gempa struktur baja sipil itb.pdf

DESAIN STRUKTUR BAJA DESAIN STRUKTUR BAJA TAHAN GEMPATAHAN GEMPA

Muslinang Moestopo*

Short CourseKonstruksi Baja HAKI 2005

*Dosen Institut Teknologi Bandung

KONSEP

Kinerja struktur tahan gempa berupapenyerapan energi gempa secara efektif

melalui terbentuknya sendi plastik padabagian struktur tertentu

Kriteria: kekuatan

kekakuan

daktilitas

disipasi energi

Seminar HAKI, Jakarta, Agustus 2005

Sistem Struktur Bagian yang Leleh

Sistem RangkaPemikul Momen

Moment Resisting Frames

Ujung Balok

Sistem RangkaBresing Konsentrik

Concentrically Braced Frames

Pelat Buhul(Bresing tekuk)

Sistem RangkaBresing Eksentrik

Eccentrically Braced Frames

“Link”(Bresing stabil)


Bagian yang leleh (sendi plastik) harus mampumemperlihatkan kurva histeretik yang ‘gemuk’ dan stabil

Contoh :

Momen-rotasi di ujung balok


R : faktor modifikasi respon struktur,

memperhitungkan daktilitas dan kuat cadang struktur


Komponen struktur EFEKTIF menyerap energi

RTINGGI

Kurva HisteresisSTABIL

Beban Gempa RencanaRENDAH

DetailingBAIK

Deformasi inelastik dan gempaSTABIL


SNI 03SNI 03––17291729--0202

Sistem Pemikul Beban Gempa R ΩoDinding penumpu dengan rangka baja ringan danbresing tarik

2.8 2.2

Rangka bresing dimana bresing memikul bebangravitasi

4.4 2.2

Sistem rangka bresing eksentris (SRBE) 7.0 2.8Sistem rangka bresing konsentrik biasa (SRBKB) 5.6 2.2Sistem rangka bresing konsentrik khusus(SRBKK)

6.4 2.2

Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) 8.5 2.8Sistem rangka pemikul momen terbatas (SRPMT) 6.0 2.8Sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB) 4.5 2.8Sistem rangka batang pemikul momen khusus(SRBPMB)

6.5 2.8


KOMBINASI PEMBEBANANKOMBINASI PEMBEBANAN

Kombinasi Pembebanan Dasar

1.4 D1.2 D + 1.6 L1.2 D + 1.6 (La atau H) + (γLL + 0.8 W)1.2 D + 1.3W + γLL + 0.5 (La atau H) 1.2 D ± 1.0 E + γLL0.9 D ± (1.3 W atau 1.0 E)

Kombinasi Pembebanan Khusus

1.2 D + γLL ± ΩO Eh0.9 D ± ΩO Eh


BEBAN GEMPA GEDUNG BERATURANBEBAN GEMPA GEDUNG BERATURAN

Gaya geser dasar nominal statik ekuivalen

ta1 W

RIC5.2

tWR

ICV ≤=

R : Faktor reduksi gempa

I : Faktor keutamaan bangunan

Wt : Berat total struktur

C1 : Faktor respon gempa


FAKTOR KEUTAMAAN BANGUNANFAKTOR KEUTAMAAN BANGUNAN

FaktorKeutamaanKatagori GedungI1 I2 I

Gedung umum untuk penghunian, perniagaandan perkantoran

1.0 1.0 1.0

Monumen dan bangunan monumental 1.0 1.6 1.6Gedung penting pasca gempa, rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan keadaan darurat, fasilitastelevisi dan radio

1.4 1.0 1.4

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya, (gas, produk minyak bumi, bahan beracun)

1.6 1.0 1.6

Cerobong tangki di atas menara 1.5 1.0 1.5


KINERJA STRUKTUR GEDUNGKINERJA STRUKTUR GEDUNG

Kinerja Batas Layan

Kinerja Batas Ultimit

mm) 30 atau ;hR03.0 ( Min <∆s ≤

∆s = Simpangan antar tingkat hasil analisis elastish = Tinggi tingkat

h02.0 SR7.0 ≤∆ Untuk T > 0.7 detik

R7.0h02.0 S ≤∆


SPESIFIKASI BAHANSPESIFIKASI BAHAN

Tegangan

Fy

Fu

Plateau

εuεy

Regangan

85.0FF

u

y <

Daerah plateau cukup panjang

εu ≥ 20 %Mudah dilas


TEGANGAN LELEHTEGANGAN LELEH

Kuat perlu sambungan dan komponen struktur yang terkaitditentukan berdasarkan tegangan leleh yang dapat terjadi(Fye)

Ry = 1.5 untuk baja gilas BJ-41 atau yang lebih lunakRy = 1.3 untuk baja gilas BJ-50 atau yang lebih kerasRy = 1.1 untuk pelat

Fye = Ry Fy


KELANGSINGAN PELAT PENAMPANGKELANGSINGAN PELAT PENAMPANG

Persyaratan nilai kelangsingan pelat penampang untukkomponen struktur yang direncanakan memikul gayagempa dibuat lebih ketat dibandingkan dengan pelatpenampang biasa

Nilai-nilai batasnya dapat dilihat di Tabel 15.7-1( SNI 03-1729-2002 )


STRUKTUR RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS ( SPECIAL MOMENT FRAMES - SMF )

GAYA GEMPA DASAR RENCANAFaktor Kegempaan : R = 8.5 Ωο = 2.8

C sesuai SNI-1729

ta1 W

RIC5.2

tWR

ICV ≤=

GAYA GESER TINGKAT

Fi sesuai SNI-1729


SIMPANGAN ANTAR LANTAI

Dengan R = 8.5, diperiksa:

∆s < Min (0.0035 h, 30 mm) - batas layan

∆s < 0.0034 h - batas ultimat

DESAIN BALOK

(LIHAT Bab Desain Komponen Lentur)

pdb

p

L L <

λ<λSyarat kelangsingan : ( Tabel 15.7-1 SNI 1729-2002 )

( = 17.500 ry / fy )


DESAIN KOLOMDESAIN KOLOM( ( LIHAT LIHAT BabBab DesainDesain KomponenKomponen LenturLentur AksialAksial ))

4,0N

Nn

u >φ

Untuk

Nu (tekan) ditentukan dari

1.2 D + γLL + ΩO Eh

0.9 D - ΩO Eh

Nu (tarik) ditentukan dari

Nu tidak perlu melampaui :

Gaya aksial pada kolom akibat bekerjanya momen padabalok sebesar 1.1 Ry Mp

Nilai batas yang ditentukan oleh kapasitas pondasi


KOLOM KUAT BALOK LEMAH

Sambungan balok dengan kolom harus memenuhi :

0,1MM

pb

pc ≥∑∑

( ) kolomguypc APFZM −∑=∑

( ) balokypypb MMR 1.1M +∑=∑

My , momen tambahan akibat amplifikasi gaya geser

dari lokasi sendi plastis ke as kolom


SAMBUNGAN BALOK-KOLOM

Mampu mempertahankan lentur sebesar Mp balok hinggasudut rotasi inelastik ≥ 0.03 rad*).

L)Z.F.R 1.1 (2

)L5.0D2.1(VV balokyyu ++=

L = jarak antara sendi plastik yang terjadi di daerah ujungbalok

*) : sudut simpangan antar lantai > 0.04 rad (AISC 2002)Tidak perlu melampaui

)EL5.0D2.1( akibat V hou Ω++

DISAIN SAMBUNGAN ( GEOMETRI DAN BAHAN )

HARUS MENGACU KEPADA HASIL UJI YANG TELAH DILAKUKAN


PANEL ZONEGaya geser terfaktor (Vu) ditentukan dari :

1.2 D + γLL + ΩO Eh

0.9 D - ΩO Eh

Kuat geser rencana Vn ditentukan dari :Tidak perlu melampaui geser akibat balokM.R8.0 py∑

yu N75.0N ≤

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+φ=φ

pcb

cfcfpcyvnv tdd

t3b1tdF0,6V

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+φ=φ

y

u

pcb

cfcfpcyvnv N

1.2N1.9tddt3b1tdF0,6V

yu N75.0N ≥


PANEL ZONE

Tebal pelat minimum:

( )90

wdt zzz

+≥

tz = tebal pelat penampang kolom atau pelat penggandadz = tinggi daerah panel di antara pelat tersusunwz = lebar daerah panel di antara kedua sayap kolom


SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN TERBATAS dan

SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN BIASA

Dengan nilai R yang lebih kecil dari 8.5 (SRPMK)

maka :

Gaya geser dasar rencana lebih besar

Detailing : lebih ringan

Lpd lebih panjang

kemampuan rotasi inelastik lebih kecil

Dimensi kolom dan balok dapat lebih besar daripada desain SRPMK


Referensi :

1. American Institute of Steel Construction, Seismic Provisions for Structural Steel Buildings (Draft 2005), AISC, Chicago, November 2004.

2. American Institute of Steel Construction, Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, AISC,Chicago, 2002

3. Bruneau M. et all, Ductile Design of Steel Structures, McGraw Hill,1998

4. LMS PPAU-IR ITB, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD, 2001

5. SNI 03-1729-2002,Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung,2002.

6. SNI 03-1726-2002,Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, 2002.


gempa struktur baja sipil itb.pdf

Documents