FTSL ITBProdi Teknik Sipil

PerencanaanBangunan Tahan Gempa

Pelatihan Software ETABS

Ediansjah Zulkifli

Daftar Isi

1 Pendahuluan 1

1.1 Sistem Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1.1 Frame System (Sistem Rangka) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1.2 Momen Resisting Frame System (Sistem Rangka Pemukul Momen) . . . . 21.1.3 Dual System (Sistem Dual Rangka dan Dinding Geser) . . . . . . . . . . . 2

1.2 Sistem rangka pemikul momen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Desain SRPMK berdasarkan SNI 03-2847-2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3.1 Desain SRPMK pada elemen balok (elemen menerima lentur) . . . . . . . 31.3.2 Desain SRPMK pada elemen kolom (elemen menerima lentur dan aksial) . 71.3.3 Desain SRPMK pada hubungan balok-kolom . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2 Perangkat lunak ETABS 15

2.1 Terminologi pemodelan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2 Teknik analisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3 Kombinasi beban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 Perencanaan bangunan tahan gempa, studi kasus 18

3.1 Data bangunan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2 Data pembebanan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2.1 Beban gravitasi pada struktur gedung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2.2 Beban gempa pada struktur gedung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.3 Pemodelan struktur gedung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.3.1 Inisialisasi pemodelan struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.3.2 Data material dan elemen-elemen struktur gedung . . . . . . . . . . . . . 333.3.3 Pemodelan elemen kolom pada struktur gedung . . . . . . . . . . . . . . 393.3.4 Pemodelan elemen balok pada struktur gedung . . . . . . . . . . . . . . . 423.3.5 Pemodelan elemen pelat lantai pada struktur gedung . . . . . . . . . . . . 46

3.4 Pembebanan pada model struktur gedung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.4.1 Pembebanan gravitasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.4.2 Pembebanan gempa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.5 Langkah-langkah tambahan dalam pemodel struktur gedung . . . . . . . . . . . . 553.5.1 Mass Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.5.2 Special Seismic Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563.5.3 Diafragma Kaku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

i

I-MHERE@ETABS

3.5.4 Meshing Elemen Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.5.5 Perletakan (restraints) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.5.6 Preferences Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.5.7 Setting Analysis Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.6 Analisis struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.6.1 RUN 1 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.6.2 RUN 2 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.6.3 RUN 3 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.6.4 RUN Check Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4 Analisis statik non-linier 88

4.1 Pengertian dan prosedur analisis beban dorong statik . . . . . . . . . . . . . . . . 884.1.1 Pengertian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884.1.2 Prosedur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.2 Sendi plastis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.2.1 Hinge properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.2.2 Distribusi Sendi Plastis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

4.3 Distribusi vertikal beban gempa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.3.1 Distribusi beban gempa merata (uniform) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.3.2 Distribusi beban gempa sesuai bentuk moda . . . . . . . . . . . . . . . . 994.3.3 Distribusi beban gempa berdasarkan ASCE 07-05 / IBC 2006 [1] . . . . . 99

4.4 Performance based design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014.4.1 Pengertian dan prosedur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

4.4.1.1 Tahapan Capacity Spectrum Method berdasarkan ATC-40 [6] . . . 1024.4.1.2 Pembentukan Kurva Kapasitas Bilinear (Force-Displacement) [15] . 1084.4.1.3 Tahapan Displacement Coefficient Method (FEMA-356) [15] . . . 1094.4.1.4 Tahapan Displacement Coefficient Method (FEMA-440) [7] . . . . 112

4.5 Taraf Kinerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.5.1 Klasifikasi Taraf Kinerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.5.2 Klasifikasi Deformation Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.6 Evaluasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.6.1 Hasil Capacity Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

5 Daftar Pustaka 121

ii FTSL ITB

Daftar Gambar

1.1 Tipikal gedung bertingkat banyak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Ketentuan Umum Balok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Keterangan Ketentuan Lentur Balok [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.4 Keterangan Ketentuan Penulangan Transversal Balok [2] . . . . . . . . . . . . 61.5 Tulangan Transversal dan Pengait [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.6 Kuat lentur minimal kolom [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.7 Tulangan transversal spiral [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.8 Tulangan transversal tertutup persegi [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.9 Contoh tulangan transversal pada kolom [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.10 Luas efektif hubungan balok-kolom [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1 Denah lantai tipikal bangunan gedung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2 Peta Gempa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.3 Respons spektra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.4 ETABS startup screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.5 Inisialisasi pemodelan struktur baru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.6 Building plan grid system dan stroy definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.7 Edit Story Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.8 Two windows view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.9 Define material properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.10 Material properties data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.11 Define frame properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.12 Column rectangular section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.13 Column reinforcement data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.14 Column set modifiers data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.15 Beam rectangular section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.16 Beam reinforcement data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.17 Beam set modifier data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.18 Define Frame Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.19 Define Wall/Slab/Deck sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.20 Wall/Slab section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.21 Slab set modifier data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.22 Pemodelan elemen kolom, similar stories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.23 Select plan level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.24 Column object properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.25 Kolom-kolom Roof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.26 Konfigurasi Kolom Akhir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.27 Pemodelan elemen balok, similar stories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.28 Beam object properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

iii

I-MHERE@ETABS

3.29 Elemen-elemen balok pada grid 1, similar stories . . . . . . . . . . . . . . . . 433.30 Replikasi elemen-elemen balok, similar stories . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.31 Elemen balok sumbu X dan Y, similar stories . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.32 Elemen kolom dan balok akhir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.33 Slab object properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.34 Set building view options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.35 Penggambaran elemen pelat lantai, similar stories . . . . . . . . . . . . . . . 473.36 Struktur gedung (balok-kolom dan pelat) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.37 Load case definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.38 Slab select section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.39 Uniform surface loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.40 Frame Distributed Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.41 Uniform surface loads, floor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.42 Uniform surface loads, roof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.43 Define Response Spectrum Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.44 Response Spectrum UBC 97 Function Definition . . . . . . . . . . . . . . . . 533.45 Define Response Spectra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.46 Response Spectrum Case Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.47 Mass Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.48 Special Seismic Load Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563.49 Assign Diaphragms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.50 Diaphragms Extent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.51 Select Slab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.52 Auto Mesh Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.53 Slab Meshing form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.54 Meshing Elemen Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.55 Titik-titik perletakan pada level BASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.56 Select plan,level BASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.57 Restraints assignment, level BASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.58 Concrete Frame Design Preference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.59 Live Load Reduction Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.60 Analysis Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.61 Dynamic Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.62 P-Delta Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.63 Show Mode Shape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.64 Mode Shape 1 (translasi sumbu x) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.65 Mode Shape 2 (translasi sumbu y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.66 Display Show Tables Run 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.67 Modal Participating Mass Ratio (Jumlah Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . 673.68 Center Mass Rigidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683.69 Modal Participating Mass Ratio (Periode Getar) . . . . . . . . . . . . . . . . 683.70 Response Spectrum Base Reactions (Arah Gempa) . . . . . . . . . . . . . . . 693.71 Set Modifier Balok (Run 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.72 Set Modifier Kolom (Run 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.73 Response Spectrum Run 2 (E1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.74 Response Spectrum Run 2 (E2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

iv FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.75 Show Table Form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.76 Kombinasi yang dipilih . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.77 Control Drift Ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.78 Gaya Geser Dasar Dinamik CQC arah X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743.79 Gaya Geser Dasar Dinamik CQC arah Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.80 Response Spectrum Run 3 (tanpa torsi) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.81 Response Spectrum Run 3 (dengan torsi) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773.82 Define Load Combination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.83 Load Combination 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.84 Design Combo Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.85 Design Info Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.86 Longitudinal Reinforcing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.87 Display Tables Beam Summary Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.88 select Cases/ Combo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.89 Beam Summary Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.90 Assign Beam Longitudinal Reinforcing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.91 Reinforcement Data to be Checked . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.92 Display Design Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

4.1 Static Load Cases Pushover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894.2 Modify Lateral Load EX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894.3 Modify Lateral Load EY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904.4 Assign Frame Hinges Balok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904.5 Assign Frame Hinges Kolom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914.6 Roof Plan View (Pushover joint) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914.7 Pushover joint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.8 Pushover Cases GRAV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.9 Pushover Cases PUSH1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934.10 Pushover Cases PUSH2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934.11 Pushover Cases PUSH3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944.12 Pushover Cases PUSH4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944.13 Pushover Cases PUSH5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954.14 Pushover Cases PUSH6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954.15 Kurva Hubungan Force-Displacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.16 Kurva Hubungan Force-Displacement / Momen Rotasi . . . . . . . . . . . . . 974.17 Sendi Plastis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.18 Pola Distribusi Pembebanan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014.19 Response Spectra dengan redaman 5 persen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.20 Bentuk ADRS (Acceleration-Displacement Response Spectra) . . . . . . . . . 1024.21 Capacity Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.22 Capacity Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.23 Plot Demmand Spectrum dan Capacity Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . 1044.24 Representasi Bilinier Capacity Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1044.25 Damping Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054.26 Maximum Strain Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054.27 Demand Spectrum dan Representasi Bilinear . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

FTSL ITB v

I-MHERE@ETABS

4.28 Kurva Bilinear pada DCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1084.29 Tahapan DCM berdasarkan FEMA-356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.30 Capacity Spectrum PUSH1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.31 Capacity Spectrum PUSH2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.32 Capacity Spectrum PUSH3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.33 Capacity Spectrum PUSH4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.34 Capacity Spectrum PUSH5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194.35 Capacity Spectrum PUSH6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

vi FTSL ITB

Daftar Tabel

3.1 Perkiraan luas minimum penampang elemen kolom . . . . . . . . . . . . . . . 193.2 Faktor keutamaan struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3 Parameter Daktilitas Struktur Gedung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.4 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, ... . . . . . . . 263.5 Jenis-jenis Tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.6 Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah . . . . . 293.7 Kontrol Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743.8 Koefisien ψ untuk menghitung faktor respons gempa vertikal [3] . . . . . . . . 783.9 Tulangan Longitudinal Balok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.10 Tulangan Transversal Balok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.11 Tulangan Longitudinal dan Transversal Kolom . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.1 Nilai Koefisien Cu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004.2 Effective Seismic Weight berdasarkan ASCE 07-05 / IBC 2006 . . . . . . . . . 1004.3 Nilai K berdasarkan ATC-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064.4 SRAmin dan SRVmin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064.5 Structural Behavior Type (ATC-40) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064.6 Faktor Modifikasi C0 berdasarkan FEMA-356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.7 Faktor Modifikasi Cm berdasarkan FEMA-356 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.8 Faktor Modifikasi C2 berdasarkan FEMA-356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.9 Klasifikasi Taraf Kinerja berdasarkan Kondisi Balok dan Kolom . . . . . . . . . 1144.10 Deformation Limit pada berbagai tingkat kinerja ATC-40 . . . . . . . . . . . 1154.11 Performance Level Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

vii

1 Pendahuluan

" Earthquakes don’t kill people, buildings do "Nick Ambraseys - Seismolog, Imperial College London

Indonesia merupakan negara dengan sebagian besar wilayahnya memiliki tingkat kerawanan yangtinggi terhadap gempa bumi. Dari kejadian-kejadian gempa bumi pada beberapa tahun terakhir diIndonesia, banyak sarana dan prasarana fisik yang rusak akibat dampak dari peristiwa gempa ini.Selain bangunan-bangunan fisik yang mengalami kerusakan, hal yang paling penting dari peristiwa iniadalah banyaknya nyawa manusia yang hilang atau mengalami cedera akibat runtuh atau hancurnyabangunan pada saat gempa bumi terjadi. Hal inilah yang menyebabkan perlunya pemenuhan terhadapkaidah-kaidah perencanaan dan pelaksanaan suatu sistem struktur bangunan yang dapat bertahan danmelindungi penghuninya pada saat gempa terjadi, sehingga ungkapan dari seorang seismolog Inggrisyang dikutip pada bagian awal pendahuluan ini dapat dihindari.

Gbr. 1.1: Tipikal gedung bertingkat banyak

Untuk mendukung realisasi dari tujuan-tujuan tersebut, pembuatan modul pelatihan penggunaansoftware yang relevan dengan Infrastruktur Tahan Gempa merupakan hal yang penting.

1

I-MHERE@ETABS

Pada saat ini, analisis dan perencanaan Infrastruktur Tahan Gempa yang dilakukan terutama un-tuk bangunan-bangunan gedung bertingkat tinggi dengan berbagai macam konfigurasi hampir tidakmungkin dilakukan tanpa penggunaan software komputer sebagai alat bantu. Salah satu softwareyang umum dan banyak digunakan di Indonesia adalah ETABS.

Analisis dan perencanaan struktur dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak ETABS.

1.1 Sistem Struktur

1.1.1 Frame System (Sistem Rangka)

Merupakan sistem struktur yang sistem rangkanya mampu memikul seluruh beban gravitasi. Sedang-kan beban lateral dapat dipikul oleh dinding geser atau bresing.

1.1.2 Momen Resisting Frame System (Sistem Rangka Pemukul Momen)

Pada sistem rangka pemikul momen, beban gravitasi mampu dipikul oleh rangka struktur. Padasistem ini beben lateral dipikul dengan cara aksi lentur pada setiap elemennya. Terdapat ciri padasistem struktur ini

1. Beban ditransfer oleh geser di kolom sehingga menghasilkan momen pada balok dan kolom

2. Hubungan balok-kolom harus didisain dengan baik sebab hubungan balok-kolom merupakanbagian yang penting agar sistem bekerja dengan baik

3. Momen dan geser dari beban lateral harus ditambahkan pada struktur dari beban gravitasi

1.1.3 Dual System (Sistem Dual Rangka dan Dinding Geser)

Berikut ini adalah beberapa syarat sistem Dual:

1. Sistem rangka mampu memikul beban gravitasi

2. Beban lateral dipikul oleh dinding geser atau bresing dan sistem rangka. Rangka harus didisainsehingga mampu memikul setidaknya 25 persen dari gaya geser dasar struktur. Apabila rangkamemikul beban lateral lebih kecil dari 25 persen beban geser total, maka dalam mendisainrangka diperlukan kombinasi pembebanan khusus dengan perbesar pada gaya lateral hinggarangka dapat memikul gaya lateral 25 persen gaya geser total.

3. Dual sistem harus didisain agar mampu memikul gaya geser dasar total yang proporsionalterhadap kekakuan relatif memperhitungkan iteraksi dual sistem pada semual lantai.

2 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

1.2 Sistem rangka pemikul momen

Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) adalah sistem rangka ruang dimana komponen-komponenstruktur balok, kolom dan join-joinnya menahan gaya-gaya yang bekerja melalui aksi lentur, geser danaksial [14]. Sistem Rangka Pemikul Momen dapat dibagi menjadi:

1. Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)Suatu sistem rangka yang memenuhi ketentuan-ketentuan pasal 3 hingga pasal 20 SNI 03-2847-2002. Sistem rangka ini pada dasarnya memiliki tingkat daktilitas terbatas dan hanya cocokdigunakan di daerah dengan risiko gempa yang rendah (zona 1 dan 2).

2. Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)Suatu sistem rangka yang memenuhi ketentuan-ketentuan untuk rangka pemikul momen biasajuga memenuhi ketentuan-ketentuan detailing pasal 23.2(2(3)) dan pasal 23.10 SNI 03-2847-2002. Sistem rangka ini pada dasarnya memiliki tingkat daktilitas sedang dan dapat digunakandi daerah dengan zona gempa 1 hingga zona 4.

3. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)Suatu sistem rangka yang selain memenuhi ketentuan-ketentuan untuk rangka pemikul momenbiasa juga memenuhi ketentuan-ketentuan pasal 23.2 sampai dengan pasal 23.5 SNI 03-2847-2002. Sistem ini memiliki daktilitas penuh dan wajib digunakan di zona 5 dan 6.

1.3 Desain SRPMK berdasarkan SNI 03-2847-2002

1.3.1 Desain SRPMK pada elemen balok (elemen menerima lentur)

Berikut ini adalah beberapa ketentuan yang berlaku untuk komponen-komponen struktur pada SistemRangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) yang memikul gaya akibat beban gempa dan direncanakanuntuk memikul lentur (elemen balok) [4]:

BU .a Gaya aksial tekan terfaktor pada komponen struktur tidak boleh melebihi 0.1Agf‘c.

BU .b Bentang bersih komponen struktur tidak boleh kurang dari empat kali tinggi effektifnya

BU .c Perbandingan lebar terhadap tinggi tidak boleh kurang dari 0.3.

BU .d Lebar tidak boleh kurang dari 250 [mm]

BU .e Lebar tidak boleh lebih dari lebar komponen struktur pendukung (diukur pada bidang tegaklurus terhadap sumbu longitudinal komponen struktur lentur) ditambah jarak pada tiap sisikomponen struktur pendukung yang tidak melebihi tiga perempat tinggi komponen strukturlentur.

Sebagai penjelasan tambahan untuk ketentuan - ketentuan umum dalam mendisain penampang ele-men struktur yang mengalami lentur dapat dilihat pada gambar 1.2

FTSL ITB 3

I-MHERE@ETABS

Gbr. 1.2: Ketentuan Umum Balok

Ketentuaan untuk tulangan longitudinal pada elemen yang direncanakan memikul lentur dan bebangempa [4]:

BL .a Pada setiap irisan penampang komponen struktur lentur, jumlah tulangan atas dan bawahtidak boleh kurang dari √

f‘c4fy

bwd dan1.4

fybwd,

kecuali untuk komponen struktur besar dan masif, luas tulangan yang diperlukan pada se-tiap penampang, positif maupun negatif, paling sedikit harus sepertiga lebih besar dari yangdiperlukan berdasarkan analisis.

BL .b Rasio tulangan (ρ) tidak boleh melebihi 0.025.

BL .c Sekurang - kurangnya harus ada dua batang tulangan atas dan dua batang tulangan bawahyang dipasang secara menerus.

BL .d Kuat lentur positif komponen struktur lentur pada muka kolom tidak boleh lebih kecil darisetengah kuat lentur negatifnya pada muka tersebut. Baik kuat lentur negatif maupun positifpada setiap penampang sepanjang bentang tidak boleh kurang dari seperempat kuat lenturterbesar yang disediakan pada kedua muka kolom tersebut (gambar 1.3).

- M+uend ≥ 1

2M−uend

- M+uspan ≥ 1

4max[M+u ,M

−u ]end

- M−uspan ≥ 1

4max[M+u ,M

−u ]end

4 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 1.3: Keterangan Ketentuan Lentur Balok [2]

BL .e Sambungan lewatan pada tulangan lentur hanya diizinkan jika ada tulangan spiral atau sengk̃angtertutup yang mengikat bagian sambungan lewatan tersebut. Spasi sengkang yang mengikat

daerah sambungan lewatan tersebut tidak boleh melebihid

4atau 100 [mm]. Sambungan

lewatan tidak boleh digunakan pada daerah hubungan balok-kolom, pada daerah hingga jarakdua kali tinggi balok dari muka kolom dan pada tempat-tempat yang berdasarkan analisis,memperlihatkan kemungkinan terjadinya leleh lentur akibat perpindahan lateral inelastis struk-tur rangka.

Ketentuaan untuk tulangan transversal pada elemen yang direncanakan memikul lentur dan bebangempa (elemen balok) [4]:

BT .a Sengkang tertutup harus dipasang pada komponen struktur pada daerah hingga dua kali tinggibalok diukur dari muka tumpuan ke arah tengah bentang, di kedua unjung komponen strukturlentur, dan pada daerah dua kali tinggi balok pada kedua sisi dari suatu penampang dimanaleleh lentur diharapkan dapat terjadi sehubungan dengan terjadinya deformasi inelastis strukturrangka.

BT .b Sengkang tertutup pertama harus dipasang tidak lebih dari 50 [mm] dari muka tumpuan. Jarak

maksimum antara sengkang tertutup tidak boleh melebihid

4, delapan kali diameter terkecil

tulangan memanjang, 24 kali diameter batang tulangan sengkang tertutup, dan 300 [mm](gambar 1.4).

FTSL ITB 5

I-MHERE@ETABS

Gbr. 1.4: Keterangan Ketentuan Penulangan Transversal Balok [2]

BT .c Pada daerah yang memerlukan sengkang tertutup, tulangan memanjang pada perimeter harusmempunyai pendukung lateral yang didapat dari sudut sebuah sengkang atau kait ikat yangsudut dalamnya tidak lebih dari 135o dan tidak boleh ada batang tulangan sepanjang masing-masing sisi sengkang atau sengkang ikat yang jarak bersihnya lebih dari 150 [mm] terhadapbatang tulangan yang didukung secara lateral. Jika tulangan longitudinal terletak disekelilingperimeter suatu lingkaran, maka sengkang berbentuk lingkaran penuh dapat dipergunakan

BT .d Pada daerah yang tidak memerlukan sengkang tertutup, sengkang dengan kait gempa pada

kedua ujungnya harus dipasang dengan spasi tidak lebih darid

2di sepanjang bentang komponen

struktur ini (gambar 1.5).

6 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 1.5: Tulangan Transversal dan Pengait [2]

BT .e Sengkang tertutup dalam komponen struktur lentur diperbolehkan terdiri dari dua unit tu-lang̃an, yaitu: sebuah sengkang dengan kait gempa pada kedua ujung dan ditutup oleh pengikatsilang. Pada pengikat silang yang berurutan yang mengikat tulangan memanjang yang sama,kait 90 derajatnya harus dipasang secarang selang seling. Jika tulangan memanjang yang diberipengikat silang dikekang oleh pelat lantai hanya pada satu sisi saja maka kait 90 derajatnyaharus dipasang pada sisi yang dikekang.

1.3.2 Desain SRPMK pada elemen kolom (elemen menerima lentur dan aksial)

Ketentuan berikut berlaku untuk elemen struktur SRPMK yang memikul gaya akibat beban gempa,dan menerima beban aksial terfaktor yang lebih besar dari 0.1Agf‘c [4]:

KU .a Ukuran penampang terkecil, diukur pada garis lurus yang melalui titik pusat geometris penam-

FTSL ITB 7

I-MHERE@ETABS

pang, tidak kurang dari 300 [mm].

KU .b Perbandingan antara ukuran terkecil penampang terhadap ukuran dalam arah tegak lurusnyatidak kurang dari 0.4.

Ketentuan kuat lentur minimum kolom [4] adalah :

KK .a Kuat lentur kolom harus memenuhi persamaan

∑

Me ≥(

6

5

)

∑

Mg ,

dimana∑

Me adalah jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom sehubungan dengankuat lentur nominal kolom yang merangka pada hubungan balok-kolom tersebut. Kuat lenturkolom harus dihitung dengan gaya aksial terfaktor, yang sesuai dengan arah gaya-gaya lateralyang ditinjau yang menghasilkan nilai kuat lentur terkecil. Sedangkan

∑

Mg jumlah momenpada pusat balok-kolom sehubungan dengan kuat lentur nominal balok-balok yang merangkakpada hubungan balok-kolom tersebut (gambar 1.6) .

Gbr. 1.6: Kuat lentur minimal kolom [2]

KK .b Kuat lentur harus dijumlahkan sedemikian hingga momen kolom berlawanan dengan momenbalok

KK .c Jika butir a tidak dipenuhi maka kolom pada hubungan balok-kolom tersebut harus diren-canakan dengan memberikan tulangan transversal seperti yang ditentukan pada butir KT as/d e yang dipasang sepanjang tinggi kolom.

Tulangan memanjang pada kolom harus memenuhi beberapa ketentuan berikut [4]:

KL .a Rasio tulangan memanjang ρt tidak boleh kurang dari 0.01 dan tidak boleh lebih dari 0.06

8 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

KL .b Sambungan lewatan hanya diizinkan di lokasi setengah panjang elemen struktur yang beradaditengah, direncanakan sebagai sambungan lewatan tarik, dan harus diikat dengan tulanganspiral atau sengkang tertutup yang direncanakan.

Beberapa ketentuan tulangan transverasal kolom adalah [4]:

KT .a Rasio volumetrik tulangan spiral atau sengkang cincin (ρs) ,tidak boleh kurang dari

0.12f‘cfyh

dan juga tidak boleh kurang dari

0.45

(

Ag

Ac- 1

)

f‘cfy

dengan fy adalah kuat leleh tulangan spiral tidak boleh diambil lebih dari 400 [MPa] (gambar1.7) .

Gbr. 1.7: Tulangan transversal spiral [2]

FTSL ITB 9

I-MHERE@ETABS

KT .b Luas total penampang sengkang tertutup persegi (Ash) tidak boleh kurang dari

0.3

(

s hcf‘cfyh

)(

Ag

Ach

- 1

)

,

dan

0.09

(

s hcf‘cfyh

)

,

(gambar 1.8).

Gbr. 1.8: Tulangan transversal tertutup persegi [2]

KT .c Tulangan transversal harus berupa sengkang tunggal atau tumpuk. Tulangan pengikat silangdengan diameter dan spasi yang sama dengan diameter dan spasi sengkang tertutup bolehdigunakan. Tiap ujung tulangan pengikat silang harus terkait pada tulangan longitudinalterluar. Pengikat silang yang berurutan harus ditempatkan secara selang-seling berdasarkan

10 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

bentuk kait ujungnya (gambar 1.9).

Gbr. 1.9: Contoh tulangan transversal pada kolom [2]

KT .d Bila kuat rencana pada bagian inti komponen struktur telah memenuhi ketentuan kombinasipembebanan termasuk pengaruh gempa maka persamaan

0.3

(

s hcf‘cfyh

)(

Ag

Ach

- 1

)

,

dan

0.45

(

Ag

Ac- 1

)

f‘cfy,

tidak perlu diperhatikan.

KT .e Bila tebal selimut beton di luar tulangan transversal pengekang melebihi 100 [mm], tulangantransversal tambahan perlu dipasang dengan spasi tidak melebihi 300 [mm]. Tebal selimut diluar tulangan transversal tambahan tidak boleh melebihi 100 [mm].

KT .f Tulangan transversal harus diletakkan dengan spasi tidak lebih daripada satu per empat daridiameter terkecil komponen struktur, enam kali diameter tulangan longitudinal, dan tidak lebihdari sx, sesuai dengan persyaratan

sx =

[

100 + (350 − hx

3)

]

.

Nilai sx tidak perlu lebih besar dari 150 [mm] dan tidak perlu lebih kecil dari 100 [mm].

KT .g Tulangan pengikat silang tidak boleh dipasang dengan spasi lebih daripada 350 [mm] darisumbu ke sumbu dalam arah tegak lurus sumbu komponen struktur.

KT .h Tulangan transversal harus dipasang sepanjang lo dari setiap muka hubungan balok-kolom danjuga sepanjang lo pada kedua sisi dari setiap penampang yang berfungsi membentuk leleh lenturakibat deformasi lateral inelastis struktur rangka. Panjang lo ditentukan tidak kurang daripadatinggi penampang komponen struktur pada muka hubungan balok-kolom atau pada segmen

FTSL ITB 11

I-MHERE@ETABS

yang berpotensi membentuk leleh lentur, seperenam bentang bersih komponen struktur, dan500 [mm]

KT .i Bila gaya-gaya kasial terfaktor pada kolom akibat beban gempa melampaui 0.1Agf‘c, dan gayaaksial tersebut berasal dari komponen struktur lainnya yang sangat kaku yang didukungnya,misalnya dinding, maka kolom tersebut harus diberi tulangan transversal pada seluruh tinggikolom

KT .j Bila tulangan transversal tidak dipasang diseluruh panjang kolom maka pada daerah sisanyaharus dipasang tulangan spiral atau pengekang tertutup dengan spasi sumbu ke sumbu tidaklebih daripada nilai terkecil dari enam kali diameter tulangan longitudinal kolom atau 150 [mm].

1.3.3 Desain SRPMK pada hubungan balok-kolom

Ketentuan umum untuk hubungan balok kolom adalah [4]:

HU .a Gaya-gaya pada tulangan longitudinal balok di muka hubungan balok-kolom harus ditentukandengan menganggap bahwa tegangan pada tulangan tarik lentur adalah 1.25fy.

HU .b Kuat hubungan balok-kolom harus direncanakan menggunakan faktor reduksi kekuatan

HU .c Tulangan longitudinal balok yang berhenti pada suatu kolom harus diteruskan hingga mencapaisisi jauh dari inti kolom terkekang dan diangkur.

HU .d Bila tulangan longitudinal balok diteruskan hingga melewati hubungan balok-kolom, dimensikolom dalam arah paralel terhadap tulangan longitudinal balok tidak boleh kurang dari 20kali diameter tulangan longitudinal terbesar balok untuk beton berat normal. Bila digunakanbeton ringan maka dimensi tersebut tidakb oleh kurang daripada 26 kali diameter tulanganlongitudinal terbesar balok.

Kententuan tulangan transversal pada hubungan balok kolom adalah [4]:

HT .a Tulangan transversal berbentuk sengkang tertutup sesuai yang ditentukan pada KT s/d harusdipasang di dalam daerah hubungan balok-kolom, kecuali bila hubungan balok-kolom tersebutdikekang oleh komponen-komponen struktur sesuai HIb

HT .b Pada hubungan balok-kolom dimana balok-balok dengan lebar setidak-tidaknya sebesar tigaperempat lebar kolom, merangka pada keempat sisinya, harus dipasang tulangan transversalpaling sedikit sejumlah setengan dari yang ditentukan pada KT a s/d e. Tulangan transversal inidipasang di daerah hubungan balok-kolom setinggi balok terendah yang merangka ke hubungantersebut. Pada daerah tersebut, spasi tulangan transversal dapat diperbesar menjadi 150 [mm]

HT .c Pada hubungan balok-kolom, dengan lebar balok lebih besar daripada lebar kolom, tulangantrasnversal yang ditentukan pada KT a s/d e harus dipasang pada hubungan tersebut untukmemberikan kekangan terhadap tulangan longitudinal balok yang berada diluar daerah intikolom, terutama bila kekangan tersebut tidak disediakan oleh balok yang merangka padahubungan tersebut.

12 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Ketentuan kekuatan geser nominal hubungan balok-kolom [4]:

HK .a Kuat geser nominal hubungan balok-kolom tidak boleh diambil lebih besar daripada ketentuanberikut ini untuk beton berat normal.

- Untuk hubungan balok-kolom yang terkekang pada keempat sisinya 1.7√

f‘cAi

- Untuk hubungan yang terkekang pada ketiga sisinya atau dua sisi yang berlawanan 1.25√

f‘cAi

- Untuk hubungan lainnya 1.0√

f‘cAi

Luas hubungan balok-kolom Ai ditunjukkan pada gambar 1.10. Suatu balok yang merangkapada hubungan balok-kolom dianggap memberikan kekangan bila setidak-tidaknya tiga perem-pat bidang muka hubungan balok-kolom tersebut tertutupi oleh balok yang merangka tersebut.Hubungan balok-kolom dapat dianggap terkekang bila ada empat balok yang merangka padakeempat sisi hubungan balok-kolom tersebut

Gbr. 1.10: Luas efektif hubungan balok-kolom [2]

HK .b Untuk beton ringan, kuat geser nominal hubungan balok koloma tidak boleh diambil lebihbesar daripada tiga per empat nilai-nilai yang diberikan pada butir HK a

Panjang penyaluran tulangan tarik harus memenuhi ketentuan sebagai berikut [4]:

HP .a Panjang penyaluran ldh untuk tulangan tarik dengan kait 90o dalam beton berat normal tidakboleh diambil lebih kecil daripada 8db, 150 [mm], dan nilai

ldh =fydb

5.4√f ‘c

FTSL ITB 13

I-MHERE@ETABS

untuk diameter tulangan sebesar 10 [mm] hingga 36 [mm]. Untuk beton ringan, panjangpenyaluran tulangan tarik tidak boleh diambil lebih kecil dari 10db, 190[mm], dan 1.25 kalinilai ldh. Kait 90o harus ditempatkan di dalam inti terkekang kolom atau komponen batas.

HP .b Untuk diameter 10 [mm] hingga 36 [mm], panjang penyaluran tulangan tarik ld tanpa kait tidakboleh diambil lebih kecil daripada 2.5 kali panjang penyaluran ldh bila ketebalan pengecoranbeton di bawah tulangan tersebut kurang daripada 300 [mm], dan 3.5 kali panjang penyaluranldh bila ketebalan pengecoran di bawah tulangan tersebut melebihi 300 [mm]

14 FTSL ITB

2 Perangkat lunak ETABS

Software yang digunakan dalam perencanaan bangunan tahan gempa ini adalah ETABS versi 9.x.ETABS merupakan perangkat lunak yang dirancang khusus untuk menganalisis dan merencanakanstruktur gedung secara tiga dimensi [9].

Struktur gedung diidealisasikan oleh ETABS sebagai rakitan (assemblage) dari luasan, garis dan objektitik [11]. Objek-objek ini merepresentasikan elemen-elemen dinding, lantai, kolom, balok, pengaku(bracing) dan pegas (spring). Geometri struktur dapat tidak simetris dan denah gedung tidak harusselalu persegi. Perilaku torsi dari lantai gedung dan kompatibilitas antar lantai dapat direpresentasikansecara akurat oleh program ETABS [8].

2.1 Terminologi pemodelan

Dalam program ETABS, bagian-bagian fisik dari suatu struktur gedung direpresentasikan sebagaiObjects, Members dan Elements. Objects merepresentasikan elemen-elemen fisik dari struktur gedung(balok, kolom, pelat, dll.). Elements (shell, membrane, dll.) mengacu kepada metoda elemen hinggayang digunakan oleh program untuk menghasilkan matriks kekakuan struktur. Dalam banyak kasusobjects dan elements berkorespondensi langsung, dan objects inilah yang "digambar" oleh penggunamelalui antarmuka (GUI, Graphical User Interface) program ETABS.

Objects bertujuan untuk merepresentasikan secara akurat elemen-elemen fisik dari struktur gedungdengan meminimalisasi intervensi dari pengguna dalam pemodelan matematika yang digunakan (ele-ments) dalam analisis struktur tersebut. Sebagai contoh, sebuah garis (line object) dapat memodelkansuatu balok induk dari struktur gedung secara utuh dan akurat, tanpa perlu membagi-bagi balok indukmenjadi elemen-elemen yang lebih kecil, walaupun banyak balok-balok anak atau elemen-elemen struk-tur lainnya (termasuk pola pembebanannya) yang terhubung pada balok induk ini. Meshing dari suatuelemen fisik pelat lantai dilakukan otomatis oleh program ETABS menjadi elemen-elemen hingga (shellatau membrane) yang diperlukan dalam analisis. Dengan menggunakan software ETABS, pemodelandan penyajian hasil analisis cukup dilakukan hanya dalam tingkatan object saja. Hal ini merupakanterminologi pemodelan ETABS yang sangat menguntungkan dalam pemodelan dan analisis strukturgedung dibandingkan dengan software-software lainnya [10].

2.2 Teknik analisis

Berikut ini adalah beberapa jenis-jenis analisis yang dapat dilakukan oleh program ETABS, meliputianalisis modal, analisis respon spektrum, analisis riwayat waktu, analisis P-Delta dan analisis non-linier.

– Analisis statik linierAnalisis statik linier secara otomatis akan diikut sertakan dalam setiap kasus beban (load case)yang didefinisikan. Efek non-linier dari geometri dan material tidak diperhitungkan dalamanalisis statik linier, kecuali apabila efek dari analisis inisial P-Delta diikut sertakan dalamsetiap kasus beban statik.

15

I-MHERE@ETABS

– Analisis modalAnalisis ini menghitung ragam getar dari struktur berdasarkan kekakuan dan massa strukturyang merupakan dasar untuk perhitungan analisis respon spektra dan analisis riwayat waktu.Analsis ragam getar yang dapat dilakukan adalah analisis vektor eigen dan analisis vektor Ritz.

– Analisis respon spektraDalam analisis ini percepatan tanah akibat gempa dalam setiap arah diberikan sebagai kurvarespon spektra yang merupakan hubungan antara respon akselerasi pseudo-spectral dan periodagetar dari struktur. Analisis ini bertujuan untuk mendapatkan respon maksimum dari struktur.

– Analisis dinamik riwayat waktuAnalisis dinamik riwayat waktu digunakan untuk mengetahui respon dari struktur terhadappembebanan dinamik.

– Analisis dinamik riwayat waktu non-linierMetode analisis riwayat waktu non-linier yang digunakan dalam ETABS adalah perbaharuandari metode Analisis Nonlinier Cepat "Fast Nonlinear Analysis"(FNA). Metode ini sangat efisiendan dimaksudkan untuk digunakan dengan sistem struktur yang elastis linier, tetapi memilikisejumlah elemen-elemen nonlinier standar, seperti bangunan dengan dasar isolator dan/atauperedam.

– Initial P-Delta analysisInitial P-Delta analysis mengakomodasi perilaku kekakuan lateral elemen pada sistem strukturakibat adanya gaya aksial tekan atau tarik. Gaya aksial tekan akan mengurangi kekakuan lateraldari elemen dan sebaliknya untuk gaya aksial tarik, yang merupakan efek P-Delta.

– Analisis statik non-linierAnalisis statis nonlinier yang dapat dilakukan ETABS:

– Nonlinier material pada elemen balok dan kolom.

– Nonlinear, hook, dan perilaku plastis pada link.

– Nonlinier geometris, termasuk large deflection dan efek P-Delta.

– Analisis nonlinear pada saat konstruksi.

– Analisis statik beban dorong (pushover analysis).

2.3 Kombinasi beban

Kombinasi pembebanan yang digunakan dalam mendisain sistem rangka struktur di ETABS adalahsebagai berikut:

1.4D

1.2D + 1.6L

1.2D + 0.5L± Ev ± SPECTF

1.2D + 0.5L± Ev ± SPECTFT

0.9D ± Ev ± SPECTF

0.9D ± Ev ± SPECTFT

(Bila ditotalkan terdapat 10 Kombinasi)

16 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Apabila struktur yang dianalisis adalah dual sistem maka SPECTF dan SPECTFT merupakan spektragempa yang didalam faktor skalanya berisi

gI

RfDγf ,

pada arah gempa dimana bekerja dual sistem (sistem rangka dan dinding geser).

Nilai γf :

γf = max

[

1,0.25 Gaya geser total pada satu arah yang ditinjau

Gaya geser rangka pada arah yang ditinjau

]

.

Arah yang ditinjau haruslah arah dimana dual sistem bekerja.

FTSL ITB 17

3 Perencanaan bangunan tahan gempa, studi kasus

Perencanaan struktur bangunan mengacu kepada SNI 03-2847-2002 (SNI Beton) [4], SNI 03-1726-2002 (SNI Gempa) [3] dan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung [12]. Kedua standar ini(SNI Gempa dan SNI Beton) masing-masing mengacu kepada ACI 318-02 [2] dan UBC 1997 [13].

3.1 Data bangunan

Bangunan yang akan direncanakan adalah struktur gedung 12 lantai. Luas setiap lantai tipikal adalah63 × 25 [m2]. Fungsi dari bangunan adalah gedung perkantoran. Bangunan akan didisain denganjenis struktur Frame System.

Data dari bangunan gedung ini adalah:

A. Tinggi lantai 1 (dasar) = 4.5 [m] dan tinggi lantai-lantai tipikal di atasnya = 3.5 [m].

B. Dimensi balok adalah

- B-25X50 dengan ukuran 25 [cm] × 50 [cm] dipasang dari story 9 hingga story atap

- B-30X50 dengan ukuran 30 [cm] × 50 [cm] dipasang dari story 5 hingga story 8

- B-40X60 dengan ukuran 40 [cm] × 60 [cm] dipasang dari story 1 hingga story 4

Gbr. 3.1: Denah lantai tipikal bangunan gedung

C. Tebal pelat lantai dan pelat atap = 15 [cm].

D. Mutu beton yang digunakan f ′c = 30 [MPa].

18

I-MHERE@ETABS

E. Tegangan leleh baja fy = 420 [MPa].

F. Modulus Elastisitas E = 4700√

f ′c [MPa].

Perkiraan awal minimum dari luas penampang elemen kolom (Acol) dapat dihitung berdasarkan bebangravitasi pada tributary area (Atrib) yang dipikul oleh kolom:

(Acol) =nstr

[

Atrib × (1.2DL + 1.6LL) + LDetc

]

0.65 × f ′c, (3.1)

dimana nstr adalah jumlah lantai yang dipikul di atas elemen kolom yang ditinjau, DL adalah besarbeban mati total persatuan luas, LL adalah besar beban hidup total persatuan luas dan LDetc adalahbeban terfaktor lainnya yang dipikul kolom. Perkiraan dimensi kolom ditampilkan pada tabel 3.1.

Ukuran Kolom Story50 [cm] × 50 [cm] Story 9 s/d Story atap60 [cm] × 60 [cm] Story 5 s/d Story 880 [cm] × 80 [cm] Story 1 s/d Story 4

Tab. 3.1: Perkiraan luas minimum penampang elemen kolom

3.2 Data pembebanan

3.2.1 Beban gravitasi pada struktur gedung

A. Beban mati

Beban mati pada gedung ini adalah:

– Berat sendiri struktur (balok, kolom, pelat, dinding).

– Beban mati tambahan (superimposed), yaitu:

– Plesteran keramik direncanakan setebal 1.5 [cm] dengan berat jenis mortar adukansebesar 2000 [kg/m3].

– Berat lantai keramik = 14 [kg/m2].

– Berat plafon = 10 [kg/m2].

– Mechanical and electrical = 20 [kg/m2].

– Beban tembok = (tinggi tipikal lantai − tinggi balok) [m] x 250 [kg/m2] (untuk tem-bok 1

2 bata). Beban tembok ini diberikan hanya pada balok-balok disisi luar gedung.

B. Beban hidup

Beban hidup [12] pada pelat lantai struktur gedung ini adalah sebesar 250 [kg/m2] untuk perkan-toran. Untuk pelat lantai atap ditetapkan sebesar 100 [kg/m2].

FTSL ITB 19

I-MHERE@ETABS

3.2.2 Beban gempa pada struktur gedung

Gedung berada di wilayah gempa 4 [3] di atas tanah sedang. Analisis beban gempa dilakukan dengancara respon spektra.

A. Klasifikasi beban gempa

Berdasarkan SNI-03-1726-2003 [5], beban gempa di klasifikasikan menjadi beberapa bagian sebagaiberikut.

a. Beban Gempa Rencana.Beban Gempa Rencana adalah nilai beban gempa yang peluang dilampauinya dalam rentangmasa layan gedung 50 tahun adalah 10 persen atau nilai beban gempa yang perioda ulangnyaadalah 500 tahun.

b. Beban Gempa Nominal.Nilai Beban Gempa Nominal ditentukan oleh tiga hal, yaitu oleh besarnya Gempa Rencana, olehtingkat daktilitas yang dimiliki struktur yang terkait, dan oleh tahanan lebih yang terkandungdi dalam struktur tersebut. Menurut Standar ini, tingkat daktilitas struktur bangunan gedungdapat ditetapkan sesuai dengan kebutuhan, sedangkan faktor tahanan lebih dari f1 untukstruktur bangunan gedung secara umum nilainya sekitar 1,6. Dengan demikian, Beban GempaNominal adalah beban akibat pengaruh Gempa Rencana yang direduksi dengan faktor daktilitasstruktur dan faktor tahanan lebih f1.

c. Beban Gempa Sedang.Beban Gempa Sedang adalah nilai beban gempa yang peluang dilampauinya dalam rentangmasa layan gedung 50 tahun adalah 50 persen atau nilai beban gempa ynag perioda ulangnyaadalah 75 tahun. Akibat Beban Gempa Sedang tersebut struktur bangunan gedung tidak bolehmengalami kerusakan struktural namun dapat mengalami kerusakan non-struktural ringan.

d. Beban Gempa Kuat.Beban Gempa Kuat adalah nilai beban gempa yang peluang dilampauinya adalah rentang masalayan gedung 50 tahun adalah 2 persen atau nilai beban gempa yang perioda ulangnya adalah2.500 tahun. Akibat Beban Gempa Kuat tersebut struktur bangunan gedung dapat mengalamikerusakan struktural yang berat namun harus tetap dapat berdiri sehingga korban jiwa dapatdihindarkan

B. Kategori gedungStandar ini menentukan pengaruh Gempa Rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan strukturgedung serta berbagai bagian dan peralatannya secara umum. Akibat pengaruh Gempa Rencana,struktur gedung secara keseluruhan harus masih berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisidi ambang keruntuhan. Gempa Rencana ditetapkan mempunyai perioda ulang 500 tahun, agarprobabilitas terjadinya terbatas pada 10 persen selama umur gedung 50 tahun.Untuk berbagai kategori gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan strukturgedung selama umur gedung dan umur gedung tersebut yang diharapkan, pengaruh Gempa Ren-cana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan I menurut persamaan :

I = I1I2 (3.2)

di mana I1 adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan denganpenyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung, sedangkan I2 adalah FaktorKeutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedungtersebut. Faktor-faktor Keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan menurut Tabel 3.2.

20 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr

.3.

2:Pet

aG

empa

FTSL ITB 21

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.3: Respons spektra

22 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Tab. 3.2: Faktor keutamaan struktur

C. Keteraturan struktur bangunan gedungStruktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan, apabila memenuhi ketentuan

sebagai berikut :

- Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40m.

- Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun mempunyai ton-jolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25 persen dari ukuran terbesar denah strukturgedung dalam arah tonjolan tersebut.

- Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun mempunyai coakansudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15 persen dari ukuran terbesar denah strukturgedung dalam arah sisi coakan tersebut.

- Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban lateral yang arahnyasaling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu utama ortogonal denah struktur gedungsecara keseluruhan.

- Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatan bidang muka dan kalaupun mempunyailoncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari 75 persen dari ukuran terbesar denah struktur bagian gedungsebelah bawahnya. Dalam hal ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkattidak perlu dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka.

- Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan, tanpa adanya tingkat lunak.

FTSL ITB 23

I-MHERE@ETABS

Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu tingkat, di mana kekakuan lateralnya adalahkurang dari 70 persen kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80 persen kekakuanlateral rata-rata 3 tingkat di atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateralsuatu tingkat adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan satu satuansimpangan antar-tingkat.

- Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya setiap lantai tingkatmemiliki berat yang tidak lebih dari 150 persen dari berat lantai tingkat di atasnya atau dibawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak perlu memenuhi ketentuan ini.

- Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan beban lateral yangmenerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila perpindahan tersebut tidak lebih darisetengah ukuran unsur dalam arah perpindahan tersebut.

- Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang atau bukaan yangluasnya lebih dari 50 persen luas seluruh lantai tingkat. Kalaupun ada lantai tingkat denganlubang atau bukaan seperti itu, jumlahnya tidak boleh melebihi 20 persen dari jumlah lantaitingkat seluruhnya.

Untuk struktur gedung beraturan, pengaruh Gempa Rencana dapat ditinjau sebagai pengaruh be-ban gempa statik ekuivalen, sehingga menurut Standar ini analisisnya dapat dilakukan berdasarkananalisis statik ekuivalen.

Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan-ketentuan diatas, ditetapkan sebagai strukturgedung tidak beraturan. Untuk struktur gedung tidak beraturan, pengaruh Gempa Rencanaharus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa dinamik, sehingga analisisnya harus dilakukanberdasarkan analisis respons dinamik.

D. Daktilitas struktur dan pembebanan gempa nominal

a. Faktor daktilitas struktur gedung µ adalah rasio antara simpangan maksimum struktur gedungakibat pengaruh Gempa Rencana pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan δm dansimpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama y, yaitu:

1, 0 ≤ µ =δmδy

≤ µm (3.3)

Dalam pers. 3.3 µ = 1,0 adalah nilai faktor daktilitas untuk struktur gedung yang berperilakuelastik penuh, sedangkan m adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkanoleh sistem struktur gedung yang bersangkutan menurut Pasal Dd

b. Apabila Ve adalah pembebanan maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana yang dapat dis-erap oleh struktur gedung elastik penuh dalam kondisi di ambang keruntuhan dan Vy adalahpembebanan yang menyebabkan pelelehan pertama di dalam struktur gedung, maka denganasumsi bahwa struktur gedung daktail dan struktur gedung elastik penuh akibat pengaruhGempa Rencana menunjukkan simpangan maksimum δm yang sama dalam kondisi di ambangkeruntuhan, maka berlaku hubungan sebagai berikut :

Vy =Ve

µ(3.4)

di mana µ adalah faktor daktilitas struktur gedung

c. Apabila Vn adalah pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana yang harus

24 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

ditinjau dalam perencanaan struktur gedung, maka berlaku hubungan sebagai berikut :

Vn =Vy

f1=Ve

R(3.5)

di mana f1 adalah faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam strukturgedung dan nilainya ditetapkan sebesar :

f1 = 1, 6 (3.6)

dan R disebut faktor reduksi gempa menurut persamaan:

1, 6 ≤ R = µf1 ≤ Rm (3.7)

Dalam pers. 3.7 R = 1,6 adalah faktor reduksi gempa untuk struktur gedung yang berperilakuelastik penuh, sedangkan Rm adalah faktor reduksi gempa maksimum yang dapat dikerahkanoleh sistem struktur yang bersangkutan menurut Pasal DdDalam Tabel 3.3 dicantumkan nilai R untuk berbagai nilai yang bersangkutan, dengan keten-tuan bahwa nilai dan R tidak dapat melampaui nilai maksimumnya menurut Pasal Dd

Tab. 3.3: Parameter Daktilitas Struktur Gedung

d. Nilai faktor daktilitas struktur gedung µ di dalam perencanaan struktur gedung dapat dipilihmenurut kebutuhan, tetapi tidak boleh diambil lebih besar dari nilai faktor daktilitas maksimumµm yang dapat dikerahkan oleh masing-masing sistem atau subsistem struktur gedung. DalamTabel 3.4 ditetapkan nilai µm yang dapat dikerahkan oleh beberapa jenis sistem dan subsistemstruktur gedung, berikut faktor reduksi maksimum Rm yang bersangkutan.

FTSL ITB 25

I-MHERE@ETABS

Tab. 3.4: Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, faktor tahanan lebihstruktur dan faktor tahanan lebih

26 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

e. Apabila dalam arah pembebanan gempa akibat pengaruh Gempa Rencana sistem strukturgedung terdiri dari beberapa jenis subsistem struktur gedung yang berbeda, faktor reduksigempa representatif dari struktur gedung itu untuk arah pembebanan gempa tersebut, dapatdihitung sebagai nilai rata-rata berbobot dengan gaya geser dasar yang dipikul oleh masing-masing jenis subsistem sebagai besaran pembobotnya menurut persamaan :

R =ΣVs

ΣVs/Rs

(3.8)

di mana Rs adalah nilai faktor reduksi gempa masing-masing jenis subsistem struktur gedungdan Vs adalah gaya geser dasar yang dipikul oleh masing-masing jenis subsistem strukturgedung tersebut, dengan penjumlahan meliputi seluruh jenis subsistem struktur gedung yangada. Metoda ini hanya boleh dipakai, apabila rasio antara nilai-nilai faktor reduksi gempa darijenis-jenis subsistem struktur gedung yang ada tidak lebih dari 1,5.

f. Untuk jenis subsistem struktur gedung yang tidak tercantum dalam Tabel 3.4, nilai faktordaktilitasnya dan faktor reduksi gempanya harus ditentukan dengan cara-cara rasional, misalnyadengan menentukannya dari hasil analisis beban dorong statik (static push-over analysis)

E. Jenis tanah dan perambatan gelombang gempa

a. Kecuali bila lapisan tanah di atas batuan dasar memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan dalamPasal Ec, pengaruh Gempa Rencana di muka tanah harus ditentukan dari hasil analisis peram-batan gelombang gempa dari kedalaman batuan dasar ke muka tanah dengan menggunakangerakan gempa masukan dengan percepatan puncak untuk batuan dasar menurut Tabel 3.6.Akselerogram gempa masukan yang ditinjau dalam analisis ini, harus diambil dari rekamangerakan tanah akibat gempa yang didapat di suatu lokasi yang mirip kondisi geologi, topografidan seismotektoniknya dengan lokasi tempat struktur gedung yang ditinjau berada. Untukmengurangi ketidak-pastian mengenai kondisi lokasi ini, paling sedikit harus ditinjau 4 buahakselerogram dari 4 gempa yang berbeda, salah satunya harus diambil Gempa El Centro N-Syang telah direkam pada tanggal 15 Mei 1940 di California. .

b. Batuan dasar adalah lapisan batuan di bawah muka tanah yang memiliki nilai hasil Test Pene-trasi Standar N paling rendah 60 dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnya yang memilikinilai hasil Test Penetrasi Standar yang kurang dari itu, atau yang memiliki kecepatan rambatgelombang geser vs yang mencapai 750 m/detik dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnyayang memiliki nilai kecepatan rambat gelombang geser yang kurang dari itu.

c. Jenis tanah ditetapkan sebagai Tanah Keras, Tanah Sedang dan Tanah Lunak, apabila untuklapisan setebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam Tabel3.5.

FTSL ITB 27

I-MHERE@ETABS

Tab. 3.5: Jenis-jenis Tanah

Dalam Tabel 3.5 vs , N dan Su adalah nilai rata-rata berbobot besaran itu dengan tebal lapisantanah sebagai besaran pembobotnya yang harus dihitung menurut persamaan-persamaan se-bagai berikut :

vs =

∑mi=1 ti

∑mi=1 ti/vsi

(3.9)

N =

∑mi=1 ti

∑mi=1 ti/Ni

(3.10)

Su =

∑mi=1 ti

∑mi=1 ti/Sui

(3.11)

di mana ti adalah tebal lapisan tanah ke-i, vsi adalah kecepatan rambat gelombang gesermelalui lapisan tanah ke-i, Ni nilai hasil Test Penetrasi Standar lapisan tanah ke-i, Sui adalahkuat geser niralir lapisan tanah ke-i dan m adalah jumlah lapisan tanah yang ada di atas batuandasar. Selanjutnya, dalam Tabel 3.5 PI adalah Indeks Plastisitas tanah lempung, wn adalahkadar air alami tanah dan Su adalah kuat geser niralir lapisan tanah yang ditinjau.

d. Yang dimaksud dengan jenis Tanah Khusus dalam Tabel 3.5 adalah jenis tanah yang tidakmemenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam tabel tersebut. Di samping itu, yang termasukdalam jenis Tanah Khusus adalah juga tanah yang memiliki potensi likuifaksi yang tinggi,lempung sangat peka, pasir yang tersementasi rendah yang rapuh, tanah gambut, tanah dengankandungan bahan organik yang tinggi dengan ketebalan lebih dari 3 m, lempung sangat lunakdengan PI lebih dari 75 dan ketebalan lebih dari 10 m, lapisan lempung dengan 25 kPa < Su

< 50 kPa dan ketebalan lebih dari 30 m. Untuk jenis Tanah Khusus percepatan puncak mukatanah harus ditentukan dari hasil analisis perambatan gelombang gempa menurut Pasal Ea

28 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Tab. 3.6: Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah untuk masing-masing Wilayah Gempa Indonesia

FTSL ITB 29

I-MHERE@ETABS

3.3 Pemodelan struktur gedung

3.3.1 Inisialisasi pemodelan struktur

Langkah pertama yang dilakukan untuk merencanakan struktur gedung sesuai dengan data padasub-bab 3.1 adalah dengan memulai model baru pada program ETABS.

Gbr. 3.4: ETABS startup screen

A. Jalankan program ETABS dan klik X untuk menutup window Tip of the Day apabila tampil.

B. Sesuaikan satuan yang akan digunakan dengan meng-klik drop-down menu pada sudut kananbawah program ETABS (gambar 3.4). Satuan default program ETABS adalah [kip-in], satuanyang akan digunakan selanjutnya dalam pelatihan ini adalah [kgf-m].

C. Klik File > New Model pada menubar. Setelah form inisialisasi (gambar 3.5) tampil, lalu kliktombol pilihan No. Keterangan lebih lanjut tentang form ini dapat dilihat dengan menekan tombolkeyboard F1 pada saat form ini tampil.

Gbr. 3.5: Inisialisasi pemodelan struktur baru

D. Setelah meng-klik tombol No di atas, akan muncul form (gambar 3.6) untuk menginisialisasi databangunan yaitu ukuran denah, tinggi lantai dasar dan tinggi setiap lantai tipikal di atas lantai

30 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.6: Building plan grid system dan stroy definition

dasar dari struktur gedung. form ini digunakan untuk menentukan grid horizontal, data setiaptingkat dari gedung dan untuk kasus tertentu model struktur dapat juga digenerasi dari template.Untuk studi kasus dalam pelatihan ini tidak digunakan template yang disediakan oleh programETABS.

E. Isikan data gedung yang akan direncanakan yaitu jumlah grid di arah X, Y dan spasi masing-masing grid. Tinggi lantai dasar dan tinggi lantai tipikal di atasnya juga diisikan dalam form ini.Data gedung yang digunakan untuk studi kasus dalam bab ini dapat dilihat pada form gambar3.6.

F. Pilih Grid Only lalu klik OK.

G. Atur story data, dengan cara pilih dan klik Edit > Edit Story Data > Edit Story pada menubaruntuk menampilkan form pada gambar 3.7. Story diatur sehingga typical story adalah dari story1 hingga story 4, dari story 5 hingga story 8, dari story 9 hingga story 11 sedangkan story roofmerupakan master story tersendiri.

Gbr. 3.7: Edit Story Data

FTSL ITB 31

I-MHERE@ETABS

Setelah meng-klik tombol OK, model dari struktur gedung akan terlihat di window utama ETABSdengan tampilan dua windows vertikal. Denah gedung (Plan View) ditampilkan pada bagian sebelahkiri dan tampak 3 dimensi (3-D View) pada bagian sebelah kanan seperti pada gambar 3.8.

Gbr. 3.8: Two windows view

32 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.3.2 Data material dan elemen-elemen struktur gedung

Langkah selanjutnya adalah memasukkan data material dan elemen yang digunakan sesuai dengandata pada sub-bab 3.1.

A. Data material (Material properties)

Untuk memudahkan kita dalam memasukkan material properties, input satuan dirubah dahulumenjadi [N-mm] dengan meng-klik ComboBox di bagian sudut kanan bawah (gambar 3.4).

– pilih dan klik Define > Material Properties pada menubar untuk menampilkan form padagambar 3.9:

Gbr. 3.9: Define material properties

– Pilih CONC lalu klik Modify/Show Material untuk menampilkan form pada gambar 3.10.

Gbr. 3.10: Material properties data

– Isikan data yang sesuai untuk material beton bertulang (f ′c dan fy) sesuai dengan sub-bab3.1 (gambar 3.10).

– Tutup form dengan meng-klik tombol OK setelah selesai melakukan pengisian data material.

FTSL ITB 33

I-MHERE@ETABS

B. Elemen-elemen struktur gedung

1. Elemen kolomElemen kolom di kelompokkan menjadi 3 buah ukuran, Kolom ukuran 50X50 cm, ukuran60X60 cm dan ukuran 80X80 cm. Berikut adalah cara mendefinisikan elemen kolom.

– pilih dan klik Define > Frame Sections pada menubar untuk menampilkan form padagambar 3.11.

Gbr. 3.11: Define frame properties

– Klik ComboBox di form ini dan pilih Add Rectangular untuk menampilkan form padagambar 3.12.

Gbr. 3.12: Column rectangular section

– Data penampang kolom CR-50X50 diisikan pada form ini. Label kolom dalam studikasus ini didefinisikan sebagai CR-50X50, dengan ukuran penampang adalah 500[mm]×500[mm].

– Klik tombol Reinforcement untuk menampilkan form pada gambar 3.13. Tipe penu-langan tentukan dahulu yaitu sebagai penulangan kolom. Selanjutnya sebaiknya biarkanETABS yang menentukan berapa banyak jumlah tulangan perlu dengan cara memilih

34 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Reinforcement to be Design pada form ini. Namun tentukan dahulu Configuration ofReinforcement, dan jarak Cover to Rebar Center. Untuk selanjutnya form ini dapat diisidengan data tulangan yang sesuai, data pada form ini dapat dirubah di kemudian waktuapabila diperlukan. Klik tombol OK setelah selesai, untuk kembali ke form sebelumnya.

Gbr. 3.13: Column reinforcement data

– Selanjutnya Klik tombol Set Modifiers untuk menampilkan form Set Modifiers kolomlalu isi form tersebut seperti gambar 3.14.

Gbr. 3.14: Column set modifiers data

– Elemen kolom CR-60X60 dan CR-80X80Langkah yang sama seperti pada kolom CR-50X50 di atas dilakukan untuk mendefinisikanelemen kolom CR-60X60 dan CR-80X80. Label kolom CR-60X60 dalam studi kasus inididefinisikan dengan ukuran penampang adalah 600[mm]×600[mm], dan label kolom CR-80X80 dalam studi kasus ini didefinisikan dengan ukuran penampang adalah 800[mm] ×800[mm].

FTSL ITB 35

I-MHERE@ETABS

2. Elemen balokUntuk elemen balok dibuat 3 jenis ukuran balok B-25X50, B-30X50 dan B-40X60.Untuk setiap jenis ukuran balok di definisikan dua kali, satu untuk balok melintang (arahsumbu Y), satu lagi untuk balok memanjang (arah sumbu X). Berikut adalah langkah -langkah untuk mendefinisikan elemen balok

– Pilih dan klik Define > Frame Sections pada menubar untuk menampilkan form padagambar 3.11.

– Klik ComboBox di form ini dan pilih Add Rectangular untuk menampilkan form padagambar 3.15.

Gbr. 3.15: Beam rectangular section

– Data penampang balok diisikan pada form ini. Label kolom dalam studi kasus ini didefin-isikan sebagai B-25X50-X, ukuran penampang adalah b× h = 250[mm] × 500[mm].

– Klik tombol Reinforcement untuk menampilkan form pada gambar 3.16. form ini diisidengan tipe penulangan adalah penulangan balok. Lalu kosongkan data tulangan untukmembiarkan ETABS menghitung banyaknya tulangan perlu. Data ini dapat dirubah dike-mudian waktu apabila diperlukan. Klik tombol OK setelah selesai, untuk kembali ke formsebelumnya.

Gbr. 3.16: Beam reinforcement data

36 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

– Selanjutnya Klik tombol Set Modifiers untuk menampilkan form Set Modifiers baloklalu isi form tersebut seperti gambar 3.17.

Gbr. 3.17: Beam set modifier data

– Lalu sama seperti mendefinisikan balok B-25X50-X, definisikan juga untuk balok B-25X50-Y, B-30X50-X, B-30X50-Y, B-40X60-X, dan B-40X60-Y

Pada form Define Frame Properties akan tersedia semua elemen balok dan kolom seperti padagambar 3.18.

Gbr. 3.18: Define Frame Properties

FTSL ITB 37

I-MHERE@ETABS

3. Elemen pelat lantai

– pilih dan klik Define > Wall/Slab/Deck Sections pada menubar untuk menampilkanform pada gambar 3.19.

– Pilih SLAB1ComboBox di form ini dan klik tombol Modify/Show Section untuk menam-pilkan form pada gambar 3.20.

Gbr. 3.19: Define Wall/Slab/Deck sections

– Isikan data elemen pelat lantai yang sesuai pada form ini. Tebal pelat lantai adalah 15

[cm](

0.15 [m])

dengan tipe elemen hingga yang digunakan adalah Shell (gambar 3.20).

Gbr. 3.20: Wall/Slab section

– Selanjutnya klik tombol Set Modifiers untuk menampilkan form Set Modifiers slab laluisi form tersebut seperti gambar 3.21.

38 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.21: Slab set modifier data

3.3.3 Pemodelan elemen kolom pada struktur gedung

Pemodelan elemen kolom pada ETABS dilakukan dengan ’menggambar’ geometri objek garis (lineobject) pada garis bantu atau grid yang telah didefinsikan sebelumnya. Elemen kolom yang dimod-elkan sebagai objek garis ini dapat digambar pada tampak 3 dimensi dari struktur atau juga padatampak denahnya. Dalam studi kasus ini, dimana dimensi elemen kolom adalah

- CR-50X50 (dari stori 9 hingga stori atap)

- CR-60X60 (dari stori 5 hingga stori 8)

- CR-80X80 (dari stori 1 hingga stori 4)

akan lebih memudahkan apabila elemen kolom ’digambar’ pada tampak denahnya.

Gbr. 3.22: Pemodelan elemen kolom, similar stories

FTSL ITB 39

I-MHERE@ETABS

A. Klik ComboBox pada sudut kanan bawah dan pilih Similar Stories (gambar 3.22). Hal inidilakukan agar ketika kita ’menggambar’ elemen kolom pada denah suatu lantai (Plan View),otomatis elemen kolom ini akan terdefinisikan juga untuk semua lantai-lantai yang telah didefin-isikan sebelumnya sebagai lantai yang similar (gambar 3.8) dengan lantai yang sedang ditinjau.

B. Window yang diset aktif adalah Plan View window pada main window ETABS. Untuk lebihmemudahkan dapat juga Plan View window dimaksimalkan, sehingga main window ETABS hanyamenampilkan 1 window saja.

C. Atur agar Plan View dimulai pada lantai paling atas. Klik View > Set Plan View lalu pilihROOF pada form (gambar 3.23), lalu kilik OK.

Gbr. 3.23: Select plan level

D. Penggambaran elemen kolom dimulai dengan meng-klik Draw > Draw Line Objects > CreateColumn in Region or at Clicks (Plan) pada menubar (gambar 3.22) atau dengan meng-klik

icon pada toolbar vertikal di sebelah kiri main window ETABS.

E. Pilih penampang elemen kolom CR-50X50 pada form pilihan yang tampil (gambar 3.24).

Gbr. 3.24: Column object properties

F. Penggambaran dilakukan dengan meng-klik tombol kiri pada mouse di lokasi-lokasi titik kolomyang diinginkan (gambar 3.25).

40 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.25: Kolom-kolom Roof

G. Langkah yang sama (D s/d F) diatas dilakukan kembali dalam pemodelan kolom-kolom lainnya.Perlu ditambahkan lagi kolom dengan label penampang CR-50X50) untuk similar story dari story9 hingga story 11, label penampang CR-60X60) untuk similar story dari story 5 hingga story 8,dan label penampang CR-80X80) untuk similar story dari story 1 hingga story 4. pada strukturgedung. Hingga diperoleh keseluruhan konfigurasi kolom yang diinginkan. (gambar 3.26)

Gbr. 3.26: Konfigurasi Kolom Akhir

FTSL ITB 41

I-MHERE@ETABS

3.3.4 Pemodelan elemen balok pada struktur gedung

Dalam studi kasus ini dimesi balok adalah

- B-25X50-X (dari story 9 hingga story atap sejajar sumbu X)

- B-25X50-Y (dari story 9 hingga story atap sejajar sumbu Y)

- B-30X50-X (dari story 5 hingga story 8 sejajar sumbu X)

- B-30X50-Y (dari story 5 hingga story 8 sejajar sumbu Y)

- B-40X60-X (dari story 1 hingga story 4 sejajar sumbu X)

- B-40X60-Y (dari story 1 hingga story 4 sejajar sumbu Y)

A. Klik View > Set Plan View lalu pilih ROOF pada form (gambar 3.23), lalu kilik OK. Hal inidilakukan untuk Plan View pada lantai paling atas (ROOF).

B. Klik ComboBox pada sudut kanan bawah dan pilih Similar Stories (gambar 3.27). Hal inidilakukan agar ketika elemen balok ini ’digambar’ pada denah suatu lantai (Plan View), otomatiselemen balok ini akan terdefinisikan juga untuk semua lantai-lantai tipikal dengan lantai yangsedang ditinjau.

Gbr. 3.27: Pemodelan elemen balok, similar stories

C. Penggambaran elemen balok dimulai dengan meng-klik Draw > Draw Line Objects > Draw

Lines (Plan, Elev, 3D) pada menubar, atau dengan meng-klik icon , atau bisa juga dengan

meng-klik icon pada toolbar vertikal di sebelah kiri main window ETABS.

D. Pilih Type of Line adalah Frame dan penampang elemen balok B-25X50-X pada form pilihanyang tampil (gambar 3.28).

42 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.28: Beam object properties

E. Penggambaran menggunakan icon dilakukan dengan meng-klik tombol kiri pada mouse diposisi awal dan akhir yang diinginkan dari lokasi elemen balok (gambar 3.27). Tombol kanandari mouse digunakan untuk menghentikan proses penggambaran line object yang sedang di-

lakukan. Sedangkan apabila menggunakan icon dilakukan cukup dengan mem-block gridyang diinginkan sebagai lokasi balok.

F. Penggambaran elemen-elemen balok selanjutnya pada arah sumbu-X dapat dilakukan dengan carame-replicate dari elemen balok yang telah ada pada grid 1 (gambar 3.27).

G. Pilih (select) elemen-elemen balok pada grid 1 (gambar 3.29). Untuk memilih elemen gunakan

icon pada toolbar vertikal di sebelah kiri main window ETABS.

Gbr. 3.29: Elemen-elemen balok pada grid 1, similar stories

H. Klik Edit > Replicate pada menubar, lalu diisikan dy=5.0 dan Number=5 pada form yangtampil (gambar 3.30). Hal ini dilakukan untuk mereplikasi seluruh balok di grid 1 ke grid-grid diarah sumbu-X lainnya pada denah bangunan.

FTSL ITB 43

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.30: Replikasi elemen-elemen balok, similar stories

I. Langkah yang sama dilakukan untuk menggambar dan mereplikasi balok-balok lainnya pada grid-grid yang searah dengan sumbu-Y . (gambar 3.31)

Gbr. 3.31: Elemen balok sumbu X dan Y, similar stories

J. Selanjutnya klik View > Set Plan View lalu pilih STORY 11 pada form (gambar 3.23), laluklik OK. Hal ini dilakukan untuk menampilkan Plan View pada STORY 11. Ulangi langkah Bs/d I pada sub-bab 3.3.4 dengan menggambarkan balok B-25X50-X dan B-25X50-Y

K. Klik View > Set Plan View lalu pilih STORY 8 pada form (gambar 3.23), lalu klik OK. Hal inidilakukan untuk menampilkan Plan View pada STORY 8. Ulangi langkah B s/d I pada sub-bab3.3.4 dengan menggambarkan balok B-30X50-X dan B-30X50-Y

L. Dan yang terakhir klik View > Set Plan View lalu pilih STORY 4 pada form (gambar 3.23),lalu klik OK. Hal ini dilakukan untuk menampilkan Plan View pada STORY 4. Ulangi langkahB s/d I pada sub-bab 3.3.4 dengan menggambarkan balok B-40X60-X dan B-40X60-Y

44 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

M. Hingga akhirnya semua balok pada setiap story tergambar. (gambar 3.32)

Gbr. 3.32: Elemen kolom dan balok akhir

FTSL ITB 45

I-MHERE@ETABS

3.3.5 Pemodelan elemen pelat lantai pada struktur gedung

Pelat lantai untuk semua story tebalnya 15 cm.

A. klik View > Set Plan View lalu pilih STORY ROOF pada form (gambar 3.23), lalu klik OK.Pastikan Similar Stories terpilih pada Combo Box dikanan bawah windows ETABS

B. Penggambaran elemen pelat lantai dimulai dengan meng-klik Draw > Draw Area Objects >

Draw Rectangular Areas (Plan, Elev) pada menubar, atau dengan meng-klik icon padatoolbar vertikal di sebelah kiri main window ETABS.

C. Pilih penampang elemen pelat SLAB1 pada form pilihan yang tampil (gambar 3.33).

Gbr. 3.33: Slab object properties

D. Untuk memudahkan dan memperjelas penggambaran pelat lantai, opsi tampilan di layar monitor

diset terlebih dahulu dengan meng-klik Set Building View Options icon pada toolbar disebelah atas main window ETABS.

E. Lalu dipilih opsi Object Fill dengan meng-klik CheckBox pada form yang tampil (gambar 3.34),lalu klik tombol OK.

Gbr. 3.34: Set building view options

46 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

F. Penggambaran dilakukan dengan meng-klik tombol kiri pada mouse dan men-drag mouse dariposisi awal menuju posisi akhir dari kedua sudut yang berhadapan dari suau luasan pelat. Padacontoh ini, elemen pelat pertama kali digambar dengan men-drag mouse dari titik 2-A menujutitik 1-B pada gambar 3.35. Karena elemen pelat yang tipikal, penggambaran elemen-elemenberikutnya pada denah dapat dilakukan dengan cara mereplikasi.

Gbr. 3.35: Penggambaran elemen pelat lantai, similar stories

G. Langkah tipikal pada sub-bab 3.3.4 sebelumnya dilakukan untuk mereplikasi elemen pelat padaarah X dan Y pada denah gedung di seluruh bangunan.

H. Selanjutnya klik View > Set Plan View lalu pilih STORY 11 pada form (gambar 3.23), lalu klikOK. Hal ini dilakukan untuk menampilkan Plan View pada story 11. Lalu pastikan juga combobox yang terpilih di kanan bawah adalah Similar Stories (langkah B pada sub-bab 3.3.4).

I. Lakukan kembali penggambaran elemen pelat seperti yang telah dijelaskan pada bagian B s/d Gdi sub-bab 3.3.5.

J. Selanjutnya klik View > Set Plan View lalu pilih STORY 8 pada form (gambar 3.23), lalu klikOK. Hal ini dilakukan untuk menampilkan Plan View pada story 8. Lalu pastikan juga combobox yang terpilih di kanan bawah adalah Similar Stories (langkah B pada sub-bab 3.3.4).

K. Lakukan kembali penggambaran elemen pelat seperti yang telah dijelaskan pada bagian B s/d Gdi sub-bab 3.3.5.

L. Selanjutnya klik View > Set Plan View lalu pilih STORY 4 pada form (gambar 3.23), lalu klikOK. Hal ini dilakukan untuk menampilkan Plan View pada story 4. Lalu pastikan juga combobox yang terpilih di kanan bawah adalah Similar Stories (langkah B pada sub-bab 3.3.4).

M. Lakukan kembali penggambaran elemen pelat seperti yang telah dijelaskan pada bagian B s/d Gdi sub-bab 3.3.5.

FTSL ITB 47

I-MHERE@ETABS

Untuk memeriksa geometri pemodelan yang telah dilakukan sampai dengan tahapan ini, denah ban-gunan dan tampak 3 dimensi dalam 2 windows vertikal (gambar 3.36) dapat ditampilkan denganmemilih Options > Windows > Two Tiled Vertically pada menubar.

Gbr. 3.36: Struktur gedung (balok-kolom dan pelat)

48 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.4 Pembebanan pada model struktur gedung

3.4.1 Pembebanan gravitasi

Berat sendiri struktur dhitung secara otomatis oleh program ETABS. Dalam studi kasus ini, kasusbeban (load case) untuk pembebanan gravitasi dibagi menjadi beban mati berat sendiri (dead load),beban mati tambahan super impose dead load) dan beban hidup (live load). Input Kasus bebandilakukan dengan memilih Define > Static Load Cases pada menubar lalu mendefinsikannya diform gambar 3.37.

Gbr. 3.37: Load case definition

Pengaruh berat sendiri struktur hanya dimasukkan di kasus beban DEAD dengan memasukkan faktorpengali (Self Weight Multiplier) sebesar 1 (gambar 3.37).

Beban mati tambahan total selain berat sendiri sesuai data pembebanan pada sub-bab 3.2.1 padastudi kasus ini adalah sebesar 74 [kg/m2]. Dikarenakan pada studi kasus ini properties pelat adalahsama untuk keseluruhan lantai gedung (sub-bab 3.3.2), maka beban ini dapat dimasukkan denganlangkah-langkah berikut:

A. Sesuaikan satuan yang akan digunakan dengan meng-klik drop-down menu pada sudut kananbawah program ETABS (gambar 3.4). Satuan default program ETABS adalah [kip-in], satuanyang akan digunakan selanjutnya dalam pelatihan ini adalah [kgf-m].

B. Pilih elemen pelat berdasarkan properties-nya yaitu SLAB1 dengan meng-klik Select > ByWall/Slab/Deck Section pada menubar, lalu pilih SLAB1 (gambar 3.38) dan klik tombol OK.

FTSL ITB 49

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.38: Slab select section

C. Setelah terpilih elemen pelat SLAB1 klik Assign > Shell/Area Loads > Uniform padamenubar. Setelah tampil form pengisian data, isikan data beban mati tambahan sebesar 344 [kg/m2]seperti pada gambar 3.39.

Gbr. 3.39: Uniform surface loads

Selain beban mati tambahan pada pelat terdapat juga beban mati tambahan pada balok. Beban matitambahan ini berasal dari beban tembok sesuai yang telah didefinisikan pada sub-bab 3.2.1. Apabiladihitung maka beban tembok yang diberikan pada balok-balok pada sisi luar gedung adalah sebesar750 [kg/m]

A. Pilih View > Set Plan View > STORY 11. Lalu ubah ComboBox di bagian kanan bawahtampilan menjadi Similar Stories.

B. Untuk memudahkan, maka pilih symbol pada toolbar di sisi kiri tampilan ETABS. Selanjutnyapilihlah balok-balok pada sekeliling gedung yang akan diberi beban tembok.

C. Selanjutnya pilih Assign > Frame/Line Loads > Distributed lalu masukkan besarnya bebanseperti pada gambar 3.40.

D. Beban tembok juga dimasukkan pada story - story lainnya kecuali story atap. Pilih View > SetPlan View > STORY 8. Pastikan ComboBox di bagian kanan bawah tampilan menjadi SimilarStories. lakukan kembali langkah B dan C

50 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.40: Frame Distributed Load

E. Pilih View > Set Plan View > STORY 4. Pastikan ComboBox di bagian kanan bawah tampilanmenjadi Similar Stories. lakukan kembali langkah B dan C

FTSL ITB 51

I-MHERE@ETABS

Beban hidup sesuai data pembebanan pada sub-bab 3.2.1 pada studi kasus ini adalah sebesar 250 [kg/m2]untuk perkantoran. Untuk pelat lantai atap ditetapkan sebesar 100 [kg/m2]. Dimasukkan denganlangkah yang hampir sama seperti langkah di atas hanya dengan besar beban dan kasus beban yangbeban yang berbeda.

A. Pilih elemen pelat berdasarkan properties-nya yaitu SLAB1 dengan meng-klik Select > ByWall/Slab/Deck Section pada menubar, lalu pilih SLAB1 (gambar 3.38) dan klik tombol OK.

B. Dikarenakan besar beban hidup yang berbeda di lantai atap (ROOF), klik Select > Deselect> By Story Level pada menubar, lalu pilih ROOF dan klik OK.

C. Klik Assign > Shell/Area Loads > Uniform pada menubar. Setelah tampil form pengisiandata, isikan data beban hidup sebesar 250 [kg/m2] seperti pada gambar 3.41.

Gbr. 3.41: Uniform surface loads, floor

D. Pemasukan data beban hidup untuk lantai atap dapat dilakukan dengan meng-klik Select > ByStory Level lalu dipilih ROOF.

E. Klik Assign > Shell/Area Loads > Uniform pada menubar, setelah tampil form pengisiandata, isikan data beban hidup sebesar 100 [kg/m2] seperti pada gambar 3.42.

Gbr. 3.42: Uniform surface loads, roof

52 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.4.2 Pembebanan gempa

Pembebanan gempa dilakukan dengan memasukkan kurva respon spektra sesuai wilayah gempa

A. Pilih Define > Response Spectrum Functions pada menubar. Pilih UBC97 Spectrum padaComboBox di form ini (gambar 3.43). Selanjutnya Klik Add New Function.

Gbr. 3.43: Define Response Spectrum Function

B. Masukkan nilai Ca dan Cv sesuai dengan wilayah gempa dan jenis tanah dari bangunan (nilai Cadan Cv dapat dilihat pada gambar 3.3). Untuk bangunan dengan wilayah gempa 4 dan jenis tanahsedang maka nilai Ca = 0.28 dan Cv = 0.42. Sedangkan untuk rasio redaman diisi dengan 0.05(gambar 3.44). Lalu klik OK hingga semua form tertutup.

Gbr. 3.44: Response Spectrum UBC 97 Function Definition

FTSL ITB 53

I-MHERE@ETABS

C. Selanjutnya untuk memberikan beban gempa pada bangunan. Pilih Define > Response Spec-trum Cases pada menubar. Akan muncul form seperti pada gambar 3.45. Lalu klik Add NewSpectrum.

Gbr. 3.45: Define Response Spectra

D. Masukkan spektrum gempa yang telah di definisikan sebelumnya pada form yang muncul. Lalupada kolom Scale Factor diisi dengan besarnya gaya gravitasi. (gambar 3.46)

Gbr. 3.46: Response Spectrum Case Data

54 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.5 Langkah-langkah tambahan dalam pemodel struktur gedung

3.5.1 Mass Source

Massa harus didefinisikan terlebih dahulu agar ETABS dapat menghitung massa dari gedung. Massagedung diambil dari 100 persen beban mati dan 25 persen beban hidup.

A. Pilih Define > Mass Source pada menubar. Lalu isi form Mass Source, pilih Mass DefinitionFrom Loads, lalu Define satu persatu Mass Multiplier dari tiap bebannya seperti pada gambar3.47.

Gbr. 3.47: Mass Source

B. Beri tanda Check pada pilihan Include Lateral Mass Only dan Lump Lateral Mass at StoryLevels. Lalu klik OK untuk kembali ke tampilan awal.

FTSL ITB 55

I-MHERE@ETABS

3.5.2 Special Seismic Data

Special Seismic Data untuk disain tidak perlu dimasukkan. Untuk itu maka perlu didefinisikan terlebihdahulu.

A. Pilih Define > Special Seismic Load Effect pada menubar. Lalu klik Do Not Include SpecialSeismic Design Data seperti pada gambar 3.48.

Gbr. 3.48: Special Seismic Load Effect

B. Selanjutnya klik OK untuk kembali ke tampilan awal.

56 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.5.3 Diafragma Kaku

Dilakukan diaframa kaku untuk semua elemen pelat pada masing-masing lantai.

A. Pilih Select > by Wall/Slab/Deck Sections pada menubar. Pilih SLAB1 lalu klik OK.

B. Selanjutnya pilih Assign > Shell/Area > Diaphragms (gambar 3.49. Pilih diafragma D1 laluklik OK. Bila belum ada diafragma D1, maka tambahkan dengan memilih Add New Diaphragmslalu pilih diaragma Rigid pada form yang muncul.

Gbr. 3.49: Assign Diaphragms

C. Maka pada tampilan ETABS akan berubah seperti gambar 3.50

Gbr. 3.50: Diaphragms Extent

FTSL ITB 57

I-MHERE@ETABS

3.5.4 Meshing Elemen Shell

Karena elemen yang digunakan untuk elemen Slab adalah elemen shell maka untuk memperoleh hasilyang lebih akurat perlu dilakukan meshing pada elemen ini. Terdapat dua macam cara melakukanmeshing elemen di ETABS. Cara yang pertama adalah ETABS di-setting agar meshing secaraotomatis. Sedangkan cara yang kedua adalah kita melakukan meshing elemen secara manual.

A. Cara Pertama. Men-setting agar ETABS melakukan meshing secara Otomatis

a. Pilih Select > by Wall/Slab/Deck Sections pada menubar. Pilih SLAB1 dengan menekantombol Ctrl pada keyboard sehingga dapat dipilih keduanya secara sekaligus seperti padagambar 3.51. Lalu klik OK.

Gbr. 3.51: Select Slab

b. Pilih Assign > Shell/Area > Area Object Mesh Option pada menubar. Pada form yangmuncul, pilih Auto Mesh Object into Structural Elements. Beri tanda check pada keempatpilihan dibawahnya, dan isi Maximum Element Size sebesar 1[m] (lihat gambar 3.52).

Gbr. 3.52: Auto Mesh Option

58 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

B. Cara Kedua. Secara Manual melakukan meshing pada elemen shell

a. Pilih Select > by Wall/Slab/Deck Sections pada menubar. Pilih SLAB1 lalu klik OK.

b. Pilih Edit > Mesh Area. Masukkan jumlah elemen hasil meshing. 4 buah elemen sejajarSumbu X dan 4 buah elemen sejajar Sumbu Y (gambar 3.53) lalu klik OK.

Gbr. 3.53: Slab Meshing form

c. Hasil meshing elemen slab dapat dilihat pada gambar 3.54

Gbr. 3.54: Meshing Elemen Shell

FTSL ITB 59

I-MHERE@ETABS

3.5.5 Perletakan (restraints)

Tahap terakhir dari pemodelan geometri struktur dalam studi kasus ini adalah penentuan titik-titikperletakan dari struktur. Dalam studi kasus ini semua titik di lantai dasar (elevasi 0 [m]) dianggapmempunyai jenis perletakan jepit.

A. Klik ComboBox pada sudut kanan bawah dan pilih One Story (gambar 3.55). Hal ini dilakukanagar kita meng-assign perletakan hanya pada satu lantai yang sedang ditinjau.

Gbr. 3.55: Titik-titik perletakan pada level BASE

B. Window yang diset aktif adalah Plan View window pada main window ETABS.

C. Atur agar Plan View dimulai pada bagian dasar lantai 1 (BASE). Klik View > Set Plan View

pada menubar, atau dengan meng-klik icon pada toolbar di sebelah atas main window ETABS.Lalu pilih BASE pada form (gambar 3.56), lalu kilik OK.

Gbr. 3.56: Select plan,level BASE

60 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

D. Pilih (select) semua titik-titik pada level BASE (gambar 3.55).

E. Pilih menu inisialisasi jenis perletakan dengan meng-klik Assign > Joint/Point > Restraints

(Supports) pada menubar atau dengan meng-klik icon pada toolbar di sebelah atas mainwindow ETABS.

F. Pilih degree of freedom tertahan yang sesuai dengan perletakan jepit, yaitu dengan meng-klikCheckButtons yang tersedia pada form Assign Restraints (gambar 3.57). Hal ini bisa juga di-

lakukan dengan meng-klik tombol fast restraints pada form.

Gbr. 3.57: Restraints assignment, level BASE

FTSL ITB 61

I-MHERE@ETABS

3.5.6 Preferences Design

Pengaturan preference design dimaksudkan agar ETABS menghitung sesuai dengan peraturan yangberlaku.

A. Pilih Optins > Preferences > Concrete Frame Design pada menubar. Lalu ganti DesignCode-nya menjadi ACI 318-99 kemudian ganti beberapa nilai Phi agar sesuai dengan SNI 03-2847-2002 seperti pada gambar 3.58. Lalu klik OK

Gbr. 3.58: Concrete Frame Design Preference

B. Pilih Optins > Preferences > Live Load Reduction pada menubar. Lalu ganti menjadiInfluence Area (ASCE7-95) seperti pada gambar 3.59. Lalu klik OK

Gbr. 3.59: Live Load Reduction Factor

62 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.5.7 Setting Analysis Option

Sebelum melakukan Analisis lebih baik di setting terlebih dahulu tipe analisis yang akan dilakukanETABS

A. Pilih Analyze > Set Analysis Options pada menubar. Klik pada gambar Full 3D atau beritanda check pada UX, UY, UZ, RX, RY, dan RZ (gambar 3.60).

Gbr. 3.60: Analysis Option

B. Beri tanda check juga pada Dinamic Analysis. Lalu klik Set Dynamic Parameter. MasukkanNumber of Modes sebanyak 36 (Total Mode suatu struktur yang di diafragma kaku adalah 3kali jumlah tingkat struktur itu). Lalu pilih tipe analisis Eigenvector (gambar 3.61). Lalu klikOK.

Gbr. 3.61: Dynamic Parameter

FTSL ITB 63

I-MHERE@ETABS

C. Setelah kembali pada form gambar 3.60 beri tanda check pada Include P-Delta. Lalu klik SetP-Delta Parameter. Pada form P-Delta Parameter pilih metode Non-iterative Base on Mass(gambar 3.62).

Gbr. 3.62: P-Delta Parameter

64 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

3.6 Analisis struktur

3.6.1 RUN 1 Struktur

Tujuan dari RUN 1 Struktur adalah

- untuk memastikan dua mode pertama struktur adalah translasi

- Jumlah mode shape struktur mencukupi (diatas 90 persen pada semua arah).

- Menentukan Massa Struktur, Periode Getar Struktur, dan Arah Gempa yang harus bekerjapada struktur.

Maka langkah - langkah yang harus dilakukan adalah

A. Untuk memastikan bahwa kedua mode pertama dari stuktur adalah translasi maka struktur perludi-animasi-kan.

a. Pilih Analyze > Run Analysis pada menubar untuk me-run struktur

b. Setelah selesai di-run. Pilih View > Set Plan View pada menubar lalu pilih ROOF dan klikOK. Kemudian pilih Display > Show Mode Shape pada menubar lalu pilih Mode Number1 (gambar 3.63) selanjutnya klik OK. Klik Start Animation pada sisi kanan bawah tampilanETABS sehingga struktur bergerak sesuai mode shape-nya. Periksa apakah gerakan strukturtranslasi (gambar 3.64).

Gbr. 3.63: Show Mode Shape

FTSL ITB 65

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.64: Mode Shape 1 (translasi sumbu x)

c. Cek juga arah gerakan struktur pada mode shape kedua dengan meng-klik tanda panah kekanandi sisi kanan bawah dari tampilan ETABS (gambar 3.65).

Gbr. 3.65: Mode Shape 2 (translasi sumbu y)

d. Setelah diperiksa ternyata kedua mode pertama dari struktur adalah translasi

66 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

B. Untuk menampilkan hasil analisis dalam bentuk tabel, pilih Display > Show Tables padamenubar. Di kolom Edit pilih Mass Data, Modal Information, dan Building Output. Laluuntuk beban dan kombinasinya dapat ditampilkan seluruhnya (gambar 3.66). Lalu klik OK

Gbr. 3.66: Display Show Tables Run 1

C. Untuk memeriksa apakah jumlah Mode Shape sudah mencukupi, pilih Modal Participating MassRatio pada ComboBox di form table yang muncul (gambar 3.67). Pada mode terakhir di ceknilai SumUX, SumUY, SumRX, SumRY, dan SumRZ semuanya harus diatas 90 persen. Darigambar 3.67 terlihat bahwa syarat itu terpenuhi.

Gbr. 3.67: Modal Participating Mass Ratio (Jumlah Mode)

FTSL ITB 67

I-MHERE@ETABS

D. Selanjutnya pilih Center Mass Rigidity pada ComboBox. Lalu catat Massa Tiap Lantai danMassa Total Gedung. (gambar 3.68)

Gbr. 3.68: Center Mass Rigidity

E. Pilih Modal Participating Mass Ratio pada ComboBox. Lalu catat Periode Getar dari mode1 (T1) dan mode 2 (T2) (gambar 3.69).

Gbr. 3.69: Modal Participating Mass Ratio (Periode Getar)

F. Pilih Response Spectrum Base Reactions pada ComboBox. Lalu catat nilai F1 dan F2 darimode 1 akibat gempa SPEC1 (gambar 3.70). Dari nilai F1 dan F2 maka arah gempa dapatdihitung dengan rumus θ = arctan(F2

F1). Dalam studi kasus ini diperoleh θ = 0 derajat.

68 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.70: Response Spectrum Base Reactions (Arah Gempa)

G. Setelah selesai mengambil data yang diperlukan, maka ETABS dapat di-unlock kembali dengan

meng-klik symbol pada toolbar.

FTSL ITB 69

I-MHERE@ETABS

3.6.2 RUN 2 Struktur

Tujuan dari RUN 2 Struktur adalah

- Memeriksa Story Drift struktur

- Menentukan Faktor Skala.

A. Setelah ETABS di-unlock ubah Set Modifier pada elemen balok dan kolom. Pilih Define >Frame Section lalu ubah set modifier dari elemen balok Ib = 0.35Ib (gambar 3.71), sedangkanset modifier untuk elemen kolom diubah menjadi Ik = 0.7Ik (gambar 3.72).

Gbr. 3.71: Set Modifier Balok (Run 2)

Gbr. 3.72: Set Modifier Kolom (Run 2)

B. Tambahkan dua buah spektrum gempa baru yang diarahkan pada arah gempa hasil perhitungandari RUN 1 dan tegak lurus dari arah gempa itu. Pilih Define > Response Spectrum Caseslalu klik Add New Spectrum. Spektrum gempa pertama diisi sama seperti gambar 3.73, danfaktor skala diisi dengan nilai g I

R. Lalu tambahkan spektrum gempa yang kedua, form Response

70 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Spectrum kedua diisi hampir sama dengan form pertama, namun pada bagian Input ResponseSpectra direction yang dipilih adalah U2 dengan scale factor yang sama yaitu sebesar g I

R danExcitation angel sebesar sudut θ = 0 yang diperoleh dari RUN 1 (gambar 3.74). Lalu klik OKuntuk kembali ke tampilan awal ETABS.

Gbr. 3.73: Response Spectrum Run 2 (E1)

Gbr. 3.74: Response Spectrum Run 2 (E2)

C. Kemudian struktur dapat di run ulang dengan cara menekan tombol F5 pada keyboard ataumemilih Analyze > Run Analysis pada menubar.

D. Lalu lakukan control terhadap inter story drift ratio. Pilih Display > Show Tables padamenubar. Di kolom Edit pilih Mass Data, Modal Information, dan Building Output (gambar3.75). Lalu untuk kombinasinya dipilih dari kombinasi E1 dan E2 (gambar 3.76)

FTSL ITB 71

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.75: Show Table Form

Gbr. 3.76: Kombinasi yang dipilih

E. Lakukan pengontrolan drift pada tiap lantai dalam kondisi service dengan rumus ∆Si

hi< min[0.03

R, 30mm

hi].

Sedangkan pada kondisi ultimate dikontrol dengan rumus 0.7R∆Si

hi< 0.02. Pengontrolan di-

lakukan untuk Response Spectra Case E2 dan Response Spectra Case E2.

72 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.77: Control Drift Ratio

Dari hasil drift ratio yang dikeluarkan ETABS (gambar 3.77) maka dapat di kontrol drift padasetiap lantai struktur. (tabel 3.7)

FTSL ITB 73

I-MHERE@ETABS

Tab. 3.7: Kontrol Drift

Story Drift X Drift Y Tinggi Max Drift Max Drift KeteranganLantai Allowed Allowed(m) (Service) (Ultimate)

Story Roof 0.000743 0.000655 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 11 0.001142 0.001037 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 10 0.001439 0.001321 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 9 0.001593 0.001463 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 8 0.001548 0.001389 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 7 0.001635 0.001470 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 6 0.001654 0.001497 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 5 0.001450 0.001315 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 4 0.001133 0.001004 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 3 0.001097 0.000987 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 2 0.000990 0.000912 3.5 0.003529 0.003361 OKStory 1 0.000547 0.000528 4.5 0.003529 0.003361 OK

F. Selanjutnya untuk menentukan besarnya faktor skala, maka perlu diketahui terlebih dahulu be-sarnya gaya geser dasar CQC akibat gempa. Pilih Display > Show Tables. Di kolom Edit pilihMass Data, Modal Information, dan Building Output. Lalu untuk beban dan kombinasinyadapat ditampilkan seluruhnya (gambar 3.66). Lalu klik OK

G. Catat nilai F1 dari Spec E1 untuk semua mode dan arah (Vo1) seperti pada gambar 3.78, dannilai F2 dari Spec E2 untuk semua mode dan arah (Vo2) seperti pada gambar 3.79.

Gbr. 3.78: Gaya Geser Dasar Dinamik CQC arah X

74 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.79: Gaya Geser Dasar Dinamik CQC arah Y

H. Lalu nilai faktor skala dapat dihitung dengan cara :

Arah X Arah Y

Tx = T1 Ty = T2

Tax = Ct Hx Tay = Ct Hx

Ct = 0.0731(frame system) Ct = 0.0731(frame system)

x = 0.75 x = 0.75

T = T1 bila T1 ≤ Cu Tax T = T2 bila T2 ≤ Cu Tay

T = Tax bila T1 > Cu Tax (dengan Cu = 1.2) T = Tay bila T2 > Cu Tay

Cs = min[2.5AoI

R,ArI

RT] Cs = min[

2.5AoI

R,ArI

RT]

Wtotal = Mtotal gravitasi Wtotal = Mtotal gravitasi

V s1 = Cs Wtotal V s2 = Cs Wtotal

fD1 = max[0.8V s1V o1

, 1] fD2 = max[0.8V s2V o2

, 1]

Nilai faktor skala yang digunakan

fD= max [fD1, fD2] (3.12)

Dalam studi kasus ini nilai faktor skala yang diperoleh adalah fD = 1.931

I. ETABS dapat di-unlock kembali dengan meng-klik symbol pada toolbar.

FTSL ITB 75

I-MHERE@ETABS

3.6.3 RUN 3 Struktur

Tujuan dari RUN 3 Struktur adalah

- Mendisain elemen struktur

- Memeriksa apakah dimensi balok dan kolom sudah cukup kuat

- Menentukan jumlah tulangan perlunya.

A. Tambahkan dua buah spektrum gempa baru yang diarahkan pada arah gempa hasil perhitungandari RUN 1. Masing-masing spektrum gempa terdiri dari dua buah gempa yang saling tegak lurusdengan kombinasi absolute 100 persen dan 30 persen. Pilih Define > Response SpectrumCases lalu klik Add New Spectrum. Spektrum gempa pertama diisi sama seperti gambar 3.80,gempa pada arah U1 dan U2 dengan faktor skala fDg I

R . Lalu tambahkan spektrum gempayang kedua, form Response Spectrum kedua diisi hampir sama dengan form pertama, namunpada bagian Eccentricity diisi dengan nilai 0.05 (gambar 3.81). Lalu klik OK untuk kembali ketampilan awal ETABS.

Gbr. 3.80: Response Spectrum Run 3 (tanpa torsi)

76 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.81: Response Spectrum Run 3 (dengan torsi)

B. Tambahkan kombinasi pembebanan untuk disain, pilih Define > Load Combinations lalu klikAdd New Combo (gambar 3.82). Masukkan kombinasi pembebanan satu per satu (gambar3.83). Total kombinasi pembebanan untuk Struktur Frame System adalah 10 buah kombinasimasing - masingnya adalah sebagai berikut:

1.4D1.2D + 1.6L1.2D + 0.5L± Ev ± SPECT1.2D + 0.5L± Ev ± SPECTWT0.9D ± Ev ± SPECT0.9D ± Ev ± SPECTWT(Bila ditotalkan terdapat 10 Kombinasi)

Dengan Ev adalah gempa vertikal yang menurut persamaan (20) pada SNI 03-1726-2002 (SNIGempa) [3], nilainya sebesar

Ev = ψIAoD (3.13)

Dan nilai ψ dapat diperoleh berdasarkan wilayah gempa struktur (tabel 3.8)

FTSL ITB 77

I-MHERE@ETABS

Wilayah Gempa ψ

Wilayah 1 0.5Wilayah 2 0.5Wilayah 3 0.5Wilayah 4 0.6Wilayah 5 0.7Wilayah 6 0.8

Tab. 3.8: Koefisien ψ untuk menghitung faktor respons gempa vertikal [3]

Gbr. 3.82: Define Load Combination

Gbr. 3.83: Load Combination 1

C. Kemudian struktur dapat di run ulang dengan cara menekan tombol F5 pada keyboard ataumemilih Analyze > Run Analysis pada menubar.

D. Sebelum melakukan Frame Design, pilih terlebih dahulu Design Combo yang telah di buat se-belumnya. Pilih Design > Concrete Frame Design > Select Design Combo lalu ganti defaultkombinasi dari ETABS dengan 10 kombinasi yang telah di define sebelumnya seperti pada gambar3.84. Selanjutnya Concrete Frame siap di disain dengan memilih Design > Concrete FrameDesign > Start/Check of Structure pada menubar.

78 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.84: Design Combo Frame

E. Setelah ETABS selesai mendisain, maka hasil disain dapat dilihat dengan memilih Design >Concrete Frame Design > Display Design Info pada menubar (gambar 3.85). Pada formDesign Info ini dapat beberapa macam design output yang dihasilkan ETABS setelah mendisainconcrete frame salah satunya Longitudinal Reinforcing (gambar 3.86)

Gbr. 3.85: Design Info Frame

Gbr. 3.86: Longitudinal Reinforcing

FTSL ITB 79

I-MHERE@ETABS

F. Penulangan Longitudinal BalokDari tulangan longitudinal yang dihasilkan oleh ETABS dilakukan penentuan jumlah tulanganmemanjang yang diperlukan oleh masing-masing balok. Pengelompokan beberapa balok yangtipikal (akan dipasang tulangan dengan jumlah yang sama), dapat dilakukan untuk mempermudahpenulangan.Dalam studi kasus ini balok dengan label yang sama dirancang untuk memiliki jumlah tulanganyang sama pula.Untuk memudahkan mencari nilai luas tulangan terbesar digunakan bantuan program Excel.

a Pilih Select > by Frame Sections lalu pilih balok B-25X50-X. Lalu klik OK

b Ubah satuan terlebih dahulu dalam [N-mm] untuk memudahkan.

c Pilih Display > Show Tables pada form Edit pilih Beam Summary Data (gambar 3.87).Lalu klik pada select Cases/Combo disebelah kanan form, dan pilih Combo1 s/d Combo10(gambar 3.88), pastikan pula option Section Only di-check dibagian kanan form. Lalu tekanOK.

Gbr. 3.87: Display Tables Beam Summary Data

Gbr. 3.88: select Cases/ Combo

80 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

d Akan muncul tabel seperti pada gambar 3.89. Data ini seluruhnya dipindahkan ke Excel, dengancara pilih Edit > Copy Entire Table. Buka program Microsoft Excel lalu klik paste padamenubar atau tekan Ctrl+V untuk menampilkan data yang telah di-copy tadi.

Gbr. 3.89: Beam Summary Data

FTSL ITB 81

I-MHERE@ETABS

Label Tulangan Tumpuan Tulangan LapanganBalok Jumlah Luas [mm] Jumlah Luas [mm]

B-25X50-XAtas 3 1472.622 2 981.747

Bawah 2 981.747 2 981.747

B-25X50-YAtas 3 1472.622 2 981.747

Bawah 2 981.747 2 981.747

B-30X50-XAtas 4 1963.495 2 981.747

Bawah 2 981.747 2 981.747

B-30X50-YAtas 4 1963.495 2 981.747

Bawah 3 1472.622 2 981.747

B-40X60-XAtas 4 1963.495 2 981.747

Bawah 2 981.747 2 981.747

B-40X60-YAtas 4 1963.495 2 981.747

Bawah 3 1472.622 2 981.747

Tab. 3.9: Tulangan Longitudinal Balok

e Dengan menggunakan bantuan Excel data dapat di-sort sehingga dapat diperoleh luas tulanganlongitudinal maksimal yang diperlukan oleh balok B-25X50-X.

f Dari luas tulangan perlu inilah dapat diperoleh jumlah tulangan longitudinal pada sisi atas danbawah balok di daerah tumpuan dan lapangan. Perhatikan pula syarat penulangan (BL.a s/dBL.e) terutama pada point BL.d. Jumlah tulangan boleh dianggap sebanding dengan besarnyaMomen.

g Ulangi kembali langkah Fa s/d Ff diatas untuk balok-balok lainnya. (B-25X50-Y, B-30X50-X,B-30X50-Y, B-40X60-X, B-40X60-Y)

h Dalam studi kasus ini gunakan tulangan D25 [mm] untuk semua balok. Hasil jumlah tulanganyang dipasang pada setiap balok dalam studi kasus ini adalah pada tabel 3.9.

G. Lalu ETABS dapat di-unlock kembali dengan meng-klik symbol pada toolbar.

H. Pilih Define > Frame Section, pilih salah satu elemen balok lalu klik Modify/Show Property.Selanjutnya klik Reinforcement lalu isikan luas tulangan yang tadi telah dihitung berdasarkantabel 3.9. (gambar 3.90)

82 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.90: Assign Beam Longitudinal Reinforcing

I. Lakukan langkah H diatas pada setiap balok untuk memasang tulangan longitudinal pada seluruhbalok.

J. Setelah seluruh tulangan longitudinal balok dipasang, Run kembali ETABS dengan menekanF5 lalu Run Design ETABS dengan memilih Design > Concrete Frame Design > StartDesign/Check of Structure

K. Penulangan Transversal BalokSetelah seluruh tulangan longitudinal balok terpasang, baru dilakukan penulangan transversal padaBalok, untuk memastikan bahwa tulangan transversal yang terpasang lebih kuat dari tulanganlongitudinal yang terpasang.

a) Lakukan lagi hal yang sama seperti pada saat melakukan penulangan longitudinal baloklangkah F diatas. Setelah data tabel dipindahkan ke Excel dicari nilai maksimum dariVRebar. Nilai ini merupakan Av

syang digunakan untuk melakukan penulangan transversal.

b) Tulangan transversal yang digunakan adalah D10 [mm] dengan 2 kaki, juga dihitung padadua posisi, di lapangan dan di tumpuan. Hasilnya lalu ditabelkan sebagai berikut. (tabel3.10)

FTSL ITB 83

I-MHERE@ETABS

Label Tulangan Tumpuan Tulangan LapanganBalok Jumlah Jarak [mm] Jumlah Jarak [mm]

B-25X50-X 2D10 175 2D10 175B-25X50-Y 2D10 125 2D10 125B-30X50-X 2D10 150 2D10 150B-30X50-Y 2D10 100 2D10 100B-40X60-X 2D10 125 2D10 125B-40X60-Y 2D10 75 2D10 75

Tab. 3.10: Tulangan Transversal Balok

L. Penulangan Longitudinal dan Transversal KolomSetelah tulangan balok ditentukan, barulah menentukan tulangan Kolom. Hal ini bertujuan agarsyarat Strong Column Weak Beam terpenuhi, sehingga dapat di pastikan bahwa ETABS jugatelah menghitung kekuatan kolom yang dibutuhkan dengan mempertimbangkan tulangan longi-tudinal yang telah terpasang pada balok. Sama seperti ketika menulangi balok, ketika menulangikolom pun sebaiknya dilakukan beberapa pengelompokan kolom. Kolom-kolom yang diinginkanmemiliki jumlah tulangan yang sama dikelompokkan menjadi satu kelompok. Dalam studi kasusini setiap kolom dengan label yang sama akan memiliki tulangan yang sama pula.

Berikut adalah langkah-langkah penulangan kolom:

1. Pilih Select > by Frame Sections lalu pilih kolom CR-50X50. Lalu klik OK

2. Ubah satuan terlebih dahulu dalam [N-mm] untuk memudahkan.

3. Pilih Display > Show Tables pada form Edit pilih Column Summary Data. Lalu klik padaselect Cases/Combo disebelah kanan form, dan pilih Combo1 s/d Combo10 (gambar3.88), pastikan pula option Section Only di-check dibagian kanan form. Lalu tekan OK.

4. Sama seperti pada saat menulangi balok, seluruh data kolom di copy kedalam MicrosoftExcel untuk di-sort, sehingga diperoleh luas tulangan dan Av

smaksimum yang diperlukan.

5. Selanjutnya luas tulangan dan Avs

digunakan untuk menulangi kolom. Dalan studi kasus inidigunakan ukuran tulangan 25 [mm] untuk tulangan longitudinal dan ukuran 10 [mm] untuktulangan transversal

6. Untuk menulangi kolom CR-60X60 dan CR-80X80 ulangi kembali langkah L1 s/d L5.

7. Berikut adalah hasil penulangan kolom. (tabel 3.11)

84 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Tab. 3.11: Tulangan Longitudinal dan Transversal Kolom

Label Tulangan Longitudinal Tulangan TransversalKolom Jumlah Tumpuan (sekitar Joint) Lapangan

Jumlah Jarak [mm] Jumlah Jarak [mm]

CR-50X50 16D25 3D10 125 3D10 150

CR-60X60 12D25 3D10 200 3D10 200

CR-80X80 24D25 3D10 200 3D10 200

M. Setelah diperoleh tulangan kolom, ETABS dapat di-unlock kembali dengan meng-klik symbol

pada toolbar.

FTSL ITB 85

I-MHERE@ETABS

3.6.4 RUN Check Struktur

Tujuan dari RUN Check Struktur adalah untuk memastikan bahwa hasil disain tulangan maupun di-mensi mampu menahan beban yang bekerja. Setiap elemen baik balok dan kolom dimasukkan jumlahtulangan yang akan dipasang. Kemudian ETABS di run kembali untuk memastikan semua elemenbalok dan kolom kuat menahan beban.

A. Setelah ETABS di unlock, pilih Define > Frame Sections pilih kolom CR-50X50. Lalu tekanModify/ Show Property, lalu pilih Reinforcment. Masukkan jumlah dan ukuran tulanganyang telah dihitung sesuai dengan tabel 3.11. Dan kemudian pilih Reinforcement to be Check(gambar 3.91). Lalu klik OK dua kali untuk kembali ke form Define Frame Properties

Gbr. 3.91: Reinforcement Data to be Checked

B. Lakukan juga point A diatas untuk kolom-kolom lainnya (CR-60X60 dan CR-80X80)

C. Run kembali struktur dengan menekan F5 lalu kemudian Run Design ETABS dengan memilihDesign > Concrete Frame Design > Start Design/Check of Structure

D. Setelah run selesai, Periksa kekuatan elemen - elemen balok dan kolom. Pastikan tidak ada yangmengalami Over Stress. Pilih Design > Concrete Frame Design > Display Design Info(gambar 3.92). Pada Combo Box Design Output ubah menjadi Column P-M-M InteractionRatios, lalu klik OK

86 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 3.92: Display Design Result

E. Periksa elemen kolom, pastikan tidak ada yang mengalami Over Stress.

F. Kemudian pilih lagi Design > Concrete Frame Design > Display Design Info untuk memeriksaDesign Output (6/5) Beam/Column Capacity Ratios. Pastikan tidak ada elemen kolom yangmengalami Over Stress.

G. Bila terdapat elemen yang Over Stress, maka langkah pertama yang dapat dilakukan adalahperbanyak jumlah tulangan. Jika terpaksa harus mengubah dimesi dari kolom, maka sebaiknyaAnalisis diulangi dari Run 1 subbab 3.6.1

FTSL ITB 87

4 Analisis statik non-linier

4.1 Pengertian dan prosedur analisis beban dorong statik

4.1.1 Pengertian

Analisis pushover merupakan suatu cara analisis statik non-linier yang merupakan penyederhanaandari analisis non-linier riwayat waktu (time history). Analisis pushover dilakukan dengan mengap-likasikan suatu beban yang nilainya meningkat secara bertahap pada suatu struktur sampai dengansuatu kondisi tertentu yang diinginkan sehingga didapat gambaran perilaku struktur baik sebelumterjadi kelelehan pertama kali maupun sesudahnya.Di dalam analisis statik non-linier ini, pengaruh gempa rencana terhadap struktur bangunan gedungdianggap sebagai beban-beban statik yang menangkap pada pusat massa masing-masing lantai. Nilaibeban-beban statik inilah yang ditingkatkan secara bertahap sampai melampaui pembebanan yangmenyebabkan terjadinya pelelehan pertama (sendi plastis) pada struktur gedung. Penigkatan be-ban yang lebih lanjut mengakibatkan struktur mengalami perubahan bentuk paska-elastik yang besarsampai mencapai kondisi plastik.

Analisis pushover bertujuan untuk mengevaluasi perilaku seismik struktur terhadap beban gemparencana dengan :

- Memperoleh nilai µ aktual dan R aktual dari struktur

- Memperlihatkan skema kelelehan (formasi sendi plastis) yang terjadi

- Menentukan performance level dari struktur yang dianalisis

4.1.2 Prosedur

Analisis beban dorong yang dilakukan memiliki tahapan sebagai berikut

a. Desain komponen-komponen struktur dan menentukan jumlah tulangan yang diperlukan untukmasing-masing komponen

b. Memasang tulangan pada masing-masing komponen struktur dengan memperhatikan persyaratantulangan

c. Mendefinisikan sendi plastis Pushover Load Cases

d. Melakukan analisis beban dorong

e. Melakukan evaluasi analisis beban dorong

Pada ETABS langkang-langkah berikut dapat dilakukan, namun mebelum melakukan analisis non-linier beban dorong statik (pushover), tulangan balok dan kolom harus sudah terpasang terlebihdahulu.

88

I-MHERE@ETABS

A. Setelah penulangan pada balok dan kolom selesai, ETABS dapat di-unlock kembali dengan meng-

klik symbol pada toolbar

B. Pada menubar pilih Define > Static Load Cases, lalu tambahkan dua buah beban gempa staticberdasarkan IBC 2006 (gambar 4.1)

Gbr. 4.1: Static Load Cases Pushover

C. Lalu pilih bebannya dan selanjutnya klik Modify Lateral Load, masukkan data seperti padagambar 4.2 dan 4.3.

Gbr. 4.2: Modify Lateral Load EX

FTSL ITB 89

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.3: Modify Lateral Load EY

D. Lalu modelkan sendi platis yang terjadi pada struktur. Pilih semua elemen balok dengan cara klikSelect > by Frame Section > Pilih Semua Elemen Balok pada menubar lalu selanjutnyapada menubar klik Assign > Frame/Line > Frame Nonlinear Hinges. Isi form yang tampilseperti pada gambar 4.4. Kemudian pilih semua elemen kolom pada Story 1 dengan cara klik View

Gbr. 4.4: Assign Frame Hinges Balok

> Set Plan View > STORY 1 pada menubar lalu pilih secara manual semua elemen kolompada lantai itu, pastikan terpilih One Story pada Combo Box di kanan bawah tampilan ETABS,lalu pilih Assign > Frame/Line > Frame Nonlinear Hinges pada menubar. Selanjutnya isiform yang tampil seperti pada gambar 4.5

90 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.5: Assign Frame Hinges Kolom

E. run ETABS dengan cara meng-klik Analyze > Run, lalu lakukan frame design dengan carameng-klik Design > Concrete Frame Design > Start Design/Check of Structure.

F. Sebelum mendefinisikan gaya - gaya Pushover, harus ditentukan terlebih dahulu joint yang akandibaca peralihannya. Joint ini adalah joint tengah pada lantai atap. Cara mencari tahu nomorjointnya adalah

- Pilih Display > Display Undeform Shape pada menubar, Pilih View > Set Plan View lalupilih ROOF

- Klik kanan pada joint tepat di pusat lantai atap. (gambar 4.6). Akan muncul form seperti padagambar 4.7.

Gbr. 4.6: Roof Plan View (Pushover joint)

FTSL ITB 91

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.7: Pushover joint

- Nomor joint yang tertera pada form seperti pada gambar 4.7 inilah yang akan dicatat perali-hannya. Joint nomor 1875

G. Selanjutnya definisikan pushover cases dengan cara meng-klik Define > Static Nonlinear/PsuhoverCases pada menubar. Tambahkan 7 buah pushover cases sebagai berikut (gambar 4.8 s/d gambar4.14)

Gbr. 4.8: Pushover Cases GRAV

92 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.9: Pushover Cases PUSH1

Gbr. 4.10: Pushover Cases PUSH2

FTSL ITB 93

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.11: Pushover Cases PUSH3

Gbr. 4.12: Pushover Cases PUSH4

94 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.13: Pushover Cases PUSH5

Gbr. 4.14: Pushover Cases PUSH6

FTSL ITB 95

I-MHERE@ETABS

Struktur siap di Run. Pilih Analyze > Run Static Nonlinear Analysis. Lama analisis dan keaku-ratan hasil analisis tergantung pada stepping yang ditentukan ketika mendefinisikan Pushover Casesdiatas

96 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

4.2 Sendi plastis

4.2.1 Hinge properties

Pemodelan sendi dilakukan untuk mendefinisikan perilaku non-linier force displacement dan/ataumomen-rotasi yang dapat ditempatkan pada beberapa tempat di sepanjang bentang balok atau kolom.Pemodelan ini dilakukan dengan mengacu kepada kurva hubungan force-displacement yang memilikitipe yang sama dengan kurva hubungan antara momen-rotasi seperti yang terlihat pada gambar 4.15

Gbr. 4.15: Kurva Hubungan Force-Displacement

Kurva pada gambar 4.15 memiliki lima titik utama, yaitu titik A,B,C,D dan E. Titik A merupakan titikawal sebelum struktur dikenai beban gempa. Titik B memperlihatkan kelelehan, namun deformasibelum terjadi. Titik C merepresentasikan kekuatan sisa (residual strength) untuk analisis pushover.Sementara titik E menunjukkan kondisi keruntuhan total.

Gbr. 4.16: Kurva Hubungan Force-Displacement / Momen Rotasi

Sendi plastis yang digunakan dalam pemodelan adalah:

1. BalokSendi plastis pada elemen balok menggunakan Default-M3 sesuai program ETABS dengannilai Relative Distance-nya 0,(0.5),dan 1. Hal ini dilakukan dengan alasan bahwa balok akanefektif menahan momen pada arah sumbu kuatnya (sumbu 3), oleh sebab itu sumbu inilah yangakan mengalami sendi plastis pada balok.

FTSL ITB 97

I-MHERE@ETABS

2. KolomSendi plastis pada elemen kolom menggunakan Default-PMM sesuai program ETABS dengannilai Relative Distance-nya 0 dan 1. Hal ini dilakukan dengan alasan bahwa pada elemen kolomterdapat hubungan antara gaya aksial dan momen seperti pada diagram iterasi kolom.

4.2.2 Distribusi Sendi Plastis

Sendi plastis akibat momen lentur akan terjadi bila beban yang bekerja pada struktur melebihi kapa-sistas momen lentur yang ditinjau. Sendi plastis pada pemodelan struktur dapat terjadi pada elemenbalok dan kolom.Akan tetapi kolom harus didisain lebih kuat daripada balok (kolom-kuat, balok-lemah). Oleh karenaitu, sendi plastis boleh terjadi pada balok dan hanya pada kolom lantai dasar saja (beam-sway mech-anism)

Gbr. 4.17: Sendi Plastis

4.3 Distribusi vertikal beban gempa

Berikut ini akan disajikan beberapa macam bentuk distribusi beban gempa untuk analisis bebandorong, yaitu distribusi beban gempa merata , distribusi beban gempa sesuai bentuk moda sertadistribusi beban gempa berdasarkan ASCE 07-05 / IBC 2006 [1].

4.3.1 Distribusi beban gempa merata (uniform)

Distribusi beban gempa yang merata membagi beban gempa yang diaplikasikan pada pusat massamasing-masing lantai dengan besar yang sama rata. Pembagian beban didasarkan pada perbandin-gan massa masing-masing lantai terhadap massa total. Rumus berikut digunakan untuk menentukandistribusi bebena gempa merata.

Fi =mi

Σmi

V (4.1)

98 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

dimana mi = massa lantai ke-i dan V = gaya geser dasar

4.3.2 Distribusi beban gempa sesuai bentuk moda

Distribusi beban gempa mengikuti bentuk mode merupakan pembagian beban gempa yang diap-likasikan pada pusat massa masing-masing lantai dengan perbandingan beban pada masing-masinglantai sesuai dengan perbandingan mode-nya. Distribusi beban gempa berdasarkan bentuk modehanya baik diasumsikan bila struktur gedung memiliki Modal Participating Mass Ratio lebih besardaripada 80 persen.

Besarnya distribusi vertikal beban gempa untuk masing-masing lantai ditentukan oleh rumus sebagaiberikut:

Fi =miφi

ΣmiφiV (4.2)

dimana mi = massa lantai ke-i, φi = aplitude of the elastic first mode at i-th story dan V = gayageser dasar

4.3.3 Distribusi beban gempa berdasarkan ASCE 07-05 / IBC 2006 [1]

Berikut ini adalah metode untuk menentukan besarnya beban statik yang dianggap terpusat padamasing-masing pusat massa pada setiap lantai berdasarkan ASCE 07-05 / IBC 2006.

1. Menghitung nilai Cs

Cs = max[0.01;min(SDSI

R;SDSI

RT)] (4.3)

untuk struktur dengan nilai Si ≥ 0.6g, maka nilai Cs minimum :

Cs,min =0.5S1I

R(4.4)

dengan Cs = Koefisien Respon Gempa, SDS = 2.5 Ao, SD1 = Ar, R = Faktor Reduksi Gempa,I = Faktor Keutamaan Bangunan, T = Periode fudamental.Nilai Periode Fundamental dapat dihitung dengan ketentuan sebagai berikut

T =

Ta, bila T1 ≤ Ta

T1, bila Ta < T1 < CuTa

CuTa, bila T1 ≥ CuTa

T1 merupakan nilai periode fundamental bangunan untuk mode 1. Sementara Cu diperolehdari tabel 4.1.

2. Menentukan nilai WW adalah berat bangunan ditambah dengan beban-beban lain yang dimasukkan dalam effectiveseismic weight seperti ketentuan Tabel4.2

FTSL ITB 99

I-MHERE@ETABS

Tab. 4.1: Nilai Koefisien Cu

SD1 ≥ 0.4 0.3 0.2 0.15 ≤ 0.1Cu 1.4 1.4 1.5 1.6 1.7

Tab. 4.2: Effective Seismic Weight berdasarkan ASCE 07-05 / IBC 2006

Description Include in Seismic Weight

Areas of storage (other than public 25 percent of floor live loadgarages and open parking garages)

Building with partitions 10 [psf] or actual weight, whichever is greater

Building with roofs designed for snow Where flat roof snow loads are greater than 30 [psf],20 percent of the design snow load

needs to be icluded, regardless of actual roof slope

Permanent equipment 100 percent of operating weight

3. Menentukan nilai gaya geser dasar Gaya geser dasar akibat beban gempa dapat ditentukandengan rumus :

V = CsW (4.5)

4. Menentukan nilai distribusi gaya gempa Nilai distribusi gaya gempa pada masing-masing lantaistruktur adalah

Fx = CvxV (4.6)

Sementara nilai Cvx diperoleh dari rumus sebagai berikut:

Cvx =WiH

ki

∑ni=1WiHk

i

(4.7)

dengan nilai k ditentukan sebagai berikut

k =

1, untuk struktur denganT ≤ 0.5 detik

2, untuk struktur denganT ≥ 2.5 detik

2 atau interpolasi antara 1 dan 2, untuk struktur dengan 0.5 detik < T < 2.5 detik

Dimana Wi = Berat lantai ke-i, Hi = Tinggi antar lantai ke-i, V = Gaya geser dasar dan Fx

= Distribusi gaya gempa masing-masing lantai

Ketiga pola distribusi pembebanan gempa dapat dilihat pada gambar 4.18.

100 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.18: Pola Distribusi Pembebanan

4.4 Performance based design

4.4.1 Pengertian dan prosedur

Disain berbasis kinerja merupakan suatu metode disain dimana pengendalian nisbah simpangan dipan-dang sebagai pengendalian terhadap kerusakan struktur apabila struktur dibebani oleh gempa rencana.Analisis struktur tidak hanya ditinjau dari segi kekuatan saja, tetapi juga ditinjau dari besarnya per-alihan yang dialami struktur. Kinerja adalah bagaimana struktur akan berperilaku ketika mengalamigempa.

Ide utama dari evaluasi performance based design adalah mencocokkan "permintaan" dengan "kap-asitas". Permintaan adalah besarnya gempa yang diaplikasikan kepada struktur, sementara kapasitasadalah kemampuan struktur untuk menahan beban gempa tersebut. Pada disain berdasarkan kinerjaini, ukuran daripada permintaan dan kapasitas adalah peralihanDisain struktur berdasarkan konsep kinerja ini dapat memberikan penjelasan mengenai bagian ban-gunan yang akan mengalami kegagalan pertama kali dan selanjutnya. Seiring dengan bertambahnyabeban, elemen-elemen lainnya akan mengalami leleh dan deformasi inelastis. Oleh sebab itu dapatdisimpulkan bahwa kelebihan cara analisis ini adalah dapat diperolehnya gambaran perilaku struktur,deformasi bagian-bagian struktur, dan urutan bagian-bagian struktur yang mengalami leleh setelahstruktur melewati batas elastiknya.

Penilaian struktur tahan gempa tidak hanya kekuatan dan daktilitas saja, tetapi juga dinilai dari kinerjabangunan saat gempa, ATC-40 [6] menggunakan metode spektrum kapasitas (Capacity SpectrumMethod) untuk menilai kinerja struktur terhadap gempa yang dilakukan dengan menggunakan tatacara FEMA-356 dan FEMA-440 [7]. Disain berbasis kinerja (Performance Based Design) ini dipakaiuntuk mengevaluasi kinerja bangunan yang telah berdiri maupun bangunan baru.

Terdapat beberapa jenis prosedur evaluasi metode analisis beban dorong yaitu Capacity Spectrum

FTSL ITB 101

I-MHERE@ETABS

Method (CMS) dan Displacement Coefficient Method (DCM). Prosedur CMS akan dilakukan berdasarkantata cara ATM-40. Sementara prosedur DCM akan dilakukan berdasrkan tata cara FEMA-256 danFEMA-440

Prosedur evaluasi berdasarkan CMS menggunakan perpotongan dari kurva kapasitas dan kurva re-sponse spectrum yang mengalami reduksi untuk memperkirakan nilai peralihan maksimum dari struk-tur yang dianalisis. Sementara prosedur dengan DCM menggunakan koefisien-koefisisen tertentuuntuk memperkirakan peralihan masksimum dari sktruktur yang sedang dianalisis.

4.4.1.1 Tahapan Capacity Spectrum Method berdasarkan ATC-40 [6]

1. Menentukan respons spektrum tradisional dengan redaman 5 persen (Gambar 4.19).

Gbr. 4.19: Response Spectra dengan redaman 5 persen

2. Mengubah respons spektrum tradisional dengan redaman 5 persen (Sa*-T) menjadi demandspectrum (Sa*-Sd) dalam bentuk ADRS (gambar 4.20).

Gbr. 4.20: Bentuk ADRS (Acceleration-Displacement Response Spectra)

3. Menentukan kurva kapasitas (Vb-xroof). Kurva kapasitas merupakan kurva yang memperli-hatkan hubungan antara masing-masing nilai peralihan lantai atap dengan gaya geser dasarnya(base shear) akibat pemberian beban lateral secara bertahap pada struktur (gambar 4.21).

102 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.21: Capacity Curve

4. Mengubah kurva kapasitas (Vb-xroof ) menjadi capacity spectrum (Sa*-Sd) (gambar 4.22)

Gbr. 4.22: Capacity Spectrum

PF1 =

∑Ni=1(miφi1)

∑Ni=1(miφ2

i1)(4.8)

α1 =

∑Ni=1(miφi1)

2

∑Ni=1(mi)

∑Ni=1(miφ2

i1)(4.9)

Dengan PF1 = Modal Patricipating Factor untuk mode 1, α1 = Modal Mass Coefficient untukmode 1, mi = massa lantai ke-i, φi = φ lantai ke-i mode 1, V = gaya geser dasar, W = beratmati bangunan, ∆roof = peralihan atap Sa = spectral acceleration Sd = spectral displacement

5. Plot demand spectrum dan capacity spectrum dalam satu grafik dengan sumbu x sebagai Sddan sumbu y sebagai Sa*. Kemudian menentukan perkiraan awal api dan dpi (gambar 4.23)

FTSL ITB 103

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.23: Plot Demmand Spectrum dan Capacity Spectrum

6. Membentuk kurva representasi bilinear dari capacity spectrum (gambar 4.24) Dengan Ki adalah

Gbr. 4.24: Representasi Bilinier Capacity Spectrum

Initial Stiffness, didefinisikan sebagai garis singgung dari kurva capacity spektrum dari kon-disi awal. Untuk komponen yang didominasi oleh lentur, nilai Ki kira-kira adalah nilai fully-cracked stiffness. Untuk komponene yang didominasi oleh geser, nilai Ki kira-kira adalah nilaiuncracked-stiffness. Kurva bilinear dari capacity spectrum dibuat sedemikian rupa sehingga luasdaerah A1 sama dengan A2. Dengan pertimbangan agar masing-masing daerah memiliki energiyang sama.

7. Menentukan nilai βo Damping Energi (ED) (gambar 4.25):

ED = 4(aydpi− dyapi) (4.10)

104 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.25: Damping Energy

Maximum Strain Energi (ES0) (gambar 4.26):

ES0 =apidpi

2(4.11)

Gbr. 4.26: Maximum Strain Energy

βo =1

4π

ED

ES0=

1

4π

4(aydpi − dyapi

apidpi

2

0.637(aydpi − dyapi)

apidpix 100 (dalam persen) (4.12)

8. Menghitung faktor reduksi spektral (SRA dan SRV). Kemudian, plot demand spectrum yangsudah dipengaruhi oleh faktor reduksi spektral dengan kurva representasi bilinear.

a. Menentukan nilai K (tabel 4.3)

FTSL ITB 105

I-MHERE@ETABS

Structural βo (percent) KBehavior Type

Type A≤ 16.25 1

> 16.25 1.13 − 0.51(aydpi−dyapi)

apidpi

Type B≤ 25 0.67

> 250.446(aydpi−dyapi)

apidpi

Type C any value 3.33

Tab. 4.3: Nilai K berdasarkan ATC-40

b. Menentukan nilai βeff

βeff = β0K + 5 (dalam persen) (4.13)

c. Menentukan nilai SRA dan SRV

SRA =3.21 − 0.68Ln(βeff )

2.12≥ SRAmin (4.14)

SRV =2.31 − 0.41Ln(βeff )

1.65≥ SRVmin (4.15)

Dengan nilai SRAmin dan SRVmin untuk masing-masing tipe struktur dapat dilihat padatabel 4.4 Structural Behavior Type dapat dilihat pada tabel 4.5

Structural Type SRAmin SRVmin

A 0.33 0.5B 0.44 0.56C 0.56 0.67

Tab. 4.4: SRAmin dan SRVmin

ShakingDuration

EssentiallyExistingBuilding

AverageExistingBuilding

Poor ExistingBuilding

Short Type A Type B Type CLong Type B Type C Type C

Tab. 4.5: Structural Behavior Type (ATC-40)

106 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

d. Plot demand spectrum yang sudah dupengaruhi oleh faktor reduksi spektral dengan kurvabilinier (gambar 4.27)

Gbr. 4.27: Demand Spectrum dan Representasi Bilinear

9. Menentukan titik potong antara demand spectrum yang sudah dipengaruhi oleh faktor reduksispektral dengan kurva representasi bilinear. yaitu titik (di , ai). Apabila titik perpotongantersebut ada di dalam batas toleransi 5 persen, maka spektral performance point adalah (dpi,api). Apabila titik perpotongan tersebut ada di luar batas toleransi 5 persen, maka ulang lagiprosedur mulai dari langkah 6 dengan api = ai, dpi = di sampai memenuhi batas toleransi 5persen.

10. Mengubah dpi (spektral displacement saat performance terjadi) menjadi nilai displacement saatperformance terjadi dan mengubah api (spectral acceleration saat performance terjadi) menjadinilai gaya geser saat performance terjadi.

Sd =∆roof

PF1φ1,roof

(4.16)

Maka displacement saat performance terjadi

∆roof = SdPF1φ1,roof∆roof = dpiPF1φ1,roof (4.17)

Sa =V

Wα1(4.18)

Maka gaya geser saat performance terjadi

V = SaWα1V = apiWα1 (4.19)

Dengan PF1 = Modal Participating Factor untuk mode 1, α1 = Modal Mass Coefficient untukmode 1, φ1,roof = φ lantai atap, mode 1, V = gaya geser dasar, W = berat mati bangunan,∆roof = peralihan atap, Sa = Spectral acceleration dan Sd = Spectral displacementSehingga nilai performance point adalah (∆roof ,V )

FTSL ITB 107

I-MHERE@ETABS

4.4.1.2 Pembentukan Kurva Kapasitas Bilinear (Force-Displacement) padaDisplacement Coefficient Method [15]

Kurva kapasitas bilinier dari DCM, dalam hal ini adalah berdasarkan tata cara FEMA-356 dan FEMA-440 dibentuk kurva hubungan force-displacement (gambar 4.28) Dengan Ki = Initial Stiffness Ke =

Gbr. 4.28: Kurva Bilinear pada DCM

Effective Stiffness, nilainya diambil sebagai gradien garis yang berpotongan pada kurva kapasitas padaordinat 0.6 Vy. Nilai Vy tidak boleh lebih besar daripada nilai gaya geser maksimum pada titik-titikdalam kurva kapasitas aktual.Hubungan antara Initial Stiffness dan Effective Stiffness adalah

Te = Ti

√

Ki

Ke

(4.20)

Dengan Te = periode fundamental efektif bangunan Ti = periode mode ke-iKurva representasi bilinear dari kurva kapasitas pada DCM bersifat sangat sensitif karena representasikurva bilinear yang sedikit berbeda saja akan menghasilkan nilai performance point yang berbedajuga.

108 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

4.4.1.3 Tahapan Displacement Coefficient Method berdasarkan FEMA-356 [15]

Nilai target displacement berdasarkan FEMA-356 adalah (gambar 4.29)

Gbr. 4.29: Tahapan DCM berdasarkan FEMA-356

δt = C0C1C2C3SaT 2

e

4π2g (4.21)

Dengan δt = target displacement g = percepatan gravitasiC0 = faktor modifikasi yang menghubungkan spectral displacement pada suatu sistem derajat kebe-basan tunggal dengan peralihan lantai atap pada bangunan dengan sistem derajat kebebasan banyak.Nilai untuk C0 dapat dilihat pada tabel 4.6.

C1 = faktor modifikasi yang menghubungkan peralihan maksimum yang diharapkan dari pergerakanpada sistem derajat kebebasan tunggal inelastik dengan peralihan yang dihitung menggunakan responselastik linier.

C1 =

1.0, bila Te ≥ Ts

1+(R−1)Ts

Te

R, untuk Te < Ts

R =SaW

Vy

Cm (4.22)

Dengan Te = periode fundamental efektif bangunan, Ts = periode karakteristik dari respons spektrum,didefinisikan sebagai periode transisi terletak pada perpotongan segmen akselerasi konstan dengansegmen velocity, R = ratio dari permintaan kekuatan elastis untuk menghitung koefisien kuat leleh,Sa = response spectrum acceleration pada periode getar fundamental bangunan, Vy = kuat leleh

FTSL ITB 109

I-MHERE@ETABS

Tab. 4.6: Faktor Modifikasi C0 berdasarkan FEMA-356

Number of StoriesShear Buildings2 Other Buildings

TriangularLoadPattern

UniformLoadPattern

Any Load Pattern

1 1 1 12 1.2 1.15 1.23 1.2 1.2 1.35 1.3 1.2 1.410+ 1.3 1.2 1.5

1. Linear interpolation shall be used to calculate intermediate values2. Buildings in which, for all stories, interstory drift decreases with increasing height.

yang dihitung dari kurva hubungan gaya dan peralihan yang ideal dari analisis nonlinier pushover, W= beban gempa effetif dan Cm = effectif model mass untuk mode fundamental dengan menggunakananalisis Eigen value (tabel 4.7).

Tab. 4.7: Faktor Modifikasi Cm berdasarkan FEMA-356

Nilai Cm

No. of Stories 1-2 3 or moreConcrete Moment Frame 1 0.9Concrete Shear Wall 1 0.8Concrete Pier-Sprandel 1 0.8Steel Moment Frame 1 0.9Steel Concretic Braced Frame 1 0.9Steel Eccentric Braced Frame 1 0.9Other 1 1

C2 = faktor modifikasi yang memperlihatkan pengaruh dari pinched hysteretic shape, shape degrada-tion, dan strength deterioration pada respons peralihan maksimum. Nilai C2 dapat dilihat pada tabel4.8.

Nilai Ts dihitung dengan persamaan berikut

Ts =SD1

SDS(4.23)

C3 = faktor modifikasi untuk menggambar kenaikan peralihan akibat pengaruh P-∆

C3 =

1, untuk bangunan dengan positive-yield stiffness

1 + |a|(R−1)32

Te, untuk bangunan dengan negative-yiled stiffness

110 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Tab

.4.

8:Fak

tor

Modifi

kasiC

2ber

das

arka

nFEM

A-3

56

Str

uctu

ralPerform

ance

Level

T≤

0.1

second

3T

≥T

sse

cond

3

Fra

min

gType

11

Type

22

Type

11

Type

22

Inte

rmed

iate

Occ

upan

cy1

11

1Life

Saf

ety

11

11

Inte

rmed

iate

Occ

upan

cy1.

31

1.1

1Col

apse

Pre

vention

1.5

11.

21

1.Str

uct

ura

lin

whic

hm

ore

than

30per

cent

ofth

est

ory

shea

rat

any

leve

lis

resist

edby

any

com

bin

atio

nof

the

follo

win

gco

mpon

ents

,el

emen

ts,or

fram

es:

ordin

ary

mom

ent-

resist

ing

fram

e,co

nce

ntr

ical

ly-b

race

dfram

es,fram

esw

ith

par

tial

lyre

stra

ined

connec

tion

s,te

nsion

-only

brac

es,unre

info

rced

mas

onry

wal

ls,sh

ear-

critic

al,pie

r,an

dsp

endre

lsof

rein

foce

dco

ncr

ete

mas

onry

.2.

All

fram

esnot

assign

edto

Fra

min

gTyp

e1

3.Lin

ear

inte

rpol

atio

nsh

allbe

use

dfo

rin

term

edia

teva

lues

ofT

.

FTSL ITB 111

I-MHERE@ETABS

dengan α adalah rasio post-yield stiffness terhadap effective elastic stiffness.

4.4.1.4 Tahapan Displacement Coefficient Method berdasarkan FEMA-440 [7]

Nilai target displacement berdasarkan FEMA-440 adalah sebagai berikut

δt = C0C1C2SaT 2

e

4π2g (4.24)

Dengan

C0 = MPF1 = [Σ(Wiφi)/g

Σ(Wiφ2i )/g

] (4.25)

C1 =

1 + R−1aT 2

e, untuk 0.2 s ≤ Te ≤ 1 s

nilai C1 dengan Te = 0.2 s, untuk Te ≤ 0.2 s

1, untuk Te > 1 s

dengan nilai a sesuai ketentuan berikut

a =

130, untuk Site Clases B

90, untuk Site Clases C

60, untuk Site Clases D,E,F

C2 =

1 + 1800(R−1

T)2, untuk 0.2 s ≤ T ≤ 0.7 s

nilai C2 dengan T = 0.2 s, untuk T < 0.2 s

1, untuk T > 0.7 s

dengan nilai R adalah

R =SaW

Vy

Cm (4.26)

Dimana Te=T1 = periode fundamental efektif bangunan, R = ratio dari permintaan kekuatan elastisuntuk menghitung koefisien kuat leleh, Sa = response spectrum acceleration pada periode getarfundamental bangunan, Vy = kuat leleh yang dihitung dari kurva hubungan gaya dan peralihan yangideal dari analisis nonlinier pushover, W = beban gempa efektif dan Cm = effective model massuntuk mode fundamental dengan menggunakan analisis Eigen value. Nilainya diperoleh dari tabel 4.7

112 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

4.5 Taraf Kinerja

Taraf Kinerja menunjukkan keadaan atau tingkat kerusakan yang terjadi pada suatu bangunan bilabeban gempa rencana terjadi. Taraf kinerja merupakan kondisi batas maksimum kerusakan strukturalmaupun nonstruktural yang terjadi pada struktur akibat beban gempa rencana itu. Taraf kinerja di-nyatakan sesuai kriteria tingkat kerusakan fisik yang terjadi, ancaman terhadap keruskan jiwa manusiadan kemampuan layan struktur pasca gempa.

4.5.1 Klasifikasi Taraf Kinerja

Berikut ini beberapa macam klasifikasi taraf kinerja, yaitu:

1. Taraf Penghunian Segera (Immediate Occupancy [IO]) Pada taraf ini struktur bangunan aman.Resiko korban jiwa dari kegagalan struktur tidak terlalu berat, gedung tidak mengalami kerusakanyang berarti dan dapat segera difungsikan/beroperasi kembali setelah mengalami gempa. Struk-tur bangunan yang seharusnya berada dalam kategori ini adalah bangunan sebagai sarana penye-lamatan, bangunan yang menyimpan barang berbahaya atau bangunan yang dapat mempen-garuhi ekonomi nasional bila rusak parah. Contohnya adalah rumah saki, gedung bahan bakar/bahan berbahaya, dan kantor pemadam kebakaran.

2. Taraf Kontrol Kerusakan (Demage Control [DC]) Pada taraf ini struktur bangunan rusak, na-mun tidak runtuh. Risiko korban jiwa sangat rendah. Kerusakan yang terjadi bervariasi diantarakategori [IO] dan [LS]. Kriteria yang ingin dicapai lebih ketat daripada taraf [LS] namun ke-layakan huni bukanlah masalah utama [IO]. Contoh bangunan yang seharusnya berada dalamtaraf ini adalah benguna-bangunan bersejarah

3. Taraf Keselamatan Jiwa (Life Safety [LS]) Kerusakan struktural dapat terjadi tetapi kerun-tuhan struktural parsial maupun total tidak terjadi. Resiko korban jiwa masih sangat rendah.Contohnya pada gedung perkantoran, perumahan, gudang, bangunan niaga dan lainnya.

4. Taraf Keamanan Terbatas (Limited Safety [LS]) Taraf ini bukan merupakan level spesifik, tetapimerupakan taraf di antara [LS] dan [CP]

5. Taraf Stabilitas Struktur (Collapse Prevention atau Structural Stability [CP]) Pada taraf ini,gedung berada di ambang batas keruntuhan total.

6. Taraf yang tidak diperhitungkan Taraf ini bukan merupakan tingkat kinerja, tetapi khusus untuksituasi-situasi dimana hanya untuk evaluasi seismik nonstruktural atau retrofit.

FTSL ITB 113

I-MHERE@ETABS

Penjelasan khusus mengenai kondisi balok dan kolom pada berbagai kategori taraf kinerja ditunjukkanpada tabel 4.9.

Tab. 4.9: Klasifikasi Taraf Kinerja berdasarkan Kondisi Balok dan Kolom

Taraf Kinerja Balok Kolom

Penghunian Segera[IO]

Mengelupasnya selimut beton ter-batas terjadi pada join balok-kolom. Retak akibat lentur sangatterbatas terjadi pada daerah sendi.Tidak terdapat lendutan perma-nen. Kapasistas struktur menahangaya gravitasi tetap.

Retak akibat lentur dan geser san-gat terbatas tanpa disertai den-gan mengelupasnya selimut beton.Tidak ada peralihan horisontal per-manen. Kapasitas struktur mena-han gaya gravitasi tetap.

Kontrol Kerusakan[DC]

Mengelupasnya selimut beton ter-batas terjadi pada join balok-kolom. Retak akibat lentur sangatterbatas terjadi pada daerah sendi.Tidak terjadi lendutan permanen.Kapasitas struktur menahan gayagravitasi tetap.

Retak akibat lentur dan geser san-gat terbatas tanpa atau dengansedikit mengelupasnya selimut be-ton. Tidak ada peralihan horison-tal permanen. Kapasitas strukturmenahan gaya gravitasi tetap.

Keselamatan Jiwa[LS]

Mengelupasnya selimut beton seke-liling join balok-kolom dan daerahsendi. Retak akibat lentur dangeser terjadi pada daerah sendidan mengarah pada join balok-kolom. Lendutan vertikal perma-nen mendekati 1

175 bentang. Kap-asitas struktur menahan gaya grav-itasi tetap.

Sendi telah terjadi pada bagianbawah bangunan, menyebabkanmengelupasnya selimut beton diatas dan di bawah join balok-kolom. Peralihan horisontal per-manen mendekati 2 persen bedaperalihan antar lantai. Kapais-tas struktur menahan gaya gravi-tasi tetap.

Stabilitas Struktur[CP]

Mengelupasnya selimut beton yangmeluas pada join balok-kolom dandaerah sendi. Retak yang meluasakibat lentur dan geser terjadi padadaerah sendi dan mengarah padajoin balok-kolom. Kegagalan sen-gkang geser. Lendutan vertikalpermanen mendekati 1

175 bentang.Kapasitas struktur menahan gayagravitasi tetap.

Sendi telah terbentuk pada bagianbawah bangunan menyebabkanmengelupasnya selimut betonyang signifikan di atas dan dibawah join balok-kolom dan betonpada inti join hancur. Peralihanhorisontal permanen mendekati3.5 persen beda peralihan antarlantai. Kpasitas struktur menahangaya gravitasi tetap hampir diseluruh struktur.

114 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

4.5.2 Klasifikasi Deformation Limit

Performance Point hasil evaluasi menggunakan Capacity Spectrum Method maupun DisplacementCoefficient Method, digunakan untuk mendapatkan nilai drift. Nilai drift ini digunakan sebagai in-dikator kinerja dari struktur yang sedang dianalsis.

Tabel 4.10 memperlihatkan klasifikasi batas deformasi pada berbagai tingkat kinerja

Tab. 4.10: Deformation Limit pada berbagai tingkat kinerja ATC-40

Performance Level

InterstoryDrift Limet

ImmediateOccupancy

DemageControl

Life Safety StructuralStability

MaximumTotal Drift(Xmax

H)

0.01 0.01-0.02 0.02 0.33 V iP i

Maximum In-elastic Drift

0.005 0.005-0.015 No Limit No Limit

FTSL ITB 115

I-MHERE@ETABS

4.6 Evaluasi

4.6.1 Hasil Capacity Spectrum

Dari hasil Capacity Spectrum output ETABS (gambar 4.30 s/d 4.35) dapat diperoleh besar DriftRatio. Nilai drift ratio ini yang digunakan untuk memeriksa taraf kinerja dari bangunan dan ke-layakannya. Gempa yang dikerjakan pada bangunan adalah Response Spectrum Wilayah 4 TanahSedang (Ca=0.28 dan Cv=0.42)

Gbr. 4.30: Capacity Spectrum PUSH1

116 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.31: Capacity Spectrum PUSH2

Kemudian dengan melihat hasil peralihan dari gambar 4.30 s/d 4.35 dan dengan menggunakan tabel4.10 dapat diperoleh Performance Level dari struktur, disajikan pada tabel 4.11.

Tab. 4.11: Performance Level Struktur

Pushover Displacement[m]

Maximum totaldrift

Performance Level

PUSH1 0.398 0.009255 Immediate Occupancy

PUSH2 0.361 0.008395 Immediate Occupancy

PUSH3 0.330 0.007674 Immediate Occupancy

PUSH4 0.299 0.006953 Immediate Occupancy

PUSH5 0.296 0.006883 Immediate Occupancy

PUSH6 0.374 0.008697 Immediate Occupancy

Dari hasil analisis Pushover seluruhnya menunjukkan bahwa Performance Level dari struktur iniadalah Immediate Occupancy . Dengan mengacu pada tabel 4.9 terlihat bahwa tidak terjadikerusakan yang berarti pada struktur ketika menerima beban gempa.

FTSL ITB 117

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.32: Capacity Spectrum PUSH3

Gbr. 4.33: Capacity Spectrum PUSH4

118 FTSL ITB

I-MHERE@ETABS

Gbr. 4.34: Capacity Spectrum PUSH5

Gbr. 4.35: Capacity Spectrum PUSH6

FTSL ITB 119

5 Daftar Pustaka

[1] ASCE Standard 07-05. Minimum Design Load for Building and Other Structures. AmericanSociety of Civil Engineerings, 2005.

[2] Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete: (ACI 318-02) and Com-mentary (ACI 318R-02). American Concrete Institute, 38800 Country Club Drive, FarmingtonHills, MI 48331, USA, 2002.

[3] Badan Standardisasi Nasional. SNI - Standar Nasional Indonesia. In Standar Perencanaan Keta-hanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, SNI-03-1726-2002. BSN, Jakarta, Indonesia,2002.

[4] Badan Standardisasi Nasional. SNI - Standar Nasional Indonesia. In Tata Cara PerhitunganStruktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002. BSN, Jakarta, Indonesia, 2002.

[5] Badan Standardisasi Nasional. SNI - Standar Nasional Indonesia. In Tata Cara PerencanaanKetahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2003. BSN, Jakarta, Indonesia, 2003.

[6] California Seismic Safety Commission. Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings(ATC-40), volume 1. Applied Technology Council.

[7] California Seismic Safety Commission. Improvement of Nonlinier Static Seismic Analysis Proce-dure. Applied Technology Council (ATC-55 Project), 2005.

[8] Computer and Structures Inc. CSI Analysis Reference Manual, for SAP2000, ETABS and SAFE.1995 University Avenue Berkeley, California 94704 USA, October 2005.

[9] Computer and Structures Inc. ETABS User’s Guide. 1995 University Avenue Berkeley, California94704 USA, version 9 edition, November 2005.

[10] Computer and Structures Inc. Introductory Tutorial. 1995 University Avenue Berkeley, California94704 USA, November 2009.

[11] Computer and Structures Inc. Welcome to ETABS. 1995 University Avenue Berkeley, California94704 USA, November 2009.

[12] Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung.Departemen Pekerjaan Umum, Jalan Tamansari No. 84 Bandung, 1983.

[13] ICC. Uniform Building Code 1997 - UBC, volume 1, 2, 3. ICC - International Code Council,1997.

[14] Iswandi Imran and Fajar Hendrik. Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa;Berdasarkan SNI 03-2847-2002. Penerbit ITB, Jalan Ganesha 10 Bandung, 2009.

[15] American Society of Civil Engineers. Prestandard and Commentary for The Seismic Rehabilitationof Buildings. Federal Emergency Management Agency, 2000.

121