertahankan dirinya dari gerakan (Schodek, 1999).

Suatu struktur bangunan akan dikenakan gaya alamiah (geofisik) dan gaya akibat

buatan manusia. Gaya-gaya geofisik terjadi karena adanya perubahan dari alam

misalnya : gaya gravitasi, meteorologi dan seismologi. Sedangkan gaya-gaya

buatan manusia berasal dari aktivitas manusia misalnya : kendaraan bermotor,

pergerakan manusia dan barang. Baik gaya dari alam maupun buatan manusia

akan berpengaruh pada kestabilan struktur, kekuatan struktur. Gaya seismologi

sangat berpengaruh pada struktur, apabila struktur mendapat gaya seismologi yang

besar maka akan terjadi simpangan horisontal (drift) yang besar pula yang dapat

menyebabkan keruntuhan struktur, sehingga diperlukan cara untuk mengatasi hal

tersebut (Schueller, 1998).

Dalam merancang suatu struktur bangunan harus diperhatikan kekakuan,

kestabilan struktur dalam menahan segala pembebanan yang dikenakan padanya,

bagaimana perilaku struktur untuk menahan beban tersebut. Pada struktur stabil

apabila dikenakan beban, struktur tersebut akan mengalami perubahan bentuk

(deformasi) yang lebih kecil dibandingkan struktur yang tidak stabil. Hal ini

disebabkan karena pada struktur yang stabil memiliki kekuatan dan kestabilan

dalam menahan beban. Struktur stabil ini misalnya struktur dengan bresing

(Schodek, 1999).


commit to user

5

Gaya lateral pada struktur bangunan harus dipertimbangkan sama seperti gaya

gravitasi. Gaya lateral dapat berupa tekanan angin atau gempa dari samping

bangunan yang dapat menimbulkan defleksi lateral. Hal yang perlu diperhatikan

adalah kekuatan bangunan yang memadai untuk memberikan kenyamanan bagi

penghuninya terutama lantai atas. Semakin tinggi gedung defleksi lateral yang

terjadi juga semakin besar pada lantai atas (Cormak, 1995).

Dalam mendesain suatu bangunan tahan gempa, seorang perencana harus

memperhatikan standar yang dipakai dalam perencanaan. Karena kita tidak bisa

merencanakan struktur gedung dengan ketahanan gempa yang sama di tempat

yang berbeda dikarenakan beban gempa yang terjadi di setiap wilayah akan

berbeda. Beban gempa yang akan ditanggung oleh struktur atau elemen struktur

tidak selalu dapat diramalkan dengan tepat sebelumnya, maka seorang perencana

dituntut untuk dapat lebih memahami tentang perancangan struktur tahan gempa

sehingga tidak hanya sekedar mengikuti begitu saja dalam mendesain gedung

tetapi harus sesuai dengan standar yang berlaku. Standar ini merupakan

persyaratan minimum perencanaan suatu gedung yang bertujuan:

a. Menghindari korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat gempa yang

kuat

b. Membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga

masih dapat diperbaiki.

c. Membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi

gempa ringan sampai sedang.

d. Mempertahankan setiap layanan vital dari fungsi gedung

(SNI 03-1726 2002).

Sistem bresing konsentris merupakan sistem bresing dimana sumbu utamanya

bertemu dan saling saling memotong dalam satu titik. Sistem sangat cocok dipakai

dalam perencanaan karena akan memberikan kekuatan untuk menahan beban-

beban yang bekerja. Sistem ini mempunyai 5 tipe bentuk bresing, yaitu bentuk

”Z” atau diagonal, ”X”, ”V”, inverted V ”Λ”, dan ”K” (AISC, 1992).


commit to user

6

Gaya tarik yang ditimbulkan pada sistem bresing vertikal konsentris ini akan

melawan gaya desak sehingga secara umum struktur akan mengalami tekuk akibat

desakan gaya lateral tersebut (Brockenbrough dan Martin, 1994).

Stabilitas merupakan hal sulit di dalam perencanaan struktur yang merupakan

gabungan dari elemen-elemen. Untuk memperjelas mengenai kestabilitas struktur

akan diilustrasikan dalam Gambar 2.1

(a) Susunan kolom dan balok (b) Ketidakstabilan terhadap beban

horizontal

(c) Tiga metode dasar untuk menjamin kestabilan struktur sederhana meliputi : bresing diagonal, bidang geser dan titik hubung kaku.

(d) Setiap metode yang dipakai untuk menjamin kestabilan pada struktur harus

dipasang secara simetris. Apabila tidak, dapat terjadi efek torsional pada struktur. Gambar 2.1 Kestabilan Struktur Portal

Δ


commit to user

7

Pada Gambar 2.1 (a) struktur stabil karena struktur belum mendapatkan gaya dari

luar, apabila suatu struktur dikenakan gaya horisontal maka akan terjadi deformasi

seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 (b). Hal ini disebabkan karena struktur tidak

mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan gaya horisontal dan struktur

tidak mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bebtuk struktur ke bentuk

semula apabila beban horisontal dihilangkan sehingga akan terjadi simpangan

horisontal (drift) yang berlebihan yang dapat menyebabkan keruntuhan. Terdapat

beberapa cara untuk menjamin kestabilan struktur seperti pada Gambar 2.1 (c)

Cara pertama dengan menambahkan elemen struktur diagonal pada struktur,

sehingga struktur tidak mengalami deformasi menjadi jajaran genjang seperti pada

Gambar 2.1 (b). Hal ini disebabkan karena dengan menambahkan elemen struktur

diagonal gaya-gaya yang dikenakan pada struktur akan disebarkan ke seluruh

bagian termasuk ke elemen diagonal, gaya- gaya yang diterima masing-masing

struktur akan brerkurang sehingga simpangan yang dihasilkan lebih kecil. Cara

kedua adalah dengan menggunakan dinding geser. Elemennya merupakan elemen

permukaan bidang kaku, yang tentunya dapat menahan deformasi akibat beban

horisontal dan simpangan horisontal yang akan dihasilkan akan lebih kecil. Cara

ketiga adalah dengan mengubah hubungan antara elemen struktur sedemikian

rupa sehingga perubahan sudut untuk suatu kondisi pembebanan tertentu. Hal ini

dengan membuat titik hubung kaku diantara elemen struktur sebagai contoh, meja

adalah struktur stabil karena adanya titik hubung kaku di antara setiap kaki meja

dengan permukaan meja yang menjamin hubungan sudut konstan di antara elemen

tersebut, sehingga struktur menjadi lebih kaku. Dalam menentukan letak bresing

maupun dinding geser hendaknya simetris. Hal ini untuk menghindari efek

torsional (Schodek, 1999).

2.2 Konsep Perancangan

2.2.1 Analisis Pembebanan

Dalam melakukan perencanaan struktur bangunan, seorang perencana harus

memperhatikan beban-beban yang akan terjadi pada bangunan tersebut. Seringkali

beban yang terjadi diluar dugaan sehingga diperlukan adanya pendekatan dengan


commit to user

8

asumsi mendekati beban yang sebenarnya. Beberapa jenis beban yang digunakan

dalam bangunan gedung meliputi :

a. Beban Akibat Gaya luar, yang terdiri :

1) Beban Gempa

Perubahan simpangan horisontal (drift) dapat disebabkan karena kemampuan

struktur bangunan menahan gaya gempa yang terjadi. Apabila struktur memiliki

kekakuan yang besar untuk melawan gaya gaya gempa maka struktur akan

mengalami simpangan horisontal yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur

yang tidak memiliki kekakuan yang cukup besar. Gempa bumi terjadi karena

adanya kerusakan kerak bumi yang terjadi secara tiba-tiba yang umumnya diikuti

dengan terjadinya sesar/patahan (fault). Timbulnya patahan atau sesar tersebut

karena adanya gerakan plat-plat tektonik/lapis kerak bumi yang saling

bertubrukan, bergeser atau saling menyusup satu dengan yang lain (Widodo,

2000).

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 pasal 5.8.2 menyatakan untuk mensimulasikan

arah pengaruh Gempa Rencana yang sembarang terhadap struktur gedung,

pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan

harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh gempa dalam arah tegak lurus

pada arah utama tadi tetapi efektifitasnya hanya 30%. Gaya gempa terletak di

pusat massa lantai-lantai tingkat.

2) Beban Angin

Semua struktur pasti akan terkena angin. Namun selain jembatan-jembatan

panjang, hanya struktur dari bangunan tiga lantai atau lebih saja yang

membutuhkan pertimbangan secara khusus (Salmon dan Johnson, 1992).

Beban angin merupakan beban horisontal yang harus dipertimbangkan dalam

mendesain struktur. Pada daerah tertantu tekanan angin yang besar dapat

menyebabkan rubuhnya bangunan. Besarnya tekanan yang diakibatkan angin pada

suatu titik akan tergantung kecepatan angin, rapat massa udara, lokasi yang


commit to user

9

ditinjau pada stuktur, perilaku permukaan struktur, bentuk geometris struktur,

dimensi struktur (Schodek,1999).

b. Beban Gravitasi, yang terdiri :

1) Beban Mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

berupa balok, kolom, dinding, dan juga termasuk segala unsur tambahan,

finishing, mesin-mesin serta peralatan-peralatan tetap yang merupakan bagian

yang tidak tepisahkan dari gedung itu (Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Bangunan Gedung – SNI 03-1726-2002).

Beban mati merupakan beban gaya berat pada suatu posisi tertentu. Beban ini

desebut demikian karena ia bekerja terus menerus menuju arah bumi pada saat

struktur telah berfungsi (Salmon dan Johnson, 1992).

2) Beban Hidup

Besarnya beban pada suatu bangunan dapat berubah-ubah, tergantung pada fungsi

bangunan tersebut. Beban hidup dapat menimbulkan lendutan pada struktur,

sehingga harus dipertimbangkan dalam mendesain sehingga struktur tetap aman

menurut peraturan yang berlaku. Beban yang disebabkan oleh isi benda-benda di

dalam atau di atas suatu bangunan dimanakan beban penghunian (occupancy

load). Beban ini mencakup beban peluang untuk berat manusia, perabot partisi

yang dapat dipindahkan, lemari besi, buku, lemari arsip, perlengkapan mekanis

seperti misalnya komputer (Schueller, 1998).

2.2.2 Struktur Tanpa Bresing

Struktur tidak berbresing (unbraced frames) merupakan sistem struktur yang pada

dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban

lateral dipikul oleh rangka terutama melalui mekanisme lentur. Gambar 2.3

merupakan contoh struktur tanpa bresing.


commit to user

10

Gambar 2.3 Struktur Tanpa Bresing

2.2.3 Defleksi Lateral

Besarnya simpangan horisontal (drift) harus dipertimbangkan sesuai dengan

peraturan yang berlaku, yaitu untuk kinerja batas layan struktur dan kinerja batas

ultimit. Simpangan struktur dapat dinyatakan dalam bentuk Drift Indeks

(Cormac, 1981). Seperti yang digambarkan pada Gambar 2.4, D merupakan

defleksi lateral dari suatu struktur portal.

Gambar 2.4 Defleksi Lateral

Drift Indeks dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.2 :

Drift Indeks = hD

(2.2)

Dimana :

D = besar defleksi maksimum yang terjadi (m)

h = ketinggian struktur portal (m)

Δ


commit to user

11

e/L

h

L

Besarnya drift Indeks tergantung pada besarnya beban-beban yang dikenakan

pada struktur misalnya beban mati, beban hidup, beban angin, beban gempa.

Dengan ketinggian struktur yang sama, semakin besar defleksi maksimum yang

terjadi semakin besar pula drift Indeks. Besarnya drift indeks berkisar antara 0,01

sampai dengan 0,0016. Kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan

antara 0,0025 sampai 0,002 (AISC, 2005).

2.2.4 Stuktur Bresing Vertikal Eksentrik

Eccentrically Braced Frame (EBF) adalah sambungan dari kolom, balok dan

bresing dimana masing-masing bresing akan terhubung dengan balok sehingga

akan memperpendek jarak balok, selain itu itu dapat juga terhubung dengan

kolom dan memperpendek jarak kolom (Gambar 2.5). Tujuan dari sistem EBF ini

adalah untuk menciptakan kekakuan link. Hasil ini adalah penyelesaian dari

bresing diagonal, kolom dan bagian balok diluar link utama yang dapat

memberikan kekakuan yang lebih baik (LRFD volume I, 1995).

Gambar 2.5 Eccentrically Braced Frame

2.2.5 Stuktur Bresing Vertikal Konsentrik

Sistem bresing vertikal konsentris merupakan sistem bresing dimana sumbu

utamanya bertemu atau saling memotong dalam satu titik. Sistem bresing vertikal


commit to user

12

Vertical Bracing

System

konsentris ini bertujuan untuk menimbulkan gaya tarik untuk melawan gaya desak

akibat beban yang terjadi sehingga akan terjadi tekuk.

Gaya tarik yang ditimbulkan pada sistem bresing vertikal konsentris ini akan

melawan gaya desak sehingga secara umum struktur akan mengalami tekuk akibat

desakan gaya lateral tersebut. Sistem ini mempunyai 5 tipe bentuk bresing, yaitu

bentuk “ X “, “ V ”, inverted V “ Λ “, “ K “ dan “ Z “ atau diagonal

(Brockenbrough dan Martin, 1994).

Gambar 2.6 Struktur Bresing Vertikal Konsentrik

Gambar 2.6 merupakan salah satu contoh struktur dengan menggunakan sistem

bresing vertikal konsentrik.

Stuktur berbresing vertikal konsentrik dibagi menjadi 2 yaitu :

a. Sistem rangka bresing konsentrik khusus (SRBKK)

SRBKK diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis yang cukup besar akibat

gaya gempa rencana. SRBKK memiliki tingkat daktilitas yang lebih tinggi

daripada tingkat daktilitas Sistem Rangka Bresing Konsentrik Biasa (SRBKB)

mengingat penurunan kekuatannya yang lebih kecil pada saat terjadinya tekuk

pada bresing tekan.

b. Sistem rangka bresing konsentrik biasa (SRBKB)

SRBKB diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis secara terbatas apabila

dibebani oleh gaya-gaya yang berasal dari beban gempa rencana.


commit to user

13

2.2.5.1 Sistem Bresing Inverted V

Pada sistem bresing inverted V seperti dalam Gambar 2.7, kedua batang diagonal

akan sama-sama menahan beban horisontal. Beban gravitasi juga mengakibatkan

gaya aksial bresing inverted V. Ketika bresing ini menahan balok pada tengah

bentang, akan megurangi bentang balok efektif dan kapasitas momen plastis yang

terjadi (ASCE, 1971).

Gambar 2.7. Bresing inverted V

Kerugian bresing inverted V:

a. Memiliki bentang yang lebih panjang bila dibandingkan dengan bresing

diagonal.

b. Bresing juga harus dapat menahan beban gravitasi.

Keuntungan bresing inverted V:

a. Kedua batang bresing akan sama-sama menahan beban horisontal.

b. Secara arsitektural memungkinkan adanya pintu, jendela atau bagian terbuka

ditengah bentang.

c. Dapat mengurangi profil dimensi balok sehingga secara ekonomi lebih

menguntungkan.


commit to user

14

2.2.5.2 Sistem Bresing V

Pada sistem bresing V seperti dalam Gambar 2.8, sama seperti pada bresing

inverted V yaitu kedua batang diagonal akan sama-sama menahan

bebanhorisontal. Beban gravitasi juga mengakibatkan gaya aksial bresing V.

Secara seismik, sistem bresing V ini tidak jauh berbeda dengan sistem bresing

inverted V, jadi sistem bresing ini memiliki kerugian maupun keuntungan yang

hampir sama dengan sistem bresing inverted V.

Gambar 2.8. Bresing V

2.2.6 Perancangan Kondisi Kekakuan Lateral Ketika Beban Bekerja

Dengan mempertimbangkan rangka berbresing ABCD dengan lebar L dan tinggi

h seperti dalam Gambar 2.9 dan dikenakan pembebanan gravitasi dan lateral,

panjang batang diagonal BC (Lb) dan luasan dimensi bresing (Ab) diperlakukan

sebagai tegangan tarik. Ini dapat disimpulkan bahwa batang diagonal AD tidak

dapat menahan tegangan tekan.

Gambar 2.9. Batang bresing vertikal yang mengalami defleksi lateral tingkat


commit to user

15

Defleksi lateral dari titik B relatif terhadap titik D yang ditentukan dengan

pemanjangan atau pemendekan yang hal ini dapat dilihat dengan garis tebal pada

gambar tersebut.

(a) Defleksi lateral pada rangka akibat pemanjangan bresing

(b) Defleksi lateral pada rangka akibat pemendekan balok

(c) Defleksi lateral pada rangka akibat pemanjangan dan pemendekan kolom

Gambar 2.10. Faktor-fakor yang mendukung terjadinya defleksi lateral pada sistem bresing vertikal

Luas dimensi, Ab dari bresing diagonal tarik BC dapat dihitung dengan Persamaan

2.3 :

dimana :

E = modulus elastisitas

Fb = Gaya tarik pada batang diagonal BC (Gambar 2.9) akibat beban lateral

dan gaya geser P-D

ec = jumlah dari pemanjangan kolom CE ditambah pemendekan kolom DF

(Gambar 2.10) akibat beban lateral dan gaya geser P-D

sg = tegangan tekan aksial pada balok CD (Gambar 2.9)

D = Db + Dg + Dc (Gambar 2.10)

hEeLELLF

Acg

bbb --D= 2

2

s


commit to user

16

2.2.7 Perancangan Kondisi Kekuatan dan Stabilitas Pada Beban Ultimit

Rencana

Untuk memelihara kekakuan aksial yang cukup pada tiang batang sistem bresing

vertikal, disarankan gaya aksial tiap batang dibatasi tidak lebih dari 0,85 kali dari

hasil gaya beban aksial, karena pertimbangan sebagai berikut :

a. Untuk membatasi pengurangan dari kekakuan aksial yang berakibat dari hasil

parsial dalam kaitan dengan mengkombinasikan gaya aksial dan tekan sisa.

b. Untuk menyediakan suatu cadangan kapasitas momen plastis untuk mengatasi

momen sekunder dalam sistem bresing vertikal yang diabaikan denga asumsi

bahwa sistem ini diperlakukan sebagai sambungan rangka batang untuk

analisa.

c. Untuk membatasi tingkat tekuk puntiran lateral yang mempengaruhi perilaku

batang-tekan lateral dalam sistem bresing vertikal.

2.2.7.1 Kekuatan Yang Dibutuhkan

Kekuatan yang dibutuhkan pada kondisi beban kombinasi, sistem bresing vertikal

harus dapat menahan beban lateral dan gaya geser P-D. Berdasar Gambar 2.9 dan

2.10, luas dimensi bresing yang dibutuhkan, Ab, dari bresing diagonal dapat dicari

dengan Persamaan 2.4 :

122

3

1 85.085.085.0P

L

eL

Eh

L

EhL

LH

L

LA

y

cb

y

gbb

y

bb å÷

÷ø

öççè

æ+++å=

sss

s (2.4)

dimana :

S H1 = geser tingkat akibat beban lateral

SP1 = total beban gravitasi yang bekerja diatas tingkat yang memberi

kontribusi gaya geser PD pada tingkat tersebut

sy = tegangan leleh dari bresing diagonal.

E = modulus elastisitas


commit to user

17

ec = jumlah dari pemanjangan kolom CE ditambah pemendekan kolom DF

(Gambar 2.8) akibat beban lateral dan gaya geser P-D

Lb = panjang bresing

L = lebar portal pada tingkat yang ditinjau

h = tinggi pada tingkat yang ditinjau

sg = tegangan tekan aksial pada balok CD (Gambar2.9).Besarnya σg sama

dengan besar nilai Fcr bresing yang ditinjau.

2.2.7.2 Kestabilan Yang Dibutuhkan

Sistem bresing vertikal harus dapat menyediakan kekakuan lateral yang cukup

untuk mencegah terjadinya tekuk atau ketidakstabilan rangka akibat beban

gravitasi dan berat sendiri struktur. Luas yang dibutuhkan, Ab dari bresing

diagonal tarik dapat dihitung dengan Persamaan 2.5:

222

3

85.085.0P

L

eL

Eh

L

EhL

LA

y

cb

y

gbbb å÷

÷ø

öççè

æ++=

sss

(2.5)

dimana S P2 adalah total beban gravitasi di bawah tingkat yang ditinjau yang

menyebabkab adanya gaya geser pada tingkat yang ditinjau.

2.2.7.3 Kelangsingan Bresing

Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban

gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.

Menurut SNI 03-1729-2002, batang bresing harus memenuhi syarat kelangsingan,

pada Sistem Rangka Bresing Konsentrik Khusus (SRBKK) yaitu menggunakan

Persamaan 2.6 :

y

c

fr

Lk 2625£ (2.6)

sedangkan untuk Sistem Rangka Bresing Konsentrik Biasa (SRBKB) yaitu

dengan menggunakan persamaan 2.7 :


commit to user

18

y

c

fr

Lk 1900£ (2.7)

Menurut AISC kelangsingan batang bresing dapat dicari dengan perasamaan 2.8 :

300e

b

Lr £ (2.8)

dimana :

rb = jari-jari penampang dari batang bresing

Le = panjang efektif dari bresing diagonal

2.3 Perencanaan Ketahanan Gempa

Perencanaan ketahanan gempa mengacu pada SNI 03-1726-2002 mengenai tata

cara perencanaan ketahananan gempa untuk bangunan gedung.

2.3.1 Gempa Rencana dan Kategori Gedung

Gempa rencana yang ditetapkan mempunyai perioda ulang 500 tahun, agar

probabilitas terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun. Untuk

berbagai kategori gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan

struktur gedung selama umur gedung dan umur gedung tersebut yang diharapkan,

pengaruh Gempa Rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor

Keutamaan I menurut Persamaan 2.9 :

I = I1. I2 (2.9)

di mana :

I1 = Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan

dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung.

I2 = Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan

dengan penyesuaian umur gedung tersebut.

Faktor-faktor Keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan menurut Tabel 2.1


commit to user

19

Tabel 2.1. Faktor Keutamaan (I) untuk berbagai kategori gedung dan bangunan

Catatan : untuk semua gedung yang ijin penggunaan diterbitkan sebelum berlakunya standar ini

maka Faktor Keutamaan I, dapat dikalikan 80%. ( SNI-1726-2001 hal 12 )

2.3.2 Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan

Struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan, apabila memenuhi

ketentuan sebagai berikut :

a. Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10

tingkat atau 40 m.

b. Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun

mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari

ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut.

c. Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun

mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15%

dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut.

d. Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban

lateral yang arahnya saling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu

utama ortogonal denah struktur gedung secara keseluruhan.

e. Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatan bidang muka dan

kalaupun mempunyai loncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur

Kategori gedung Faktor Keutamaan

I1 I2 I

Gedung umum seperti untuk perniagaan,

penghunian dan perkantoran. 1,0 1,0 1,0

Monumen dan bangunan monumental 1,0 1,6 1,6

Gedung penting pasca gempa seperti rumah

sakit, instalasi air bersih, pembankit listrik,

pasar penyelamatan dalam keadaan darurat,

fasilitas radio dan televisi.

1,4 1,0 1,4

Gedung untuk menyimpan bahan

berbahaya seperti gas, produk minyak

bumi, asam beracun

1,6 1,0 1,6

Cerobong, tangki di atas menara 1,3 1,0 1,3


commit to user

20

bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari

75% ukuran terbesar denah struktur bagian gedung sebelah bawahnya. Dalam

hal ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkat tidak

perlu dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka.

f. Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan, tanpa

adanya tingkat lunak. Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu

tingkat, di mana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan lateral

tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata-rata 3 tingkat di

atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateral suatu tingkat

adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan satu satuan

simpangan antar-tingkat.

g. Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya

setiap lantai tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% berat lantai

tingkat di atasnya atau di bawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak perlu

memenuhi ketentuan ini.

h. Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan

beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila

perpindahan tersebut tidak lebih dari setengah ukuran unsur dalam arah

perpindahan tersebut.

i. Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang

atau bukaan yang luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai tingkat. Kalaupun

ada lantai tingkat dengan lubang atau bukaan seperti itu, jumlahnya tidak

boleh lebih dari 20% jumlah lantai tingkat seluruhnya.

Untuk struktur gedung beraturan, pengaruh Gempa Rencana dapat ditinjau

sebagai pengaruh beban gempa statik ekuivalen, sehingga menurut standar ini

analisisnya dapat dilakukan berdasarkan analisis statik ekuivalen.

Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan menurut Pasal 4.2.1, ditetapkan

sebagai struktur gedung tidak beraturan. Untuk struktur gedung tidak beraturan,

pengaruh Gempa Rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa

dinamik, sehingga analisisnya harus dilakukan berdasarkan analisis respons

dinamik.


commit to user

21

2.3.3 Waktu Getar Alami Fundamental

Waktu getar alami fundamental dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

a. Untuk struktur gedung berupa portal-portal tanpa unsur pengaku yang dapat

membatasi simpangan :

1) Untuk portal baja dengan menggunakan persamaan 2.10 :

T = 0.085*H0.75 (2.10)

2) Untuk portal beton dengan menggunakan persamaan 2.11 :

T = 0.060*H0.75 (2.11)

b. Untuk struktur gedung yang lain :

T = 0.090*H*B(-0.5) (2.12)

Dimana :

T = waktu getar gedung pada arah yang ditinjau (detik)

B = panjang gedung pada arah yang ditinjau (meter)

H = tinggi puncak bagian utama struktur (meter)

2.3.4 Arah pembebanan gempa

Dalam Tata Cara Perencanaan Kekuatan Gempa Untuk Bangunan Gedung

(SNI 01-1726-2002) dikatakan bahwa dalam perencanaan struktur gedung, arah

pembebanan gempa harus ditentukan sedemikian rupa, sehingga memberi

pengaruh terbesar terhadap struktur gedung secara keseluruhan. Pengaruh

pembebanan gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan terjadi

bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus sumbu

utama pembebanan tadi, tetapi dengan efektifitas hanya 30%.


commit to user

22

2.3.5 Faktor Reduksi Maksimum (Rm)

Nilai R dihitung berdasar klasifikasi struktur seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Klasifikasi sistem struktur, sistem pemikul beban gempa, faktor modifikasi respons, R, dan faktor kuat cadang struktur, W0.

Sistem Struktur Deskripsi Sistem Pemikul Beban

Gempa R W0

1. Sistem Dinding Penumpu [Sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.]

1. Dinding penumpu dengan rangka baja ringan dan bresing baja tarik

2,8 2,2

2. Rangka bresing di mana bresing memikul beban gravitasi

4,4 2,2

2. Sistem Rangka Bangun [Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikulan dinding geser atau rangka bresing

1. Sistem rangka bresing eksentris (SRBE)

7,0 2,8

2. Sistem rangka bresing konsentrik biasa (SRBKB)

5,6 2,2

3. Sistem rangka bresing konsentrik khusus (SRBKK)

6,4 2,2

3. Sistem Rangka Pemikul Momen [Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.]

1. Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK)

8,5 2,8

2. Sistem rangka pemikul momen terbatas (SRPMT)

6,0 2,8

3. Sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB)

4,5 2,8

4. Sistem rangka batang pemikul momen khusus (SRBPMK)

6,5 2,8

4. Sistem Ganda [Terdiri dari: 1) rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi; 2) pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral; 3) kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersamasama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda.]

1. Dinding geser beton dgn SRPMB baja

4,2 2,8

2. SRBE baja

a. Dengan SRPMK baja

8,5 2,8

b. Dengan SRPMB baja 4,2 2,8

3. SRBKB baja


6,5 2,8


4. SRBKK baja


7,5 2,8


5. Sistem Bangunan Kolom Kantilever [Sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral.]

Komponen struktur kolom kantilever

2,2 2,0


commit to user

23

2.3.6 Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental

Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu

getar alami fundamental T1 dari struktur gedung harus dibatasi, bergantung pada

koefisien z untuk Wilayah Gempa tempat struktur gedung berada dan jumlah

tingkatnya, menurut Persamaan 2.13

T1 <zn (2.13)

di mana koefisien z ditetapkan menurut Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Koefisien z yang membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Struktur

Wilayah Gempa z

1 0.20

2 0.19

3 0.18

4 0.17

5 0.16

6 0.15

2.3.7 Faktor Respons Gempa

Faktor Respons Gempa dinyatakan dalam percepatan gravitasi yang nilainya

bergantung pada waktu getar alami struktur gedung dan kurvanya ditampilkan

dalam Spektrum Respons Gempa Rencana. Nilai respons gempa rencana dihitung

dengan menggunakan Gambar 2.11


commit to user

24

Gambar 2.11. Respons spektrum gempa rencana

2.3.8 Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen

Struktur gedung beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan gempa

nominal akibat pengaruh Gempa Rencana dalam arah masing-masing sumbu

utama denah struktur tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekuivalen.

Besarnya beban geser nominal satik ekuivalen (V) yang terjadi di tingkat dasar

dapat dihitung menurut Persamaan 2.14

V= tWR

IC1 (2.14)

di mana C1 adalah nilai Faktor Respons Gempa yang didapat dari Spektrum

Respons Gempa Rencana menurut Gambar 2.11 untuk waktu getar alami


commit to user

25

fundamental T1, sedangkan Wt adalah berat total gedung, termasuk beban hidup

yang sesuai.

Beban geser dasar nominal V menurut Persamaan 2.14 harus dibagikan sepanjang

tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi

yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut Persamaan 2.15

VZW

ZWF

n

iii

jji

å=

=

1

.

. (2.15)

dimana :

Wi = Berat lantai tingakt ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai

Zi = Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral

n = Nomor lantai tingkat paling atas

2.3.9 Analisis Dinamik

Analisis dinamis untuk perancangan struktur tahan gempa dilakukan jika

diperlukan evaluasi yang lebih akurat dari gaya-gaya gempa yang bekerja pada

struktur, serta untuk mengetahui perilaku dari struktur akibat pengaruh gempa.

Struktur gedung dapat digolongkan ke dalam struktur gedung beraturan, bila

memenuhi ketentuan-ketentuan yang diberikan dalam pasal ini. Struktur gedung

beraturan ini pada umumnya simetris dalam denah dengan sistem struktur yang

terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban lateral yang arahnya saling

tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu utama ortogonal denah tersebut.

Apabila untuk analisis 3D sumbu-sumbu koordinat diambil sejajar dengan arah

sumbu-sumbu utama denah struktur, kemudian dilakukan analisis vibrasi bebas,

maka pada struktur gedung beraturan gerak ragam pertama akan dominan dalam

translasi dalam arah salah satu sumbu utamanya, sedangkan gerak ragam kedua

akan dominan dalam translasi dalam arah sumbu utama lainnya.

Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu-waktu getar alami

yang berdekatan, harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi

Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC). Waktu getar

alami harus dianggap berdekatan, apabila selisih nilainya kurang dari 15%. Untuk


commit to user

26

struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan,

penjumlahan respons ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda yang dikenal

dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SRSS)

(SNI 03-1726-2002).

Pada ilmu statika keseimbangan gaya-gaya didasarkan pada kondisi statis, yang

artinya gaya-gaya tersebut tetap dalam intensitas, arah, dan arah/garis kerjanya.

Gaya-gaya tersebut dikategorikan sebagai beban statik. Kondisi-kondisi seperti ini

akan berbeda dengan beban dinamik dengan pokok-pokok perbedaan sebagai

berikut :

1. Beban dinamik berubah-ubah menurut waktu (time varying), sehingga beban

dinamik merupakan fungsi dari waktu.

2. Beban dinamik umumnya hanya bekerja pada rentang waktu tertentu.

3. Beban dinamik dapat meyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat masa

yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan.

4. Beban dinamik lebih kompleks dibanding dengan beban statik baik dari

bentuk fungsi bebannya maupun akibat yang ditimbulkan.

5. Penyelesaian problem statik berifat penyelesaian tuggal (single solution),

sedangkan problem dinamik bersifat penyelesaian berulang-ulang (multiple

olution) karena beban dinamik berubah-ubah intensitasnya menurut waktu,

maka pengaruhnya terhadap struktur juga berubah-ubah menurut waktu.

6. Sebagai akibat penyelesaian yang berulang-ulang maka penyelesaian struktur

dengan beban dinamik akan lebih mahal dan lebih lama.

7. Beban dinamik menimbulkan respon yang berubah-ubah menurut waktu,

maka struktur yang bersangkutan akan ikut bergetar (Widodo, 2000)

2.3.10 Kinerja Struktur Gedung

2.3.10.1 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

akibat pengaruh Gempa Rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan

baja dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan


commit to user

27

non-struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar-tingkat ini harus

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi faktor skala.

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala

hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak

boleh melampaui R03.0

kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm,

bergantung yang mana yang nilainya terkecil.

2.3.10.2 Kineja Batas Ultimit

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan

antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana dalam

kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi

kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan

korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau

antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (delatasi).

Simpangan dan simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan

struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu

faktor pengali ξ sebagai berikut :

a. Untuk struktur gedung beraturan dihitung dengan Persamaan 2.16 berikut :

ξ = 0.7 R (2.16)

b. Untuk struktur gedung tidak beraturan dengan Persamaan 2.17 berikut:

ξ = SkalaFaktor

R_.7.0

(2.17)

di mana R adalah faktor reduksi gempa struktur gedung tersebut.

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur gedung, dalam segala

hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak

boleh melampaui 0.02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.


commit to user

28

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Model Struktur

3.1.1 Model Struktur Tanpa Bresing

Metode penelitian ini menggunakan metode analisis perancangan yang difokuskan

untuk mengetahui perubahan nilai simpangan horisontal pada kasus struktur baja

dalam portal 3 dimensi. Analisis yang digunakan didasarkan pada Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung menurut SNI 03-1726-

2002 dan AISC-LRFD.

Model gedung yang akan dianalisis berupa gedung 8 lantai termasuk atap.

Ukuran denah 30 m x 50 m. Tinggi antar lantai 4 m. Analisis yang digunakan

menggunakan analisis 3 dimensidengan fungsi gedung digunakan sebagai toserba.

Gaya gempa diberikan di pusat massa tiap lantai. Denah gedung selengkapnya

seperti dalam Gambar 3.1 dan model 3 dimensi dari struktur dapat dilihat pada

Gambar 3.2.

50.00

5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

30.00

7.00

8.00

8.00

7.00

VOID

Gambar denah lantai 1-7


commit to user

29

50.00

5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

30.00

7.00

8.00

8.00

7.00

Gambar denah lantai 8

Gambar 3.1 Denah struktur tanpa bresing

Gambar 3.2 Model 3 dimensi struktur tanpa bresing


commit to user

30

3.1.2 Model Struktur Dengan Bresing V

Struktur dengan menggunakan bresing yang akan dianalisis memiliki ukuran yang

sama dengan struktur yang tidak menggunakan bresing. Perbedaan keduanya

hanya pada penggunaan bresing. Denah perletakan bresing V ditunjukan seperti

pada Gambar 3.3 dan peletakan bresing V secara 3 dimensi dapat dilihat pada Gambar

3.4.

Gambar 3.3 Denah struktur dengan bresingV

Gambar 3.4 Model 3 dimensi struktur dengan bresing V


commit to user

31

3.1.3 Model Struktur Dengan Bresing Inverted V

Sebagai pembanding dari struktur tanpa bresing dan struktur dengan bresing V

adalah struktur dengan menggunakan bresing inverted V. Denah perletakan

bresing inverted V ditunjukan seperti pada Gambar 3.5dan peletakan bresing

inverted V secara 3 dimensi dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.5 Denah struktur dengan bresing inverted V

Gambar 3.6 Model 3 dimensi struktur dengan bresing inverted V


commit to user

32

3.2 Metodologi Penelitian

3.2.1 Metodologi Penelitian

Metode yang digunakan dalam penlitian ini menggunakan analisis perancangan,

kemudian dibandingkan untuk memperoleh kesimpulan.

3.2.2 Tahapan Penelitian

Untuk mewujudkan uraian diatas maka langkah analisis yang hendak dilakukan

adalah sebagai berikut :

1 Mencari data-data yang mendukung perancangan struktur, seperti; denah

struktur, geometri, model struktur, dan beban yang akan digunakan.

2 Melakukan pemodelan struktur 3 dimensi tanpa bresing dan menentukan

dimensi profil yang akan dipakai.

3 Menghitung, dan menentukan jenis beban antara lain beban mati, beban

hidup, beban gempa dan beban angin, kemudian meletakkan beban pada

model struktur.

4 Melakukan analisis struktur terhadap model struktur tanpa bresing dengan

program ETABS 9 untuk mengetahui besarnya nilai story displacement

pada tiap-tiap lantai gedung.

5 Melakukan kontrol struktur terhadap model struktur tidak berpenopang

untuk mengetahui apakah struktur aman atau tidak berdasar kinerja batas

layan dan kinerja batas ultimit struktur.

6 Pemodelan struktur dengan bresing inverted V dan menentukan dimensi

profil yang akan digunakan untuk bresing

7 Analisis struktur terhadap model struktur denga bresing inverted V dengan

program ETABS 9 untuk mengetahui besarnya nilai story displacement

padatiap-tiap lantai gedung.

8 Kontrol struktur terhadap model struktur untuk mengetahui apakah

struktur aman atau tidak berdasar kinerja batas layan dan kinerja batas

ultimit struktur.


commit to user

33

9 Menghitung luas bresing minimum yang diperlukan berdasarkan beban

maksimum yang diterima bresing

10 Pemodelan struktur dengan bresing V dan menentukan dimensi profil yang

akan digunakan untuk bresing

11 Analisis struktur terhadap model struktur dengan pogram ETABS 9 untuk

mengetahui besarnya nilai story displacement pada tiap-tiap lantai gedung.

12 Kontrol struktur terhadap model struktur untuk mengetahui apakah

struktur aman atau tidak berdasar kinerja batas layan dan kinerja batas

ultimit struktur.

13 Menghitung luas bresing minimum yang diperlukan berdasarkan beban

maksimum yang diterima bresing

14 Tahap pengambilan kesimpulan. Pada tahap ini, dengan berdasarkan hasil

analisis data dan pembahasan, dibuat suatu kesimpulan yang sesuai dengan

tujuan penelitian.

15 Analisis data dan pembahasan model struktur tanpa bresing, dengan

bresing inverted V, dan dengan bresing V dianalisis untuk mendapatkan

hubungan antara variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian ini.


commit to user

34

Gambar 3.5 Diagram alir metodologi penelitian

Mulai

Data dan Informasi

Pemilihan profil dan pemodelan struktur 3 dimensi tanpa bresing

Perhitungan pembebanan

Analisis Struktur dengan bantuan ETABS Nonlinier

Hasil Analisis Struktur (Story displacement)

Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja

Batas Ultimit

Ya

Perlu dipasang bresing

A

Tidak


commit to user

35

Gambar 3.5 (lanjutan)

Perhitungan pembebanan

Analisis Struktur dengan bantuan ETABS Nonlinier

Hasil Analisis Struktur, (Story displacement, nilai tekan maupun tarik pada bresing)

Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja

Batas Ultimit

Perhitungan Dimensi Batang Penopang minimum(Ab)

Tidak

Ya

Struktur Aman

Selesai

Pemilihan profil dan permodelan struktur 3 dimensi dengan bresing

Bresing Inverted V

Bresing V

A


commit to user

36

BAB 4

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis

Pada tahap analisis ini, model struktur gedung 3 dimensi diberi beban gravitasi

(beban mati dan beban hidup) dan beban lateral (beban gempa dan beban angin).

Selanjutnya model struktur gedung tersebut dihitung dengan menggunakan

ETABS v9.0 sehingga dapat diketahui besarnya joint displacement arah x dan y.

Hasil analisis joint displacement tersebut digunakan dalam perancangan struktur

serta untuk menarik kesimpulan apakah model struktur gedung aman atau tidak

berdasarkan kinerja batas layan dan kinerja batas ultimit struktur.

4.2. Struktur Gedung Tanpa Bresing

4.2.1 Denah dan Model Struktur

Model bangunan yang akan dianalisis berupa bangunan 8 lantai termasuk atap.

Spesifikasi dari bangunan tersebut adalah sebagai berikut :

a. Panjang ( arah y ) : 30 m

b. Lebar (arah x ) : 50 m

c. Tinggi antar lantai : 5 m

d. Fungsi bangunan : Pusat perdagangan

Bangunan memiliki void dari lantai dasar sampai dengan lantai 6 dan pada lantai 7

serta 8 tidak ada void. Bangunan terletak pada zona wilayah gempa 4 dengan jenis

tanah keras. Denah bangunan selengkapnya seperti dalam Gambar 4.1.


commit to user

37

7.00

8.00

8.00

7.00

5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

void

50.00

X

Y a) denah lantai 1-6

7.00

8.00

8.00

7.00

30.00

5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

50.00

X

b) denah lantai 8

Gambar 4.1 Denah struktur tanpa bresing


commit to user

38

Model 3 dimensi dari bangunan tanpa bresing dapat dilihat pada Gambar 4.2 .

Gambar 4.2 Model 3 dimensi struktur tanpa bresing

4.2.2 Kriteria Perancangan

Spesifikasi komponen serta material dari model struktur gedung dalam analisis ini

adalah sebagai berikut :

a. Pelat Atap

Tebal pelat : 12 cm

Perapihan (asphalt sheet) : 3 cm

b. Lantai Tingkat

Tinggi tingkat : 5 m

Tebal pelat : 12 cm

Tebal tegel : 1 cm

Tebal spesi : 1 cm

Tebal pasir : 3 cm

c. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung

Beton bertulang : 2400 kg/m3 = 2,400 t/m3

Dinding Pasangan Bata : 2500 kg/m3 = 2,500 t/m3

Pasir : 1800 kg/m3 = 1,800 t/m3


commit to user

39

Spesi : 42 kg/m3 = 0,042 t/m3

Aspal : 14 kg/m3 = 0,014 t/m3

Plafond : 11 kg/m2 = 0,011 t/m2

Penggantung langit-langit : 7 kg/m2 = 0,007 t/m2

Partisi : 20 kg/m2 = 0,020 t/m2

Instalasi listrik ( asumsi ) : 7 kg/m2 = 0,020 t/m2

( Sumber : SNI 03-1727-1989 halaman 5 )

d. Beban Hidup

Beban hidup atap : 100 kg/m2 = 0,100 t/m2

Beban air hujan : 20 kg/m2 = 0,020 t/m2

Beban hidup lantai (mall) : 250 kg/m2 = 0,250 t/m2

Koefisien reduksi (mall) : 0.80

( Sumber : SNI 03-1727-1989 halaman 7-15 )

e. Konstanta-konstanta Perancangan Baja

Tegangan leleh (Fy) : 36 ksi

Modulus Elastisitas : 29000 ksi

f. Dimensi Profil Perancangan ( AISC – LRFD )

1) Balok Anak

Profil : W 8 x 48

Berat : 48 lb/ft = 0,0714 t/m

2) Balok Induk

Profil : W 14 x 109

Berat : 109 lb/ft = 0,1622 t/m

3) Kolom

Profil : W 21 x 147

Berat : 147 lb/ft = 0,2187 t/m

g. Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan diambil berdasarkan peraturan dalam SNI 03-1729-2002,

sebagai berikut:


commit to user

40

1) 1,4 D

2) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (La atau H)

3) 1,2 D + 1,6 (La atau H)+ (γL L atau 0,8 W)

4) 1,2 D + 1,3 W + γL L +0,5 (Laatau H)

5) 1,2 D + γL L± 1,0 E

6) 0,9 D ± (1,0 E atau 1,3 W)

dengan, γL = 0,5 bila L < 5 KPa, dan γL = 1 bila L ≥ 5 KPa

Keterangan:

D : beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk

dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.

L : beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut,

tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.

La : beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja,

peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan

benda bergerak.

H : beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air.

W : beban angin.

E : beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-2002.

4.2.3 Perhitungan Beban

4.2.3.1 Perhitungan Beban Mati pada Plat

a. Beban Lantai 1, 2, 3, 4, 5, 6 , dan 7

Beban spesi = 0,021 t/m2 × 2= 0,042 t/m2

Beban keramik = 1,7 × 0,01 = 0,017 t/m2

Beban plafond = 0,007 t/m2

Penggantung (bentang 5 m) = 0,011 t/m2

Beban instalasi listrik (asumsi) = 0,007 t/m2 +

qD = 0,084 t/m2

= 0,01721 kip/ft2


commit to user

41

b. Beban Lantai 8 (atap)

Beban aspal (tebal 3 cm) = 3 × 0,014 = 0,042 t/m2

Beban plafond = 0,007 t/m2

Penggantung (bentang 5 m) = 0,011 t/m2

Beban instalasi listrik (asumsi) = 0,007 t/m2 +

qD = 0,067 t/m2

= 0,0137 kip/ft2

4.2.3.2 Perhitungan Beban Angin

Kecepatan angin (V) dalam perencanaan ini diasumsikan sebesar 80 km/jam.

Berikut disajikan perhitungan beban angin yang terjadi pada bangunan rencana:

V = 80 km/jam = 22,2222 m/dt

Pangin = 162222,22

16

22

=V

= 30,8642 kg/m2 = 6,4462×10-3 kip/ft2

Koefisien angin tekan = 0,9

Bidang luar berupa dinding vertikal yang berada di pihak angin (PPIUG hal 23)

L = Jarak antar lantai

= 5 m

= 16,4042 ft

qW = Koefisien angin tekan × Pangin × Jarak antar portal

= 0,9 × 6,4462.10-3 × 16,4042

= 0,0952 kip/ft


commit to user

42

Distribusi beban angin diilustrasikan seperti pada Gambar 4.3 berikut :

A

7.0 m

B

8.0 m

D

7.0 m

C

8.0 m

E A

7.0 m

B

8.0 m

D

7.0 m

C

8.0 m

E

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

W 9

W 8

W 7

W 6

W 5

W 4

W 3

W 2

W 1

A

7.0 m

B

8.0 m

D

7.0 m

C

8.0 m

E

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 m

5.0 mh2

h3

h4

h5

h6

h7

h8

h9

W q

Gambar 4.3. Beban Angin

Mw = ½ × qW × h92

= ½ × 0,0952 × 131,23322

= 819,7745 kip.ft

Σ h2 = h92 + h8

2 + h72 + h6

2 + h52 + h4

2 + h32 + h2

2 + h12

= 402 + 352 + 302 + 252 + 202 + 152 + 102 + 52 + 02

= 5100 m2

= 54895,6120 ft2

kiph

hMW w 9597,1

54895,61202332,131819,7745

29

8 =´

=´

=å

kiph

hMW w 7148,1

54895,61208291,1147745,198

28

7 =´

=´

=å


commit to user

43

kiph

hMW w 4698,1

54895,61204249,987745,819

27

6 =´

=´

=å

kiph

hMW w 2248,1

54895,61200208,827745,198

26

5 =´

=´

=å

kiph

hMW w 9799,0

54895,61206166,657745,198

25

4 =´

=´

=å

kiph

hMW w 7350,0

54895,61202125,497745,198

24

3 =´

=´

=å

kiph

hMW w 4899,0

54895,61208083,327745,198

23

2 =´

=´

=å

kiph

hMW w 2450,0

54895,61204042,167745,198

22

1 =´

=´

=å

kiph

hMW w 0

54895,612007745,198

21

0 =´

=´

=å

Hasil dari perhitungan beban angin dari tiap lantai pada arah X dan Y dapat dilihat

pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Beban Angin pada Arah x dan Arah y

Beban Angin

(Kip) W8 1,960 W7 1,715 W6 1,470 W5 1,225 W4 0,980 W3 0,735 W2 0,490 W1 0,245

4.2.3.3 Perhitungan Beban Gempa

a. Perhitungan Berat Bangunan

Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari struktur bangunan.Oleh

karena itu perlu dihitung berat dari masing-masing lantai bangunan. Perhitungan


commit to user

44

beban mati yang bekerja pada masing-masing lantai dari bangunan 8 lantai ini

dapat dilihat pada Tabel 4.2 - 4.5

1) Berat mati lantai 1

Tabel 4.2. Berat Mati Lantai 1

Berat Jenis

(ton/m3)

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas (m2)

Berat (Ton)

Plat 2,400 0,120 1180 339,840

Balok anak W8x48 0,071 160 11,424

Balok induk W14x109 0,162 512 83,046

Kolom W21x147 0,219 7,500 85,293 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik ( 1 cm) 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 2,500 160 100 Total 756.4834

2) Berat mati lantai 2-6

Tabel 4.3. Berat Mati Lantai 2-6

Berat Jenis

(ton/m3)

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas (m2)

Berat (Ton)

Plat 2,400 0,120 1180 339,840

Balok anak W8x48 0,071 160 11,424

Balok induk W14x109 0,162 512 83,046

Kolom W21x147 0,219 5 56,862 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik ( 1 cm) 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 828,052


commit to user

45



Berat Jenis

(ton/m3)

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas (m2)

Berat (Ton)

Plat 2,400 0,120 1500 432

Balok anak W8x48 0,071 200 14,280

Balok induk W14x109 0,162 580 94,076

Kolom W21x147 0,219 2.5 58,502 Spesi 0,042 1500 63 Pasir urug 1,600 0,020 1500 48 Keramik ( 1 cm) 0,017 1500 25,500 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 964,858



Berat Jenis

(ton/m3)

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas (m2)

Berat (Ton)

Plat 2,400 0,120 1500 432

Balok anak W8x48 0,071 200 14,280

Balok induk W14x109 0,162 580 94,076

Kolom W21x147 0,219 2,5 30,071 Spesi 0,042 1500 63 Aspal 0,014 3 1500 63 Plafond 0,011 1500 16,500 Penggantung (5 m) 0,007 1500 10,500 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1500 10,500 Dinding pas. Bata 0,250 2 160 100 Total 813,927


commit to user

46

5) Beban Hidup

- Lantai 1- 6

q = 0,250 t/m2 (Tabel 2, SNI 03-1727-1989)

WL = 0,25 ×{(15×30×2)+(7×20 × 2)}m2 = 295 ton

- Lantai 7

q = 0,250 t/m2 (Tabel 2, SNI 03-1727-1989)

WL = 0,25 ×(50 ×30)m2 = 375 ton

- Lantai 8 (atap)

Beban hidup lantai = (50 × 30) × 0,100 = 150 ton

Beban air hujan = (50 × 30) × 0,02 = 30 ton +

Beban hidup total = 180 ton

Kemungkinan terjadinya gempa bersamaan dengan beban hidup yang bekerja

penuh pada bangunan adalah kecil, maka beban hidup yang bekerja dapat

direduksi besarnya. Beban hidup yang bekerja dapat dikalikan dengan faktor

reduksi beban hidup. Faktor reduksi beban hidup untuk pusat perdagangan adalah

sebesar 0,8 (Tabel 4 SNI 03-1727-1989).

Berat mati tiap lantai kemudian dijumlahkan dengan beban hidup tereduksi seperti

pada Tabel 4.6 berikut

Tabel 4.6. Berat Bangunan

Lantai Wstr (ton)

WL (ton)

0.8 × WL (ton)

Wtot (ton)

8 (Atap) 813,927 180 144 957,927 7 964,858 375 300 1264,858 6 828,052 295 236 1064,052 5 828,052 295 236 1064,052 4 828,052 295 236 1064,052 3 828,052 295 236 1064,052 2 828,052 295 236 1064,052 1 756,483 295 236 992,483

Total 8535,531


commit to user

47

b. Faktor Reduksi Gempa (R)

Hasil perhitungan dengan Analisis ETABS v9.0 pada struktur sebelum dikenai

beban gempa, diperoleh nilai R sebesar 0,0097 radian. Berdasarkan SNI, maka

struktur tersebut dikategorikan termasuk SRPMB dengan nilai R = 4,5

c. Faktor keutamaan bangunan

Diketahui bangunan untuk perdagangan / fasilitas umum terletak pada zona

gempa 4 pada kondisi tanah keras.

Faktor Keutamaan Gempa

I1 = 1,0 (perniagaan) SNI-1726-2002 Tabel 1


I = 1,0 (perniagaan) SNI-1726-2002 Tabel 1

d. Faktor Respons Spektrum Gempa ( C )

Faktor respon gempa dihitung berdasakan grafik spektrum respon gempa rencana

SNI 03-1726-2002 (Gambar 4.4) pada zona gempa 4 dengan jenis tanah keras.

Gambar 4.4 Respon Spektrum Gempa Rencana

Dari grafik respon spektrum gempa rencana wilayah 4 dengan jenis tanah keras

maka diperoleh rumusan nilai C = �,o孽. C adalah koefisien faktor respon gempa dan

T adalah waktu getar alami.

0.60

0.34

0.28

0.24

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

lunak) (TanahT

0.85C =

sedang) (TanahT

0.42C =

keras) (TanahT

0.30C =

0.85

0.70

T

Wilayah Gempa 4

C


commit to user

48

4.2.3.4. Analisis Gempa Dinamik

Analisis gempa dinamik pada kasus ini menggunakan bantuan software ETABS

versi 9.0 dengan ragam spektrum sesuai wilayah gempa yang direncanakan.

Setelah memasukkan rencana profil struktur pada ETABS 9.0 maka langkah

selanjutnya adalah sebagai berikut:

a. Merencanakan respon spektrum pada MS Excel dengan persamaan C=0.3/T.

b. Memasukkan hasil nilai C dan T ke dalam notepad (ETABS hanya bisa

melakukan pemodelan respon spektrum dari file berjenis .txt dari notepad)

seperti pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Hasil nilai C dan T dalam notepad

c. Membuka layar ETABS dan masuk ke fungsi Define Response Spectrum

Function kemudian klik Add Spectrum From File. Klik tombol browse dan

arahkan pada file respon spektrum dari notepad, seperti pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Memasukkan respon spektrum ke ETABS


commit to user

49

d. Klik Periode vs Value pada Value Area sehingga nantinya dapat langsung

terlihat grafik respon spektrumnya setelah mengklik Display Graph seperti

terlihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Memastikan grafik respon spektrum telah sesuai

e. Klik Convert to User Defined agar ETABS dapat menganalisa struktur

menjadi period dan acceleration.

f. Memasukkan data pada Response Spectrum Case dengan cara masuk ke Add

New Spectrum dan menamai rencana spektrum sesuai arah gempa kemudian

memasukkan nilai dumping atau redaman sebesar 5% sesuai dengan SNI 03-

1726-2002 seperti terlihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Memasukkan Respon Spectrum Case


commit to user

50

g. Memasukkan nilai di Scale Factor, nilai gravitasi x I (keutamaan gedung) / R

(faktor reduksi) x presentase gempa yang direncanakan sesuai arahnya (100%

bila searah dengan arah gempa utama, dan 30% bila tegak lurus).

h. Setelah data analisis gempa dinamik dimasukkan, kemudian melanjutkan

kombinasi beban seperti biasanya dan melakukan run.

4.2.3.5. Hasil Analisis Simpangan Horisontal dengan Kombinasi Beban

Dari beberapa kombinasi beban dengan menggunakan bantuan software ETABS

9.0 didapatkan nilai simpangan horisontal seperti yang teraji dalam Tabel 4.7

Tabel 4.7. Simpangan horisontal terbesar dengan kombinasi beban

Lantai Simpangan

Drift X Drift Y 8 (atap) 0,018058 0,046422

7 0,017122 0,044513

6 0,015518 0,040731 5 0,013329 0,035649

4 0,010696 0,029531

3 0,007739 0,022593 2 0,004619 0,015051

1 0,001679 0,007139 Base 0 0

Berdasarkan Tabel di atas dapat dibuat grafik hubungan kenaikan simpangan dan

elevasi pada arah X dan Y seperti pada Gambar 4.9 dan 4.10

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

Simpangan Tingkat 0.0180580.0171220.0155180.0133290.0106960.0077390.0046190.001679 0

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0.018

0.02

Sim

pan

gan

Hor

ison

tal

Simpangan Tingkat X

Gambar 4.9 Grafik simpangan tingkat struktur tanpa bresing arah X


commit to user

51

Gambar 4.10 Grafik simpangan tingkat struktur tanpa bresing arah Y

a. Kontrol Simpangan antar Tingkat

Persyaratan simpangan antar tingkat struktur gedung tidak boleh melebihi 2,0%

dari jarak antar tingkat (SNI 03-1729-2002), maka:

δm < 2% H

δm < 0,02 × 5 m

δm < 0,1 m

Perhitungan kontrol simpangan antar tingkat struktur pada arah X dan Y

selanjutnya disajikan dalam Tabel 4.8 dan 4.9 berikut:

Tabel 4.8. Kontrol simpangan antar tingkat struktur gedung arah X

Lantai dix δm Kontrol 8 (atap) 0,018058 0,000936 memenuhi

7 0,017122 0,001604 memenuhi 6 0,015518 0,002189 memenuhi 5 0,013329 0,002633 memenuhi 4 0,010696 0,002957 memenuhi 3 0,007739 0,003120 memenuhi 2 0,004619 0,002940 memenuhi 1 0,001679 0,001679 memenuhi

Base 0 0 memenuhi

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

Simpangan Tingkat 0.0464220.0445130.0407310.0356490.0295310.0225930.0150510.007139 0

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

Sim

pan

gan

Tin

gkat

Simpangan Tingkat Y


commit to user

52

Tabel 4.9. Kontrol simpangan antar tingkat struktur gedung arah Y

Lantai diy δm Kontrol 8 (atap) 0,046422 0,001909 memenuhi


Base 0 0 memenuhi

b. Kontrol Struktur Gedung

Persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar

tingkat yang dihitung dari simpangan horisontal struktur gedung tidak boleh

melampaui �,�o捏 × tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung yang

mana yang paling kecil.

Batas layan yang digunakan:

δm <

�,�o恼,闹 × 5 = 0,0333 m (dipakai 0,03 m)

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan ultimit gedung, dalam segala hal

simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan horiosntal struktur (δm × ξ)

tidak boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.

Batas ultimit yang digunakan:

δm × ξ < 0,02 H

δm × 0,7 R < 0,02 H

δm × 0,7 × 4,5 < 0,02 × 5

3,15 δm < 0,1 m

Kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit ditunjukan pada Tabel 4.10 dan

4.11 serta pada Gambar 4.11 dan 4.12.


commit to user

53

Tabel 4.10. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit struktur gedung arah X

Story Drift X δm 3,15 δm Batas Layan δm<0,03m

Batas Ultimit 3,15.δm<0,1m

8 0,018058 0,000936 0,0029484 memenuhi memenuhi 7 0,017122 0,001604 0,0050526 memenuhi memenuhi 6 0,015518 0,002189 0,0068954 memenuhi memenuhi 5 0,013329 0,002633 0,0082940 memenuhi memenuhi 4 0,010696 0,002957 0,0093146 memenuhi memenuhi 3 0,007739 0,003120 0,0098280 memenuhi memenuhi 2 0,004619 0,002940 0,0092610 memenuhi memenuhi 1 0,001679 0,001679 0,0052889 memenuhi memenuhi

Base 0 0 0 memenuhi memenuhi

Tabel 4.11. Kontrol Batas Layan dan Batas Ultimit struktur gedung arah Y

Story Drift Y δm 3,15 δm Batas Layan δm<0,03m




Gambar 4.11 Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur tanpa bresing arah X

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

δm 0.000936 0.001604 0.002189 0.002633 0.002957 0.00312 0.00294 0.001679 0

3,15 δm 0.002948 0.005053 0.006895 0.008294 0.009315 0.009828 0.009261 0.005289 0

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

Kontrol Kinerja Batas Layan dan Ultimit X


commit to user

54

Gambar 4.12 Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur tanpa bresing arah Y

Berdasar nilai simpangan antar tingkat maksimum, kontrol kinerja batas layan,

dan kontrol kinerja batas ultimit struktur gedung yang ditampilkan dalam Tabel

4.10 dan Gambar 4.11 untuk arah X menunjukan bahwa struktur gedung tersebut

pada semua lantai aman karena simpangan antar lantainya tidak melampaui

persyaratan yang telah ditentukan. Pada arah Y, seperti dalam Tabel 4.11 dan

Gambar 4.12 menunjukan bahwa struktur gedung tersebut pada semua lantai juga

aman karena simpangan antar lantainya tidak melampaui persyaratan yang telah

ditentukan.

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

δm 0.001909 0.003782 0.005082 0.006118 0.006938 0.007542 0.007912 0.007139 0

3,15 δm 0.006013 0.011913 0.016008 0.019272 0.021855 0.023757 0.024923 0.022488 0

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

Kontrol Kinerja Batas Layan dan Ultimit Y


commit to user

55

4.3. Struktur Gedung dengan Bresing V

4.3.1. Denah dan Model Struktur

Struktur dengan bresing yang akan dianalisis memiliki ukuran yang sama dengan

struktur yang tanpa menggunakan bresing. Perbedaan keduanya hanya pada

penggunaan bresing. Denah struktur 3 dimensi dan perletakan bresing V

ditunjukan seperti pada Gambar 4.13 dan 4.14.

Berdasarkan denah pada Gambar 4.13 di atas dapat dilihat bahwa bresing V

dipasang pada sisi arah sumbu X dan sisi arah sumbu Y. Garis merah pada

Gambar 4.13 menunjukan lokasi penempatan bresing. Peletakan bresing secara 3

dimensi dapat dilihat pada Gambar 4.14

Gambar 4.13 Denah perletakan bresing V


commit to user

56

4.3.2. Perhitungan Beban

4.3.2.1. Perhitungan Beban Gempa


Perhitungan berat bangunan sama seperti perhitungan berat bangunan pada

struktur tanpa bresing di muka, karena besarnya beban gempa sangat dipengaruhi

oleh berat dari struktur bangunan, maka perlu dihitung berat dari masing-masing

lantai bangunan. Berat dari bangunan dapat berupa beban mati yang terdiri dari

berat sendiri material-material konstruksi dan elemen-elemen struktur, serta beban

hidup yang diakibatkan oleh hunian atau penggunaan bangunan. Perhitungan

beban mati tiap lantai untuk struktur dengan bresing ditunjukan oleh Tabel 4.12 –

4.15

Gambar 4.14. Model 3 dimensi struktur dengan bresing V


commit to user

57



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1180 339,84

Balok anak W8×48 0,071 160 11,424

Balok induk W12×230 0,342 512 175,053

Kolom W14×109 0,162 7,5 66,908

Bresing W12x53 0,079 284,241 22,396 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik ( 1 cm) 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 2,5 160 100 Total 852,501



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1180 339,84

Balok anak W8×48 0,071 160 11,424

Balok induk W12×230 0,342 512 175,053

Kolom W14×109 0,162 5 44,605

Bresing W12x53 0,079 947,470 74,654 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik ( 1 cm) 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 982,456


commit to user

58



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1500 432

Balok anak W8×48 0,071 200 14,280

Balok induk W12×230 0,342 580 198,302

Kolom W14×109 0,162 2,5 45,822

Bresing W12x53 0,079 189,494 14,931 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1500 48 Keramik ( 1 cm) 0,017 1500 25,500 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 1057,894



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,12 1500 432

Balok anak W8×48 0,0714 200 14,280

Balok induk W12×230 0,3419 580 198,302

Kolom W14×109 0,1622 2,5 23,519

Bresing W12x53 0,079 94,747 7,466 Spesi 0,042 1500 63 Aspal 0,014 3 1500 63 Plafond 0,011 1500 16,500 Penggantung (5 m) 0,007 1500 10,500 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1500 10,500 Dinding pas. Bata 0,250 2 160 80 Total 919,067


commit to user

59

5) Beban Hidup

- Lantai 1- 6

q = 0,250 t/m2 (Tabel 2, SNI 03-1727-1989)

WL = 0,25 ×{(15×30×2)+(7×20 × 2)}m2 = 295 ton

- Lantai 7

q = 0,250 t/m2 (Tabel 2, SNI 03-1727-1989)

WL = 0,25 ×(50 ×30) m2 = 375 ton

- Lantai 8 (atap)

Beban hidup lantai = ( 50 × 30 ) × 0,100 = 150 ton

Beban air hujan = ( 50 × 30 ) × 0,02 = 30 ton +










Lantai Wstr (ton)

WL (ton)

0.8 × WL (ton)

Wtot (ton)

8 (Atap) 919,066 180 144 1063,0664 7 1057,894 375 300 1357,8943 6 982,456 295 236 1218,4558 5 982,456 295 236 1218,4558 4 982,456 295 236 1218,4558 3 982,456 295 236 1218,4558 2 982,456 295 236 1218,4558 1 852,500 295 236 1088,5005

Total 9601,7400


commit to user

60



beban gempa, diperoleh nilai R sebesar 0.0097 radian. Berdasarkan SNI, maka

struktur tersebut dikategorikan termasuk SRPMB dengan nilai R = 4,5.








d. Faktor Respons Spektrum Gempa ( C )











a. Merencanakan respon spektrum pada MS Excel dengan persamaan C=0,3/T.


melakukan pemodelan respon spektrum dari file berjenis .txt dari notepad).



arahkan pada file respon spektrum dari notepad.


commit to user

61


terlihat grafik respon spektrumnya setelah mengklik Display Graph.






1726-2002.








9.0 didapatkan nilai simpangan horisontal seperti yang tersaji dalam Tabel 4.17.


Lantai Simpangan


7 0,0139 0,0453

6 0,0124 0,0391

5 0,0106 0,0324 4 0,0086 0,0253

3 0,0064 0,0182 2 0,0041 0,0113

1 0,0018 0,0051 Base 0 0




commit to user

62

Gambar 4.16 Grafik simpangan tingkat struktur dengan bresing V arah Y




δm < 2% H

δm < 0,02 × 5 m

δm < 0,1 m




8 7 6 5 4 3 2 1 Base

Simpangan Tingkat (m) 0.015 0.01390.01240.01060.00860.00640.00410.0018 0

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

Simpangan Tingkat X

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

Simpangan Tingkat (m) 0.05060.04530.03910.03240.02530.01820.01130.0051 0

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

Simpangan Tingkat Y

Gambar 4.15 Grafik simpangan tingkat struktur dengan bresing V arah X


commit to user

63



Base 0 0 memenuhi




Base 0 0 memenuhi







δm <

�,�o恼,闹 × 5 = 0,0333 m (dipakai 0,03 m)






commit to user

64

δm × ξ < 0,02 H

δm × 0,7 R < 0,02 H

δm × 0,7 × 4,5 < 0,02 × 5

3,15 δm < 0,1 m














commit to user

65

Gambar 4.17 Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur dengan bresing V arah X

Gambar 4.18 Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur dengan bresing V arah Y








ditentukan.

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

δm 0.0011 0.0015 0.0018 0.0020 0.0022 0.0023 0.0023 0.0018 0

3,15 δm 0.0035 0.0047 0.0057 0.0063 0.0069 0.0072 0.0072 0.0057 0

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300


8 7 6 5 4 3 2 1 Base

δm 0.0053 0.0062 0.0067 0.0071 0.0071 0.0069 0.0062 0.0051 0

3,15 δm 0.0167 0.0195 0.0211 0.0224 0.0224 0.0217 0.0195 0.0161 0

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300



commit to user

66

Periksa luas minimum bresing yang diperlukan untuk kondisi kekakuan lateral

ketika beban bekerja

hEeLEL

LFA

cg

bbb --D=

2

2

s

Batang yang ditinjau yaitu bresing yang memikul gaya aksial terbesar, yaitu

elemen D103 lantai 1 sebesar -113,8757 ton.

Fb= -113,8757 ton

Lb = 5,59 m

L = 5 m

E = 2×107 ton/m2

h = 5 m

ΣH1 = -0.285 ton

ΣP1 = 284,167 ton

ΣP2 = 568,334 ton

Fy = 240 MPa

λc = p1

E

f

rL yk

= p1

5102240

992,625590

x

= 0,9785

maka, ω = 1,25 λc2

ω = 1,1968

fcr = w

yf=

1968,1240

= 200,53 MPa

ec = 0,001933+0,002712 = 0,004645 m

Δg = 0,013199 m

Δb = 0,013199 m

Δc = 0,013199-0,0077 = 0,005461 m

Δ = 0,005461+0,013199+0,013199 = 0,00993676 m

5004645,0102520053009936,0510259,5 113,8757-

727

2

xxxxxxxx

Ab --= = 0,00078 m2


commit to user

67

Ab< Abresing

0.00078 m2 < 0,0101 m2 (Memenuhi)

Periksa luas minimum bresing yang diperlukan untuk kekuatan yang diperlukan

122

3

1 85.085.085.0P

L

eL

Eh

L

EhL

LH

L

LA

y

cb

y

gbb

y

bb å÷

÷ø

öççè

æ+++å=

sss

s

284,16752400085,0

0029,059,551022400085,0

2005359,555102

59,50,285

52400085,059,5

2727

3

xxx

xxxxx

xxxxxx

Ab ÷÷ø

öççè

æ+++=

Ab = 0,000060121 m2

0,000141 m2 <0,0101 m2 (Memenuhi)

Periksa luas minimum bresing yang diperlukan untuk kestabilan

222

3

85.085.0P

L

eL

Eh

L

EhL

LA

y

cb

y

gbbb å÷

÷ø

öççè

æ++=

sss

568,33452400085,0

0029,059,5

51022400085,0

2005359,5

55102

59,52727

3

xxx

x

xxxx

x

xxxAb ÷÷

ø

öççè

æ++=

Ab = 0,000252 m2

0,000252 m2 <0,0101 m2 (Memenuhi)


commit to user

68

4.4. Struktur Gedung dengan Bresing Inverted V

4.4.1. Denah dan Model Struktur

Struktur dengan bresing yang akan dianalisis memiliki ukuran yang sama dengan

struktur yang tanpa menggunakan bresing. Perbedaan keduanya hanya pada

penggunaan bresing. Denah struktur 3 dimensi dan perletakan bresing inverted V

ditunjukan seperti pada Gambar 4.19 dan 4.20

Berdasarkan denah pada Gambar 4.19 di atas dapat dilihat bahwa inverted V

dipasang pada sisi arah sumbu X dan sisiarah sumbu Y. Garis hijau menunjukan

lokasi penempatan bresing inverted V. Peletakan bresing secara 3 dimensi dapat

dilihat pada Gambar 4.20

Gambar 4.19 Denah struktur dengan bresing inverted V


commit to user

69

4.4.2. Perhitungan Beban

4.4.2.1. Perhitungan Beban Gempa


Sama seperti pada perhitungan berat bangunan pada struktur tanpa bresing di

muka, karena besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari struktur

bangunan, maka perlu dihitung berat dari masing-masing lantai bangunan. Berat

dari bangunan dapat berupa beban mati yang terdiri dari berat sendiri material-

material konstruksi dan elemen-elemen struktur, serta beban hidup yang

diakibatkan oleh hunian atau penggunaan bangunan seperti yang ditunjukan pada

Tabel 4.22 - 4.25.

Gambar 4.20 Model 3 dimensi struktur dengan bresing inverted V


commit to user

70



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1180 339,84

Balok anak W8×48 0,071 160 11,424

Balok induk W12×230 0,342 512 175,053

Kolom W14×109 0,162 7,5 66,908

Bresing W12x53 0,079 284,241 22,396 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik ( 1 cm) 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 2,5 160 100 Total 852,501



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1180 339,84

Balok anak W8×48 0,071 160 11,424

Balok induk W12×230 0,342 512 175,0528

Kolom W14×109 0,162 5 44,605

Bresing W12x53 0,079 947,470 74,654 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1180 37,760 Keramik ( 1 cm) 0,017 1180 20,060 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 982,4558


commit to user

71



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1500 432

Balok anak W8×48 0,071 200 14,280

Balok induk W12×230 0,342 580 198,302

Kolom W14×109 0,162 2,5 14,931

Bresing W12x53 0,079 189,494 14,931 Spesi 0,042 1180 49,560 Pasir urug 1,600 0,020 1500 48 Keramik ( 1 cm) 0,017 1500 25,500 Plafond 0,011 1180 12,980 Penggantung (5 m) 0,007 1180 8,260 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1180 8,260 Dinding pas. Bata 0,250 5 160 200 Total 1057,894



Berat Jenis

Tebal (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Luas

Berat

Plat 2,400 0,120 1500 432

Balok anak W8×48 0,071 200 14,280

Balok induk W12×230 0,342 580 198,302

Kolom W14×109 0,162 2,5 23,519

Bresing W12x53 0,079 94,747 7,465 Spesi 0,042 1500 63 Aspal 0,014 3 1500 63 Plafond 0,011 1500 16,500 Penggantung (5 m) 0,007 1500 10,500 Inst. listrik (asumsi) 0,007 1500 10,500 Dinding pas. Bata 0,250 2 160 80 Total 919,0664


commit to user

72

5) Beban Hidup

- Lantai 1- 6

q = 0,250 t/m2 (Tabel 2, SNI 03-1727-1989)

WL = 0,25 ×{(15×30×2)+(7×20 × 2)}m2 = 295 ton

- Lantai 7

q = 0,250 t/m2 (Tabel 2, SNI 03-1727-1989)

WL = 0,25 ×(50 ×30)m2 = 375 ton

- Lantai 8 (atap)

Beban hidup lantai = ( 50 × 30 ) × 0,100 = 150 ton

Beban air hujan = ( 50 × 30 ) × 0,02 = 30 ton +










Lantai Wstr (ton)

WL (ton)

0.8 × WL (ton)

Wtot (ton)

8 (Atap) 919,066 180 144 1063,0664 7 1057,894 375 300 1357,8943 6 982,456 295 236 1218,4558 5 982,456 295 236 1218,4558 4 982,456 295 236 1218,4558 3 982,456 295 236 1218,4558 2 982,456 295 236 1218,4558 1 852,500 295 236 1088,5005

Total 9601,7400


commit to user

73



beban gempa, diperoleh nilai R sebesar 0.0097 radian. Berdasarkan SNI 03-1726-

2002, struktur tersebut dikategorikan termasuk SRPMB dengan nilai R = 4,5.








d. Faktor Respons Spektrum Gempa (C)











a. Merencanakan respon spektrum pada MS Excel dengan persamaan C=0,3/T.


melakukan pemodelan respon spektrum dari file berjenis .txt dari notepad).



arahkan pada file respon spektrum dari notepad.


commit to user

74


terlihat grafik respon spektrumnya setelah mengklik Display Graph.






1726-2002.








9.0 didapatkan nilai simpangan horisontal seperti yang teraji dalam Tabel 4.27.


Lantai Simpangan


7 0,0131 0,0380

6 0,0117 0,0328

5 0,0100 0,0269 4 0,0080 0,0208

3 0,0060 0,0146 2 0,0038 0,0088

1 0,0017 0,0038 Base 0 0




commit to user

75

Gambar 4.22 Grafik simpangan tingkat struktur dengan bresing inverted V arah Y




δm < 2% H

δm < 0,02 × 5 m

δm < 0,1 m



8 7 6 5 4 3 2 1 Base

Simpangan Tingkat (m) 0.01410.01310.0117 0.01 0.008 0.006 0.00380.0017 0

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

Simpangan Tingkat X

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

Simpangan Tingkat (m) 0.0424 0.038 0.03280.02690.02080.01460.00880.0038 0

00.005

0.010.015

0.020.025

0.030.035

0.040.045

Simpangan Tingkat Y

Gambar 4.21 Grafik simpangan tingkat struktur dengan bresing inverted V arah X


commit to user

76




Base 0 0 memenuhi




Base 0 0 memenuhi







δm <

�,�o恼,闹 × 5 = 0,0333 m (dipakai 0,03 m)





commit to user

77


δm × ξ < 0,02 H

δm × 0,7 R < 0,02 H

δm × 0,7 × 4,5 < 0,02 × 5

3,15 δm < 0,1 m














commit to user

78

Gambar 4.23 Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur dengan bresing inverted V arah X

Gambar 4.24 Grafik kontrol terhadap kinerja batas layan dan ultimit struktur dengan bresing inverted V arah Y








ditentukan.

8 7 6 5 4 3 2 1 Base

δm 0.001 0.0014 0.0017 0.002 0.002 0.0022 0.0021 0.0017 0

3,15 δm 0.0032 0.0044 0.0054 0.0063 0.0063 0.0069 0.0066 0.0054 0

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01


8 7 6 5 4 3 2 1 Base

δm 0.0044 0.0052 0.0059 0.0061 0.0062 0.0058 0.005 0.0038 0

3,15 δm 0.0139 0.0164 0.0186 0.0192 0.0195 0.0183 0.0158 0.012 0

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025



commit to user

79

Periksa luas minimum bresing yang diperlukan untuk kondisi kekakuan lateral

ketika beban bekerja

hEeLEL

LFA

cg

bbb --D=

2

2

s

Batang yang ditinjau yaitu bresing yang memikul gaya aksial terbesar, yaitu

elemen D103 lantai 1 sebesar -75,60976 ton.

Fb= -75,60976 ton

Lb = 5,59 m

L = 5 m

E = 2×107 ton/m2

h = 5 m

ΣH1 = 0,4286 ton

ΣP1 = 284,167 ton

ΣP2 = 568,334 ton

Fy = 240 MPa

λc = p1

E

f

rL yk

= p1

5102240

992,625590

x

= 0,9785

maka, ω = 1,25 λc2

ω = 1,1968

fcr = w

yf=

1968,1240

= 200,53 MPa

ec = 0,001933+0,002712 = 0,004645 m

Δg = 0,013199 m

Δb = 0,013199 m

Δc = 0,013199-0,0077 = 0,005461 m

Δ = 0,005461+0,013199+0,013199 = 0,00993676 m

5004645,0102520053009936,0510259,5 75,60976-

727

2

xxxxxxxx

Ab --= = 0,00052 m2


commit to user

80

Ab< Abresing

0,00052 m2< 0,0101 m2 (Memenuhi)

Periksa luas minimum bresing yang diperlukan untuk kekuatan yang diperlukan

122

3

1 85.085.085.0P

L

eL

Eh

L

EhL

LH

L

LA

y

cb

y

gbb

y

bb å÷

÷ø

öççè

æ+++å=

sss

s

284,16752400085,0

0029,059,551022400085,0

2005359,555102

59,5 0,4286

52400085,059,5

2727

3

xxx

xxxxx

xxxxxx

Ab ÷÷ø

öççè

æ+++=

Ab = 0,000060121 m2

0,000149 m2 <0,0101 m2 (Memenuhi)

Periksa luas minimum bresing yang diperlukan untuk kestabilan

222

3

85.085.0P

L

eL

Eh

L

EhL

LA

y

cb

y

gbbb å÷

÷ø

öççè

æ++=

sss

568,33452400085,0

0029,059,5

51022400085,0

2005359,5

55102

59,52727

3

xxx

x

xxxx

x

xxxAb ÷÷

ø

öççè

æ++=

Ab = 0,0000299 m2

0,000252 m2 <0,0101 m2 (Memenuhi)


commit to user

81

4.5. Pembahasan

Hasil dari analisa dengan menggunakan software ETABS v9.0 menunjukan

adanya perubahan simpangan horizontal struktur sebelum dipasang bresing,

sesudah dipasang bresing V dan dengan sesudah dipasang kombinasi bresing V

dan bresing horizontal. Perubahan nilai simpangan horisontal dapat dilihat pada

Tabel 4.32.

Tabel 4.32 Perbandingan perubahan simpangan horisontal sebelum dan sesudah pemasangan bresing V dengan bresing inverted V

Lantai ke-

Simpangan Horisontal Arah X (m)

Simpangan Horisontal Arah Y (m)

Tanpa bresing

Bresing V

Bresing inverted V

Tanpa bresing

Bresing V

Bresing inverted V

8 0,0181 0,0150 0,0141 0,0464 0,0506 0,0424 7 0,0171 0,0139 0,0131 0,0445 0,0453 0,0380 6 0,0155 0,0124 0,0117 0,0407 0,0391 0,0328 5 0,0133 0,0106 0,0100 0,0356 0,0324 0,0269 4 0,0107 0,0086 0,0080 0,0295 0,0253 0,0208 3 0,0077 0,0064 0,0060 0,0226 0,0182 0,0146 2 0,0046 0,0041 0,0038 0,0151 0,0113 0,0088 1 0,0017 0,0018 0,0017 0,0071 0,0051 0,0038

Base 0 0 0 0 0 0 Jumlah 0,0888 0,0728 0,0684 0,2416 0,2273 0,1881

% Penurunan

17,98% 22,94% 5,93% 22,15%

Berdasarkan Tabel 4.32 dapat disimpulkan bahwa penurunan nilai simpangan

horisontal arah X paling besar pada bresing inverted V yaitu sebesar 17,98%.

Begitupun pada arah Y, penurunan nilai simpangan horisontal yang paling besar

adalah pada bresing inverted V yaitu sebesar 22,15%. Perbandingan nilai

simpangan arah X dan arah Y dapat disajikan di dalam grafik Gambar 4.25 dan

4.26.


commit to user

82

Gambar 4.25 Perbandingan Simpangan Struktur Arah X

Gambar 4.26 Perbandingan Simpangan Struktur Arah Y

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.0300

Tin

ggi G

edu

ng

(m)

Simpangan Horisontal (m)

Simpangan Tingkat (di) arah X

Tanpa Bresing

Bresing V

Bresing Inverted V

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0.0000 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400 0.0500

Tin

ggi G

edu

ng

(m)

Simpangan Horisontal (m)

Simpangan Tingkat (di) arah Y

Tanpa Bresing

Bresing V

Bresing Inverted V


commit to user

83

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan mengenai pengaruh penambahan

penopang (bracing) pada struktur gedung konstruksi baja yang diberi beban angin

dan beban gempa, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Penambahan penopang (bracing) pada struktur gedung dapat mengurangi

secara signifikan simpangan tingkat, antar tingkat dan antar tingkat maksimum

sampai tidak melebihi kinerja batas layan dan batas ultimit sehingga struktur

aman dari pelelehan baja yang berlebihan dan keruntuhan struktur.

2. Dapat disimpulkan bahwa bresing inverted V lebih unggul dalam hal

mengurangi simpangan horisontal (drift) bila dibandingkan dengan bresing V

dengan kisaran perbedaannya 4,96% pada arah X dan 16,22% pada arah Y.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian, saran yang perlu dikembangkan dalam penelitian ini

adalah :

1. Perlu dilakukan analisis kekakuan struktur gedung tanpa bresing dan struktur

gedung dengan bresing.

2. Perlu dilakukan analisis balok untuk mengetahui besarnya defleksi yang

terjadi.

3. Perlu dianalisis sambungan baik antara balok dengan bracing, kolom dengan

bracing dan balok dengan kolom pada struktur gedung tersebut.

(drift) pada struktur gedung tahan gempa dengan...

Documents