Menentukan Beban Seismik Dasar & Distribusi Vertikal Gaya Gempa : RSNI 03-2847-20XX & ASCE 7-10

(Determine Seismic Base Shear & Vertical Distribution of Seismic Forces): RSNI 03-2847-20XX & ASCE 7-10)

Denpasar Bali - Indonesia2012

Berdasarkan prosedur analisa static ekivalen sebagai berikut.CS = koefisien respon gempa, dan berat seismic effektif W, dinyatakan sebagai berikut :Berat seismic efektif struktur, W, harus menyertakan seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini :a. Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan: minimum sebesar 25% beban

hidup lantai yang diperhitungkan (beban hidup lantai di garasi public dan struktur parkiran terbuka, serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5% dari berat seismic efektif pada suatu lantai, tidak perlu disertakan).

b. Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam disain beban lantai: diambil sebagai yang terbesar diantara berat partisi actual atau berat daerah lantai minimum sebesar 0.50 kN/m2.

c. Berat operasional total dari peralan yang permanen.d. Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis lainnya.

SD1 = 0.733 g dan SDS= 0.36 g

RX =8 dan Ry = 7 (lihat tabel)

Tabel RSNI 03-2847-201X

Perhitungan koefisien respons seismikKoefisien respons seismic, C1, harus ditentukan sesuai dengan Persamaan 22 RSNI 03-2847-201X dan 12.8-2 ASCE 7-10

Keterangan:

SDS=parameter percepatan spektruk respons desain dalam rentang period pendek seperti ditentukan dari Pasal 6.3 atau 6.9R = Faktor modifikasi respons dalam Tabel 9Ie = factor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan Pasal 4.1.2

Nilai C1 yang dihitung sesuai dengan persamaan 22 tidak perlu melebihi persamaan 23 RSNI 03-2847-201X dan 12.8-3 ASCE 7-10 berikut ini:

C1 harus tidak kurang dari persamaan 24 RSNI 03-2847-201X & 12.8-5 ASCE 7-10 :Cs=0.044 SDS Ie > 0.01

Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah dimana S1 sama dengan atau lebih besar dari 0.6 g, maka Cs harus tidak kurang dari persamaan 25 RSNI 03-2847-201X & 12.8-6 ASCE 7-10:

Keterangan:

SD1=parameter percepatan spektruk respons desain pada periode sebesar 1 detik, seperti ditentukan dari Pasal 6.10.4T = periode fundamental struktur (detik) yang ditentukan dalam Pasal 7.8.2S1 = Parameter percepatan spectrum respons maksimum yang dipetakan yang ditentukan sesuai dengan pasal 6.10.4

= = = =

= 1( )= = 1

( )=

Karena S1=0.3 < 0.60 g, maka tidak perlu untuk dilakukan perhitungan Csx minimum

Karena S1=0.3 < 0.60 g, maka tidak perlu untuk dilakukan perhitungan Csy minimum

Dari ketiga tabel diatas, Cs yang dipakai adalah > dari Cs minimum = Csx = 0.045 & Csy = 0.051

Penentuan beban gempa dasar berdasarkan prosedur analisa static ekivalen :

0.36

8

1

0.0450.36

7

1

0.051

0.733

0.62268

1

0.1470.733

0.35577

1

0.294

V = Cs x W

Cs = Koefisien respon gempa

W = berat efektif untuk perhitungan gempa

Dari cuplikan hasil output program computer, center mass rigidity :

W = 430,580.83 x 9.8 = 4,219,692.18 kg

Jadi beban gempa dasar =

Vx = (0.045) x (4,219,692.18) = 189.886 kg (pembulatan) Vy = (0.051) x (4,219,692.18) = 215.204 kg (pembulatan)

Menentukan distribusi vertical gaya gempa static ekivalen.

Gaya gempa lateral (Fx)(kg) yang timbul di semua tingkat harus di tentukan dari persamaan berikut :

Dimana:

F= Beban gempa CV= Koefisien distribusi Hi = tinggi lantai pada level i Wi = Berat efektif pada lantai i

k untuk perhitungan static ekivalen didapat dari tabel berikut ini :

T (sec) kT < 0.5 1

0.5 < T < 2.5 interpolasiT < 2.5 2

T1x= 0.6226 sec kx = 1.061 (hasil interpolasi linier) T1y= 0.3557sec ky = 1

Penjelasan analisis:

Dilakukan analisis 3 dimensi dengan menggunakan program computer Kekakuan elemen direduksi dan digunakan momen inersia efektif untuk

memperhitungkan retakan Untuk memperhitungkan pengaruh torsi, dimasukkan eksentrisitas rencana pada pusat

massa (akibat beban lateral), namun tidak perlu diberikan koefisien pembesaran karena struktur tidak memiliki torsional irregularity.

Pada analisa beban lateral arah-X struktur diberlakukan sebagai system rangka pemikul momen khusus (special RC moment frames).

Pada analisa beban lateralarah-Y diberlakukan system ganda dengan rangka pemikul momen khusus harus mampu memikul beban lateral sebesar 25% beban lateral rencana tanpa memperhitungkan keberadaan dinding geser.

Ekesentrisitas pusat massa terhadap pusat rotasi lantai

Salah satu faktor yang harus diperhatikan dalam perencanaan struktur tahan gempa adalah timbulnya momen torsi pada elemen bangunan. Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed. Rumus yang digunakan adalah :

Untuk 0 < e < 0,3 b :

ed = 1,5 e + 0,05 b atau ed = e – 0,05 b dan dpilih diantara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan.

Untuk e > 0,3 b :

ed = 1,33 e + 0,1 b atau ed = 1,17 e – 0,1 b dan dipilih diantara keduannya yang pengaruhnya paling menentukan.

Dimana :

b adalah ukuran horizontal terbesar denah struktur pada lantai gedung yang di tinjau, tegak lurus arah pembebanan gempa.

e adalah selisih antara pusat massa dan pusat kekakuan pada lantai gedung yang ditinjau.

Pusat massa dan pusat kekakuan didapat dari hasil perhitungan computer. Dari output program computer dapat dilihat bahwa antara pusat massa dan pusat kekakuan adalah sama. Sehingga menghasilkan nilai e (selisih pusat massa dan pusat kekakuan) yang sama yaitu 0. Hal ini disebabkan semua elemen struktur pada model ini sama dan bangunan simetris. Sehingga input kedalam program computer adalah sebagai berikut :

Gambar : Distribusi Gaya Geser Tiap Lantai (Arah-X)

Gambar : Distribusi Gaya Geser Tiap Lantai (Arah-Y)