perencanaan beban gempa

STUDIO PERANCANGAN 11 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> BEBAN GEMPA

PERENCANAAN BEBAN GEMPAPERENCANAAN BEBAN GEMPA

BERAT STRUKTUR

Portal memanjang

Portal melintang

Adiputra TanujayaLinda Nursasiningsih

Lisa Kristiana Dewi


Tinggi (h) tiap level :

o Level 4 = h4 = 0,5 x 4 = 2 m

o Level 3 = h3 = (0,5 x 4) + (0,5 x 4) = 4 m

o Level 2 = h2 = (0,5 x 4) + (0,5 x 3,75) = 3,875 m

o Level 1 = h1 = (0,5 x 3,75) + (0,5 x 3,75) = 3,75 m

o Level 0 = h0 = 0,5 x 3,75 = 1,875 m

Dimensi Balok :

o Balok induk melintang = 40/60 cm

o Balok induk memanjang = 40/60 cm

o Balok anak = 20/40 cm

A. Level 4 (h4 = 2m)

Beban Atap (16,1m x 34,4 m)

Beban mati :

- Plafon = (11 kg/m + 7 kg/m) x (16,1 x 34,4) = 9969,12 kg

- kolom (40/40) = 32 . 0,4 . 0,4 . 2400 . 2m = 24576 kg

- Balok Melintang = 7 x 16,1 x 0,4 x 0,6 x 2400 = 64915,2 kg

- Balok memanjang = 3 x 34,4 x 0,4 x 0,6 x 2400 = 59443,2 kg

- dinding ½ batu bata:

dinding luar = (2 x 16,1 + 2 x 34,4) x 2m x 250 = 50500 kg

dinding dalam = ( 12 x 5+ 12 x 6,1 ) x 2m x 250 = 66600 kg +

WD4 = 276003,52 kg

Beban hidup :

Koefisien reduksi beban hidup untuk peninjauan gempa PPIUG 1981 Pasal 3.5, tabel

3.3 ialah sebesar 0,3 sehingga :

WL4 = 0,3 x 16,1 x 34,4x 100 = 16615,2 kg

WT4 = WD4 + WL4 = 276003,52 kg + 16615,2 kg = 292618,72 kg

B. Level 3 (h3 = 4m)

Beban Lantai 4 (16,1m x 34,4 m)

Beban mati :

- Plat = 16,1 x 34,4 x 0,12 x 2400 kg/m3 = 159505,92 kg


Lisa Kristiana Dewi


- Plafon = (11 kg/m+7kg/m) x (16,1x34,4) = 9969,12kg

- kolom (40/40) = 32 . 0,4 . 0,4 . 2400 . 4 = 49152 kg



- Balok Anak (20/40) = ((6 x 16,1 + 10)+(30+34,4))

0,2 x 0,4 x 2400 = 32832 kg


- dinding luar = (2 x 16,1 + 2 x 34,4) x 4m x 250 = 110000 kg

- dinding dalam = ( 12 x 5+ 12 x 6,1 ) x 4m x 250 = 132000 kg

- Tangga = (4,345x2) x 812 = 7056,28kg+

WD3 = 624873,72 kg

Beban hidup :



WL3 = 0,3 x 16,1 x 34,4x 250 = 41538 kg

WT3 = WD3 + WL3 = 624873,72 kg + 41538 kg = 666411,72 kg

C. Level 2 (h2= 3,875m)


- Plat = 16,1 x 34,4 x 0,12 x 2400 kg/m3 = 159505,92 kg

- Plafon = (11 kg/m+7kg/m) x (16,1 x 34,4) = 9969,12 kg

- kolom (40/40) = 32 . 0,4 . 0,4 . 2400 . 3,875 = 47616 kg



- Balok Anak (20/40) = ((6 x 16,1 + 10)+(30+34,4))

0,2 x 0,4 x 2400 = 32832 kg


- dinding luar = (2 x 16,1 + 2 x 34,4) x 3,875m x 250 = 97843,75 kg

- dinding dalam = ( 12 x 5+ 12 x 6,1 ) x 3,875m x 250 = 129037,5 kg

- Tangga = (4,053x2,4x0,15 x 2400)+2(4,0249x1x0,15x2400) = 6402,672 kg

- Bordes = 1,5 x 2454,4 = 3681,6 kg +

WD2 = 618995,51 kg


Lisa Kristiana Dewi


Beban hidup :



WL2 = 0,3 x 16,1 x 34,4x 250 = 41538 kg

WT2 = WD2 + WL2 = 618995,51 kg + 41538 kg = 660533,51 kg

D. Level 1 (h1 = 3,75m)


- Plat = 16,1 x 34,4 x 0,12 x 2400 kg/m3 = 159505,92 kg

- Plafon = (11 kg/m+7kg/m) x (16,1 x 34,4) = 9969,12 kg

- kolom (40/40) = 32 . 0,4 . 0,4 . 2400 . 3, 75 = 46080 kg



- Balok Anak (20/40) = ((6 x 16,1 + 10)+(30+34,4)) x

(0,2 x 0,4 x 2400) = 32832 kg



- Tangga = (4,0249x2,4x0,15x2400)+2(4,0249x0,15x1x2400) = 6378,984 kg

- Bordes = 1,5 x 2454,4 x 0,5 = 1840,8 kg+

WD1 = 608247,16 kg

Beban hidup :



WL1 = 0,3 x 16,1 x 34,4x 250 = 41538 kg

WT1 = WD1 + WL1 = 608247,16 kg + 41538 kg = 649785,16 kg

E. Level 0 (h0 = 1,875m)


Beban mati :

- kolom (40/40) = 32 . 0,4 . 0,4 . 2400 . 1,875 = 24576 kg

- dinding ½ batu :



Lisa Kristiana Dewi


- dinding dalam =( 12 x 5+ 12 x 6,1 ) x 1,875m x 250 = 62437,5 kg

- Tangga = 4,0249x2,4x0,15x2400 = 3481,056 kg

- Bordes = 1,5 x 2454,4 x 0,5 = 1840,8 kg +

WT0 = 194260,03 kg

Berat Total Bangunan :

WT = WT4 +WT3 + WT2 + WT1 + WT0

= 292618,72 kg+666411,72 kg+660533,51 kg+649785,16 kg+194260,03kg

= 2463609 kg


Lisa Kristiana Dewi


BEBAN GESER GEMPA

Koefisien Dasar Gempa

Faktor respon gempa (C) tergantung pada waktugetar alami (T) dan zona gempa :

o Bangunan terletak di Malang (wilayah gempa 4)

o Kondisi tanah sedang

o Waktu getar alami :

T = 0,06 . H3/4 H = Tinggi total gedung = 15,5 m

= 0,06 . 15,53/4

= 0,47 detik

o Koefisien untuk wilayah gempa 4 = 0,17

o Jumlah Tingkat bangunan (n ) = 4

T1 = x n

= 0,17 x 4

= 0,68

Karena T < T1, maka diambil nilai T terkecil = 0,47 dtk

o Faktor Respon gempa (C ) =

(Gambar 2 SNI gempa th 2002)

o Faktor Keutamaan (I) = 1

(Tabel 1 SNI gempa th 2002 – gedung umum)

o Faktor Reduksi (R) = 8,5

(Tabel 1 SNI gempa th 2002)

Gaya Geser Total akibat Gempa

Rumus-rumus dalam menentukan jumlah beban kerja (PPKG 2002 pasal 6.1.2) :

Dimana :

C = Faktor respon gempa

I = Faktor keutamaan

R = Faktor Reduksi


Lisa Kristiana Dewi


Distribusi Gaya Geser Horizontal

.V.hΣW

.hW=F

ii

iii

Dimana : Fi = gaya geser horizontal total pada lantai ke-i

V = gaya geser horizontal total = 304,085 ton

Wi = berat bangunan lantai ke-i

hi = tinggi lantai ke-i terhadap muka tanah

Level Hi (m) Wt (kg) Wt.Hi Fi ∑Fi ∑Fi portal memanjang

∑Fi portal

melintang

(kgm) (kg) (kg) ∑Fi/3 ∑Fi/74 15.5 292618.72 4535590.16 68578,15 68578,152 22859,38 9796,883 11.5 666411,72 7663734,78 115875,7 184453,87 61484,62 26350,62 7 660533,51 4623734,57 69910,9 254364,77 84788,26 36337,81 3.75 649785,16 2436694,35 36842,83 291207,6 97069,2 41601,1

19529753,9


Lisa Kristiana Dewi


Perhitungan Gaya Geser Tiap Kolom Akibat Gempa

Momen Inersia kolom dan balok

I balok = 1/12 . b . h3 = 1/12 . 40 . 603 = 720000 cm4

I kolom = 1/12 . b . h3 = 1/12 . 50 . 503 = 520833,33 cm4

Kekakuan relatif tiap kolom I/L

Lt 1 = KA1 = KC1 = KE1 = KG1 = cm3 = 1,388 mm3

Lt 2 = KA2 = KC2 = KE2 = KG2 = cm3 = 1,388 mm3

Lt 3 = KA3 = KC3 = KE3 = KG3 = cm3 = 1,302 mm3

Lt 4 = KA4 = KC4 = KE4 = KG4 = cm3 = 1,302 mm3

Kekakuan relatif tiap balok I/L

Untuk lantai 1 - 4

KbAC = KbEG = cm3 = 1,180 mm3

KbCE = cm3 = 1,846 mm3


Lisa Kristiana Dewi


Perhitungan Koefisien Distribusi Geser “D VALUE”

Untuk Portal A & G

Kolom A1 = G1

k =

= 0,85

a =

= 0,3

D =

=

= 0,414


Lisa Kristiana Dewi


Catatan: untuk masing-masing tingkat dimana h-nya sama, maka faktor tidak

dimasukkan dalam perhitungan

Kolom A2 = G2

k =

= 0,85

a =

= 0,3

D =

=

= 0,414

Kolom A3 = A4 = G3 = G4

k =

= 0,906

a =

= 0,312

D =

=

= 0,406

Untuk Portal C & E

Kolom C1 = E1

k =

= 2,18

a =

= 0,52

D =


Lisa Kristiana Dewi


=

= 0,724

Kolom C2 = E2

k =

= 2,18

a =

= 0,52

D =

=

= 0,724

Kolom C3 = C4 = E3 = E4

k =

= 2,32

a =

= 0,537

D =

=

= 0,699


Lisa Kristiana Dewi


Distribusi Beban Gempa Untuk Tiap Lantai

Lantai Portal “D” Value Gaya Gempa

(kg)1 A 0,414 7902

C 0,724 13819E 0,724 13819G 0,414 7902

2 A 0,414 6907C 0,724 12078E 0,724 12078G 0,414 6907

3 A 0,406 5072C 0,699 8733E 0,699 8733G 0,406 5072

4 A 0,406 1893C 0,699 3259E 0,699 3259G 0,406 1893


Lisa Kristiana Dewi


PERHITUNGAN MOMEN KOLOM AKIBAT GEMPA

Menentukan Letak Titik Belok Kolom (Inflection Point)

= perbandingan kekakuan kolom dan balok

m = jumlah tingkat pada bangunan

n = tingkat ke …

y = inflection point (titik belok)

h = tinggi kolom n

Mbawah = Q (y.h)

Matas = Q (1 – y).h

Contoh perhitungan

» Lantai 1

Kolom A1

= 0,414


Lisa Kristiana Dewi


m = 4

n = 1

Berdasarkan tabel inflection point

batas atas k = 0,5 yo = 0,75

batas bawah k = 0,4 yo = 0,80

Jadi, untuk k = 0,449, yo diperoleh dengan cara superposisi :

y = 0,80 + (0,75 - 0,80)

= 0,793

Mbawah = Q (y.h)

= 7902 . 0,793. 3,75

= 23497,92 kg-m

Matas = Q (1 – y).h

= 7902 . (1-0,7755) . 3,75

= 6133,76 kg-m


Lisa Kristiana Dewi


Tabel Momen Kolom Akibat Gempa

Lantai KolomH

m nData tabel

yQ

Momen (kg-m)(m) yo (kg) atas bawah atas bawah atas bawah

1

A

3,75 4 1

0,414 0,5 0,4 0,75 0,8 0,793 7901,78 6133,76 23497,92C 0,724 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 13818,57 15545,89 36273,75E 0,724 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 13818,57 15545,89 36273,75G 0,414 0,5 0,4 0,75 0,8 0,793 7901,78 6133,76 23497,92

2

A

3,75 4 2

0,414 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 6906,51 12949,70 12949,70C 0,724 0,8 0,7 0,5 0,5 0,5 12078,04 22646,33 22646,33E 0,724 0,8 0,7 0,5 0,5 0,5 12078,04 22646,33 22646,33G 0,414 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 6906,51 12949,70 12949,70

3

A

4 4 3

0,406 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 5072,19 12173,25 8115,50C 0,699 0,7 0,6 0,4 0,4 0,4 8732,66 20958,39 13972,26E 0,699 0,7 0,6 0,4 0,4 0,4 8732,66 20958,39 13972,26G 0,406 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 5072,19 12173,25 8115,50

4

A

4 4 4

0,406 0,5 0,4 0,3 0,25 0,253 1892,81 5655,70 1915,52C 0,699 0,7 0,6 0,35 0,3 0,3495 3258,79 8479,38 4555,80E 0,699 0,7 0,6 0,35 0,3 0,3495 3258,79 8479,38 4555,80G 0,406 0,5 0,4 0,3 0,25 0,253 1892,81 5655,70 1915,52

Berdasarkan perhitungan momen dengan menggunakan inflection point, maka momen kolom atas terbesar adalah = 22646,33 kg-m, dan momen kolom bawah terbesar adalah =36273,75Kg-m


Lisa Kristiana Dewi

k

k

STUDIO PERANCANGAN 11 >>>>>>>>>>>> DISTRIBUSI PEMBEBANAN BALOK

Momen kolom melintang akibat gempa (dalam kg-m)

Perhitungan gaya lintang kolom portal melintang akibat beban gempa

Contoh perhitungan

» Lantai 1

Kolom A1


Lisa Kristiana Dewi

STUDIO PERANCANGAN 11 >>>>>>>>>>>> DISTRIBUSI PEMBEBANAN BALOK

Gaya lintang = 9200,399 kg

Lantai Kolom

Momen (kg-m)L

(m)

Gaya lintang

(kg)atas bawah

1

A 6133,76 23497,92

3,75

7901,779C 15545,89 36273,75 13818,57E 15545,89 36273,75 13818,57G 6133,76 23497,92 7901,779

2

A 12949,70 12949,70

3,75

6906,506C 22646,33 22646,33 12078,04E 22646,33 22646,33 12078,04G 12949,70 12949,70 6906,506

3

A 12173,25 8115,50

4

5072,189C 20958,39 13972,26 8732,661E 20958,39 13972,26 8732,661G 12173,25 8115,50 5072,189

4

A 5655,70 1915,52

4

1892,805C 8479,38 4555,80 3258,795E 8479,38 4555,80 3258,795G 5655,70 1915,52 1892,805


Lisa Kristiana Dewi

perencanaan beban gempa

Documents