Bimbingan Ke 2 [PDF]

Citation preview

PERHITUNGAN STRUKTUR ATAS TAHAN GEMPA GEDUNG BARU SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI DUMAI Tugas Akhir



Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Sipil (S.T)



Oleh: IKHLASUL AMAL 1722201009



PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI DUMAI 2021



i



KATA PENGANTAR



Bismillahirrahmanirrahim, Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Alhamdulillahirabil’alamin, puji syukur atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “Perhitungan Stuktur Atas Tahan Gempa Gedung Baru Sekolah Tinggi Teknologi Dumai” sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil di Sekolah Tinggi Teknologi Dumai. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan penulisan. Besar harapan penulis, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pihak lain pada umumnya. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan baik ini, penulis juga menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ibu Dra. Hj. Sirlyana, M.P selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Dumai. 2. Bapak Ir. Nuryasin Abdillah, M. Si selaku Ketua Prodi Teknik Sipildan selaku Dosen Pembimbing II, yang senantiasa memberikan nasehat dan motivasi kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 3. Bapak Aidil Abrar, S.T, M.T selaku Sekretaris Prodi Teknik Sipil dan selaku Dosen Pembimbing I, yang banyak memberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.



ii



4. Ibu Mutia Lisya, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia membantu, mengarahkan dan memberikan bimbingan di dalam penulisan Tugas Akhir ini. 5. Ibu Halimatusadiyah, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing II yang telah membantu, memberikan arahan dan petunjuk dalam penulisan Tugas Akhir ini. 6. Bapak/Ibu Dosen STT Dumai yang telah memberikan Ilmu Pengetahuan kepada Penulis selama menuntut Ilmu Pengetahuan. 7. Ayahanda Ir. M. Rais. A dan Ibunda Nurhayati, yang selalu memberikan dukungan, baik berupa moril dan materil serta senantiasa berdo’a untuk keberhasilan dan kesehatan anaknya (penulis), tak lupa pula untuk kakakku Irsa Maulina dan Iqbal Maulana dan adikku Irdatul Husna dan Izzatuzzahra yang telah memberikan dukungannya selama ini. 8. Teman-teman teknik sipil seperjuangan khususnya TSST (Teknik Sipil’17) karena telah banyak memberikan bantuan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Semoga Allah Subhanahu Wa Ta’ala memberikan limpahan balasan kebaikan kepada semua yang telah membantu penulis baik berupa semangat, pengertian, ilmu, serta perhatian dan segala hal yang telah penulis terima. Aamiin Dumai, September 2021 Penulis



IKHLASUL AMAL NIM. 1722201009



iii



DAFTAR ISI



HALAMAN HUDUL .............................................................................................i KATA PENGANTAR ...........................................................................................ii DAFTAR ISI .........................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................vii DAFTAR TABEL ...............................................................................................viii BAB I



BAB II



PENDAHULUAN ................................................................................. 1 1.1



Latar Belakang .............................................................................. 1



1.2



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



1.3



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



1.4



Batasan Masalah............................................................................ 3



1.5



Manfaat Tugas Akhir .................................................................... 5



LANDASAN TEORI ............................................................................ 6 2.1



Tinjauan Pustaka ........................................................................... 6



2.2



Beton Bertulang ............................................................................ 8



2.3



Kekuatan Beton dan Tulangan ...................................................... 9 2.3.1 Kekuatan Beton ................................................................. 9 2.3.2 Kekuatan Baja Tulangan ................................................... 9



2.4



Simpangan Pada Bangunan (Story Drift) .................................... 10



iv



2.5



Sistem Struktur Penahan Gaya Lateral ....................................... 14 2.5.1 Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) ....................... 14



2.6



Plat .............................................................................................. 15 2.6.1 Kekuatan Geser Plat ........................................................ 15 2.6.2 Kekuatan Lentur Plat ....................................................... 17 2.6.3 Design Plat ...................................................................... 17 2.6.4 Design Diafragma ........................................................... 21



2.7



Balok ........................................................................................... 23 2.7.1 Keruntuhan Lentur Balok ................................................ 23 2.7.2 Keruntuhan Tekan ........................................................... 24 2.7.3 Keruntuhan seimbang ...................................................... 24 2.7.4 Keruntuhan Tarik ............................................................ 25 2.7.5 Balok SRPMK ................................................................. 25 2.7.6 Design Balok ................................................................... 27



2.8



Kolom.......................................................................................... 31 2.8.1 pengertian kolom ............................................................. 31 2.8.2 jenis kolom ...................................................................... 32 2.8.3 Design Kolom ................................................................. 35



2.9



Pembebanan ................................................................................ 40 2.9.1 Beban Mati ...................................................................... 40



v



2.9.2 Beban Hidup .................................................................... 41 2.9.3 Beban Gempa .................................................................. 42 2.9.4 Arah Pembebanan Gempa ............................................... 44 2.10 Kriteria Desain Perencanaan Struktur Gedung Tahan Gempa .... 44 2.10.1 Faktor Keutamaan Gempa dan Kategori Risiko Struktur Bangunan .................................................................................... 44 2.10.2 Pemilihan Sistem Struktur ............................................... 48 2.10.3 Faktor Reduksi Gempa (R) ............................................. 49 2.11 Analisa Gaya Lateral Statik Eqivalen ......................................... 50 2.11.1 Gaya Geser Dasar Seismik .............................................. 50 2.11.2 Periode Alami Fundamental ............................................ 51 2.12 Analisa Respon Spektrum ........................................................... 52 2.13 Kombinasi Pembebanan .............................................................. 53 BAB III METODEOLOGI PENILITIAN ...................................................... 54 3.1



Lokasi Penelitian ......................................................................... 54



3.2



Jenis Penilitian ............................................................................ 54



3.3



Pengumpulan Data ...................................................................... 54 3.3.1 Data Gedung .................................................................... 54 3.3.2 Denah Gedung ................................................................. 55



3.4



Metode Analisis .......................................................................... 56



vi



3.5



Diagram Alir ............................................................................... 57



DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 56



vii



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Hubungan antara tegangan dan regangan tekan beton ........................ 9 Gambar 2.2 Hubungan antara tegangan dengan regangan tarik baja tulangan ..... 10 Gambar 2.3 Penentuan simpangan antar tingkat ................................................... 11 Gambar 2.4 Kegagalan geser pada plat ................................................................. 16 Gambar 2.5 Geometri penampang kritis ............................................................... 16 Gambar 2.6 Distribusi tegangan geser pada penampang kritis ............................. 16 Gambar 2.7 Distribusi regangan ultimate pada keruntuhan lentur ....................... 23 Gambar 2.8 Jenis kolom berdasarkan bentuk dan susanan tularngan ................... 32 Gambar 2.9 Jenis kolom berdasarkan letak beban aksial ...................................... 34 Gambar 2.10 Diagram interaksi kolom ................................................................. 35 Gambar 2.11 Monograph faktor panjang efektif k................................................ 38 Gambar 2.12 Peta parameter gerak tanah Ss wilayah Indonesia untuk respon spektrum ................................................................................................................ 43 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 57



viii



DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Simpangan antar tingkat izin................................................................. 12 Tabel 2.2 Perhitungan Vc untuk geser dua arah ................................................... 19 Tabel 2.3 Tulangan transversal untuk kolom-kolom sistem rangka pemikul momen khusus.................................................................................................................... 37 Tabel 2.4 Berat beban mati ................................................................................... 41 Tabel 2.5 Kategori risiko bangunan gedung dan nongedung untuk beban gempa 44 Tabel 2.6 Faktor keutamaan gempa ...................................................................... 48 Tabel 2.7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode pendek ...................................................................................................... 48 Tabel 2.8 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode1 detik ........................................................................................................ 49 Tabel 2.9 Faktor R, Cd, dan  untuk sistem pemikul gaya seismik .................... 50 Tabel 2.10 Nilai periode pendekatan Ct dan x ...................................................... 52



ix



1 BAB I PENDAHULUAN



1.1



Latar Belakang Cincin api pasifik atau lingkaran api pasifik adalah daerah yang sering



mengalami gempa bumi dan letusan gunung berapi yang mengelilingi cekungan samudra pasifik. Wilayah Indonesia berada dijalur teraktif gempa dunia karena wilayah Indonesia dikelilingi oleh cincin api pasifik dan berada diatas tiga tumbukan lempeng benua, yaitu Indo – Australia dari arah selatan, Eurasia dari arah utara, dan Pasifik dari arah timur. Kondisi geografis ini menjadikan wilayah Indonesia sebagai wilayah rawan bencana gempa dan letusan gunung berapi. Sehingga perancanaan struktur gedung tahan gempa sangat penting dilakukan mengingat pada suatu kondisi beban gempa lebih dominan dari pada beban axial akibat dari beban gravitasi bumi. Gempa besar terjadi di Indonesia seperti gempa Aceh 2004 yang mengakibatkan tsunami, gempa Nias 2005, dan gempa Yogyakarta 2006, gempa Padang 2009, dan gempa Palu 2019. Gempa - gempa tersebut besarannya di luar ruang lingkup peta gempa SNI 2002 yang mengakibatkan kerusakan infrastruktur. Struktur bangunan gedung terdiri dari struktur atas dan bawah. Struktur atas adalah bagian dari struktur bangunan gedung yang berada di atas muka tanah. Struktur bangunan gedung harus memiliki sistem penahan gaya lateral dan vertikal yang lengkap, yang mampu memberikan kekuatan, kekakuan, dan kapasitas disipasi energi yang cukup untuk menahan gerak tanah desain dalam batasan-



1



batasan kebutuhan deformasi dan kekuatan yang disyaratkan. Pada umumnya, sistem struktur penahan gempa atau beban lateral terdiri atas sistem moment resisting frame (portal penahan momen dengan hubungan balok dan kolom), shear wall (dinding geser), dan lain – lain. Oleh karena itu, pada tugas akhir penulis akan menganalisa perhitungan struktur atas tahan gempa bagunan gedung baru Sekolah Tinggi Teknologi (STT) Dumai. 1.2



Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas, maka dapat dirumus rumusan masalah yang akan



dibahas dalam Tugas Akhir Perhitungan Struktur Atas Tahan Gempa Gedung Baru Sekolah Tinggi Teknologi Dumai sebagai berikut: 1.



Apa sistem struktur yang digunakan sebagai sistem struktur pemikul gaya gempa?



2.



Berapa ukuran dimensi struktur plat, balok, dan kolom yang direncanakan pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai?



3.



Bagaimana memodelkan dan menganalisa gaya gaya dalam struktur menggunakan software ETABS V19 pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai?



4.



Berapa nilai maksimum dari gaya gaya dalam momen (M), geser (V), axial (P), dan torsi (T) hasil dari pembebanan berat sendiri gedung, beban hidup, dan gaya geser gempa respon spektrum pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai?



2



5.



Berapa kebutuhan tulangan dan penulangan plat, balok, dan kolom akibat dari gaya gaya dalam yang bekerja pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai?



1.3



Tujuan Penelitian Dari rumusan masalah diatas, maka tujuan penilitan dari Tugas Akhir



Perhitungan Struktur Atas Tahan Gempa Gedung Baru Sekolah Tinggi Teknologi Dumai sebagai berikut: 1.



Menentukan sistem struktur pemikul gaya gempa.



2.



Menghitung dan merencanakan dimensi plat, balok, dan kolom pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai.



3.



Membuat permodelan struktur bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai menggunakan software ETABS V19.



4.



Menganalisa nilai maksimum dari gaya gaya dalam momen (M), geser (V), axial (P), dan torsi (T) hasil dari pembebanan berat sendiri gedung, beban hidup, dan gaya geser gempa respon spektrum pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai.



5.



Menghitung kebutuhan tulangan dan detail penulangan plat, balok, dan kolom pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai.



1.4



Batasan Masalah Tugas Akhir Perhitungan Struktur Atas Tahan Gempa Gedung Baru Sekolah



Tinggi Teknologi Dumai yang berbentuk penulisan. Adapun yang menjadi batasan



3



masalah pada Tugas Akhir Perhitungan Struktur Atas Tahan Gempa Gedung Baru Sekolah Tinggi Teknologi Dumai sebagai berikut: 1.



Struktur atas bangunan gedung baru STT Dumai tidak di tinjau dari segi arsitektural nya.



2.



Perhitungan struktur tidak mencakup pada struktur bawah.



3.



Pembebanan gedung berdasarkan beban mati, beban hidup, beban air hujan, dan beban gempa berdasarkan spektrum spektra STT Dumai yang diambil dari website puskim.pu.go.id.



4.



Peraturan gempa yang digunakan SNI 1726 : 2019 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan nongedung.



5.



Peraturan pembebanan beban mati yang digunakan SNI 1727 : 1989 pedoman perencanaan pembebanan bangunan untuk rumah dan gedung.



6.



Peraturan pembebanan beban hidup yang digunakan SNI 1727 : 2020 beban desain minimum dan kriteria terkait untuk bangunan gedung dan struktur lain.



7.



Peraturan perhitungan penulangan struktur yang digunakan SNI 2847 : 2019.



8.



Permodelan dan analisa gaya gaya dalam yang bekerja pada struktur atas bangunan tahan gempa gedung baru STT Dumai menggunakan software ETABS V19.



9.



Analisis



gaya



gempa



yang



digunakan



dalam



permodelan



struktur



menggunakan metode analisys dynamic response spectrum. 10. Kebutuhan tulangan plat, balok, kolom dan dinding geser dilakukan dengan analisa manual.



4



1.5



Manfaat Tugas Akhir Adapun manfaat tugas akhir yang diharapkan dalam tugas akhir Perhitungan



Struktur Atas Tahan Gempa Gedung Baru Sekolah Tinggi Teknologi Dumai, yaitu : 1.



Peneliti a.



Untuk memperoleh pengalaman, pengetahuan dan wawasan mengenai bagaimana perhitung struktur atas tahan gempa.



b.



Dapat melatih kemampuan analisa perhitungan struktur gedung bertingkat dengan baik dan sesuai dengan kaidah dan peraturan yang berlaku didalam perencanaannya.



c.



Mengaplikasikan seluruh ilmu teknik sipil yang telah dipelajari selama masa perkuliahan yang berkaitan dengan teori dan analisa struktur gedung.



2.



Bagi Institusi Pendidikan a.



Meningkatkan kualitas dan lulusan perguruan tinggi yang baik.



b.



Mendapatkan bahan masukan tentang sistem pengajaran yang sesuai dengan lingkungan kerja



3.



Bagi Masyarakat atau Instansi Sebagai referensi dalam melakukan perhitungan struktur atas bangunan tahan gempa.



5



2 BAB II LANDASAN TEORI



2.1



Tinjauan Pustaka Rujukan penilitan yang pertama adalah Mahbub Abrori, Abdiyah Amudi,



Titin Sundari (2020) yang berjudul, “Perencanaan Struktur Tahan Gempa Gedung Laboratorium Fakultas Unhasy di Jombang”. Tujuan dari penelitian ini untuk merencanakan struktur gedung tersebut, perencanaan struktur meliputi struktur balok, plat lantai, kolom, dan pondasi. Pada perencanaannya komponen struktur dimodelkan pada program SAP 2000 analisa struktur secara 3 dimesi guna mengetahui kondisi struktur dengan kondisi aslinya. Berdasarkan hasil penelitian telah diperoleh 3 jenis tepi balok dan 2 jenis tipe kolom utama, kebutuhan tulangan untuk balok B1 dengan dimensi 35/50 pada area tumpuan digunakan 6D16 pada sisi atas dan 5D16 pada sisi bawah dan untuk area lapangan sigunakan 3D16 pada sisi atas dan 4D16 untuk sisi bawah. Untuk struktur kolom digunakan tulangan 12D19 untuk kolom K1(50/50) dan 8D19 untuk Kolom K2 (40/40). Untuk plat lantai digunakan tulangan pokok Ø10-125 untuk arah X dan Y. Dan pada struktur pondasi digunakan 4 tiang minipile dengan ukuran 25 x 25 cm. Rujukan penelitian yang kedua adalah Tanjung Rahayu dan Zulkifli (2020) yang berjudul, “Perencanaan Apartemen 10 Lantai Dengan Sistem Ganda dan Shear Wall Untuk Kota Cianjur”. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui bagaimana proses perencanaan bangunan tahan gempa menggunakan sistem ganda (SRPMK dan shear wall) dan Untuk mengetahui perhitungan penulangan kolom,



6



balok, plat dan shear wall. Pada perencanaan nya bangunan ini menggunakan metode sistem ganda gabungan antara sistem rangka pemikul momen khusus dan dinding geser yang mengacu pada SNI-1726-2012 tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan nongedung, pembebanan nongempa mengacu pada SNI-1727-2013 beban minimum untuk perencanaan bangunan gedung dan struktur lain. Struktur sekunder berupa tangga dan struktur primer berupa kolom, balok, pelat, dinding geser. Keseluruhan struktur adalah beton dengan mengacu pada SNI-2847-2013 tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung dan menggunakan gempa dinamik respon spectrum dan dicek terhadap



jumlah



ragam,



simpangan



antar



lantai,



p-delta,



redundansi,



ketidakberaturan horisontal dan vertikal. Berdasarkan hasil penelitian didapat ukuran kolom 55x55, 45x90 cm, ukuran dinding geser 35cm, ukuran balok 30x70, 30x50, 25x35 cm, dan ukuran pelat 14, 15 cm. Rujukan yang ketiga adalah Samuel Steviano Pait, M. Afif Shulhan, Dewi Sulistyorini (2021) yang berjudul “Analisis Perilaku Dinamik Struktur Gedung Perkantoran Empat Lantai DiDaerah Istimewa Yogyakarta Terhadap Beban Gempa SNI 1726:2019”. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui performa dinamik struktur gedung yang ditinjau dimana analisis dilakukan dengan melakukan pengecekan pengaruh gempa. Metode yang digunakan dalam penelitian ini metode respon dinamik. Berdasarkan hasil analisis respon dinamik diperoleh persyaratan gerak ragam yang sudah sesuai dengan mode 1 menunjukan gerak translasi arah Y adalah 55,47%, mode 2 menunjukkan gerakan translasi arah X yaitu 57,55% dan mode 3 menunjukan gerakan struktur dalam rotasi yaitu 49,98%. Gaya



7



geser dasar dinamik, Vtx 3090,856157 KN dan Vty 2892,928284 KN yang telah memenuhi hampir mencapai 100%. Arah gempa yang diterapkan berupa arah orthogonal dengan nilai factor redunansi (ρ) sebesar 1,3. Simpangan antara tingkat tidak ada yang melebihi batas izin. Efek P-Delta dari struktur menyimpulkan bahwa struktur tetap stabil. 2.2



Beton Bertulang Beton dalam konstruksi teknik didefinisikan sebagai batu buatan yang dicetak



pada suatu wadah atau cetakan dalam keadaan cair kental, yang kemudian mampu untuk mengeras secara baik. Beton dihasilkan dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu pecah, atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan berlangsung. Sifat dari beton yaitu itu sangat kuat untuk menahan tekan tetapi tidak kuat untuk menahan tarik (lemah). Oleh karena itu, beton dapat mengalami retak jika beban yang dipikulnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya. Untuk menahan gaya tarik yang cukup besar pada serat balok beton, maka diperlukan baja tulangan, sehingga disebut dengan beton bertulang. Karena sifat beton yang tidak kuat terhadap tarik, maka bagian balok beton yang menahan tarik ( dibawah garis netral) akan ditahan oleh tulangan, sedangkan bagian yang menahan tekan (di atas garis netral) tetap ditahan oleh beton.



8



2.3



Kekuatan Beton dan Tulangan



2.3.1 Kekuatan Beton Kuat tekan beton, Karena sifat utama dari adalah sangat kuat jika menerima beban tekan, maka mutu beton pada umumnya hanya ditinjau terhadap kuat tekan beton tersebut. Sifat yang lain (misalnya kuat tarik dan modulus elastisitas beton) dapat dikorelasikan terhadap kuat tekan beton. Kuat tekan beton diberi notasi fc’. Pada struktur beton bertulangan jika diberikan beban (P) maka timbul regangan (εc’) yang bernilai 0,003.



Gambar 2.1 Hubungan antara tegangan dan regangan tekan beton Sumber: Ali Asroni 2010 2.3.2 Kekuatan Baja Tulangan 1.



Jenis baja tulangan yang dapat digunakan pada elemen struktur beton bertulang dibatasi hanya pada baja tulangan dan kawat baja saja, baja tulangan yang tersedia dipasaran yatiu tulangan polos dan baja tulangan ulir.Pada tulangan polos biasanya digunakan untuk tulangan geser atau sengkang dan mempunyai



9



tegangan leleh minimal 240 MPa, sedangkan tulangan ulir biasanya digunakan untuk tulangan utama dan mempunyai tegangan leleh minimal 300 MPa. 2. Kuat tarik baja tulangan, Meskipun baja tulangan juga mempunyai sifat tahan terhadap tekan tetapi karena harganya cukup mahal, maka baja tulangan hanya diutamakan untuk menahan gaya tarik terhadap struktur beton bertulang, sedangkan gaya tekan ditahan oleh beton.



Gambar 2.2 Hubungan antara tegangan dengan regangan tarik baja tulangan Sumber: Ali Asroni 2010 2.4



Simpangan Pada Bangunan (Story Drift) Penentuan simpangan antar tingkat desain () harus dihitung sebagai



perbedaan simpangan pada pusat massa di atas dan di bawah tingkat yang ditinjau . Apabila pusat massa tidak segaris dalam arah vertikal, diizinkan untuk menghitung simpangan di dasar tingkat berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya. Jika desain tegangan izin digunakan,  harus dihitung menggunakan gaya seismik desain yang ditetapkan tanpa reduksi untuk desain tegangan izin.



10



Gambar 2.3 Penentuan simpangan antar tingkat Sumber: SNI 1726 : 2019 Simpangan pusat massa di tingkat-x (x) (mm) harus ditentukan sesuai dengan persamaan yang diatur dalam SNI 1726 : 2019 pasal 7.8.6 sebagai berikut: 𝛿𝑥 =



𝐶𝑑.𝛿𝑥𝑒 𝐼𝑒



.........................................................................................Persamaan 2.1



Berdasarkan SNI 1726:2019 Pasal 7.12.1.1 simpangan antar tingkat desain () seperti ditentukan dalam 0, atau 0, tidak boleh melebihi simpangan antar tingkat izin (a) seperti didapatkan dari Tabel 20 untuk semua tingkat.



11



Tabel 2.1 Simpangan antar tingkat izin Kategori Resiko Struktur



I atau II



III



IV



Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi, langitlangit dan sistem dinding eksterior yang 0,025hsx



0,020hsx



0,015hsx



telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar tingkat. Struktur dinding geser kantilever batu bata



0,010hsx



0,010hsx



0,010hsx



Struktur dinding geser batu bata lainnya



0,007hsx



0,007hsx



0,007hsx



Semua struktur lainnya



0,020hsx



0,015hsx



0,010hsx



Sumber: SNI 1726 : 2019 Beban gravitasi (P) yang memiliki pengaruh terhadap perpindahan horizontal (∆) dikenal dengan sebutan P-Delta Effect. Ketika beban lateral akibat gempa bekerja pada suatu elemen struktural sehingga menyebabkan simpangan atau drift (∆) yang mengakibatkan timbulnya eksentrisitas beban gravitasi (P) terhadap sumbu vertikal kolom, dari eksentrisitas yang timbul tersebut menghasilkan momen internal tambahan yang dapat mempengaruhi momen hasil analisis orde pertama. Pengaruh P-delta pada geser tingkat dan momen, gaya dan momen elemen struktur yang dihasilkan, dan simpangan antar tingkat yang diakibatkannya tidak



12



perlu diperhitungkan bila koefisien stabilitas () seperti ditentukan oleh persamaan berikut: 𝑃𝑥.Δ.𝐼𝑒



𝜃 = 𝑉𝑥.ℎ𝑠𝑥.𝐶𝑑 .......................................................................................Persamaan 2.2 Koefisien stabilitas () tidak boleh melebihi  max yang ditentukan sebagai berikut: 0,5



𝜃𝑚𝑎𝑥 = 𝛽.𝐶𝑑 ≤ 0,25 .........................................................................Persamaan 2.3 Keterangan: 𝜃



= Koefisien stabilitas



Px



= beban desain vertikal total pada dan di atas tingkat-x, (kN); bila menghitung, faktor beban individu tidak perlu melebihi 1,0;







= simpangan antar tingkat desain seperti didefinisikan dalam 0, terjadi secara serentak dengan Vx (mm)



Ie



= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan 4.1.2



Vx



= gaya geser seismik yang bekerja antara tingkat dan x – 1 (kN)



hsx



= tinggi tingkat di bawah tingkat (mm)



Cd



= faktor pembesaran defleksi



13



Dimana  adalah rasio kebutuhan geser terhadap kapasitas geser untuk tingkat antara tingkat dan x – 1. Rasio ini diizinkan secara konservatif diambil sebesar 1,0. Jika  lebih besar dari max, struktur berpotensi tidak stabil dan harus didesain ulang. 2.5



Sistem Struktur Penahan Gaya Lateral Sistem struktur dan komponen strukturnya harus dapat memberikan stabilitas,



kekuatan, dan kekakuan yang cukup agar keseluruhan integritas struktur terjaga, beban desain dapat ditahan, dan batas layanan terpenuhi. Semua struktur harus mempunyai jalur beban menerus yang dapat ditelusuri dari semua sumber beban atau beban yang bekerja ke pondasi. pertemuan antara komponen vertikal (kolom dan dinding) dan komponen horizontal ( balok, pelat, diafragma, dan fondasi) sangat krusial. Sistem penahan gaya lateral harus memiliki kekuatan yang cukup saat terkena beban percepatan gempa desain. 2.5.1 Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) Sistem rangka struktur yang pada dasarnya memiliki rangka pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. Menurut tabel SNI 1726 : 2019 tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung dan non gedung, tercantum 3 jenis SRPM yaitu sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB), sistem rangka pemikul momen menengah (SRPMM), dan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK).



14



SRPM yang dicor ditempat mendapatkan ketahanan terhadap beban dari kekuatan komponen dan kekauan sambungan. Pada bangunan, rangka pemikul momen biasanya disusun secara paralel terhadap sumbu ortogonal utama dari struktur dan rangka yang saling terhubungoleh diafragma lantai (ACI 318, bab 12). 2.6



Plat Pelat beton bertulang merupakan suatu struktur tipis yang dibuat dari beton



bertulang dengan bidang yang arahnya horizontal, dan beban yang bekerja tegak lurus pada bidang struktur tersebut. Ketebalan plat ini relatif kecil apabila dibandingkan dengan bentang bidangnya. Pelat beton bertulang ini sangat kaku dan arahnya horizontal, sehingga pada bangunan gedung, plat ini berfungsi sebagai diafragma atau unsur pengaku horizontal yang sangat bermanfaat untuk mendukung balok portal. Beban yang bekerja pada plat umumnya diperhitungkan terhadap beban gravitasi (beban mati dan beban hidup). Beban tersebut mengakibatkan terjadi momen lentur, oleh karena itu plat direncanakan tahan terhadap momen lentur. 2.6.1 Kekuatan Geser Plat Pelat dua arah harus mempunyai kuat geser dua arah yang cukup pada setiap kolom. Kuat geser dua arah disebut kuat geser punching, adalah bagian kritis dari plat dua arah.



15



Gambar 2.4 Kegagalan geser pada plat Sumber: The Reinforced Concrete Design Handbook A Companion to ACI 318M14



Gambar 2.5 Geometri penampang kritis Sumber: The Reinforced Concrete Design Handbook A Companion to ACI 318M14



Gambar 2.6 Distribusi tegangan geser pada penampang kritis Sumber: The Reinforced Concrete Design Handbook A Companion to ACI 318M14 16



2.6.2 Kekuatan Lentur Plat Kekuatan lentur plat dua arah menentukan jumlah tulangan lentur plat yang menahan gaya momen yang bekerja pada plat. Gaya momen yang dihitung pada plat berupa momen tumpun dan momen lapangan plat. 2.6.3 Design Plat Penentuan tebal plat 2 arah non prategang berdasarkan SNI 2847 : 2019 pasal 8.3.1 dengan mutu baja tulangan 420 MPa sebagai berikut: 𝑙𝑛



Tanpa balok tepi, 30 ...........................................................................Persamaan 2.4 𝑙𝑛



Dengan balok tepi, 33 .........................................................................Persamaan 2.5 Perhitungan koefisien plat dua arah sebagai berikut: 𝑙𝑥 𝑙𝑦



≤ 2 .................................................................................................Persamaan 2.6



Perhitungan rasio tulangan perlu sebagai berikut: 𝜌𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 =



1 𝑚



(1 − √



1−2𝑚.𝑅𝑛 𝑓𝑦



) ............................................................Persamaan 2.7



Perhitungan rasio tulangan kondisi balance sebagai berikut: 𝜌𝑏 =



𝛽1.0,85.𝑓𝑐′ 𝑓𝑦



600



𝑥 600+𝑓𝑦 ....................................................................Persamaan 2.8



17



Perhitungan rasio tulangan maksimum sebagai berikut: 𝜌 max = 0,75𝜌𝑏 ................................................................................Persamaan 2.9 Perhitungan rasio tulangan minimum sebagai berikut: 𝜌𝑚𝑖𝑛 =



1,4 𝑓𝑦



.......................................................................................Persamaan 2.10



Rasio tulangan plat harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: min ≤ perlu ≤ max ≤ balance ..................................................Persamaan 2.11 Perhitungan tahanan momen maksimum sebagai berikut:



𝑅𝑚𝑎𝑥 = 0,75. 𝜌𝑏. 𝑓𝑦(



1−1⁄2.0,75.𝑓𝑦 0,85.𝑓𝑐′



)................................................Persamaan 2.12



Perhitungan tahanan momen nominal sebagai berikut: 𝑅𝑛 =



𝑀𝑛 𝑏.𝑑2



.........................................................................................Persamaan 2.13



𝑅𝑛 ≤ 𝑅𝑚𝑎𝑥 ....................................................................................Persamaan 2.14 Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 9.5.1.1 kekuatan rencana momen nominal penampang sebagai berikut: ϕMn ≤ Mu.......................................................................................Persamaan 2.15 Perhitungan nilai kapasitas nilai momen nominal penampang sebagai berikut: 𝑀𝑛 = 𝐴𝑠. 𝑓𝑦(𝑑 − 1/2𝑎)..................................................................Persamaan 2.16 𝐴𝑠.𝑓𝑦



𝑎 = 0,85.𝑓𝑐 ′ .𝑏 .....................................................................................Persamaan 2.17



18



Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.6.5.2 nilai vc diambil dari tabel dibawah ini: Tabel 2.2 Perhitungan Vc untuk geser dua arah



Sumber: SNI 2847 : 2019 Kekuatan rencana gaya geser dua arah sebaga berikut: 𝜙𝑉𝑛 = 𝑉𝑐 ≤ 𝑉𝑢 ..............................................................................Persamaan 2.18 Lendutan total plat dihitung menggunakan persamaan berikut: 𝜆𝑎𝑙𝑙 = 𝜆𝑇 + 𝜆𝑠 ................................................................................Persamaan 2.19 Lendutan sementara dihitung sebagai berikut: 5.𝑀𝑎.𝐿2



𝜆𝑠𝑚𝑎𝑥 = 48.𝐸𝑐.𝐼𝑒 ..............................................................................Persamaan 2.20 Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.2.4.1.1 Lendutan total dihitung sebagai berikut: 𝜉



𝜆𝑇 = 1+50𝜌 .......................................................................................Persamaan 2.21



19



Keterangan: a



= Tinggi blok tegangan (mm)



s



= Nilai beban luas aktual



As



= Luas tulangan (mm2)







= Perbandingan sisi panjang dengan sisi pendek plat



d



= Tinggi efektif (mm)



fc



= Mut beton (MPa)



Fy



= Mutu baja tulangan (MPa)



lx



= Panjang bentang arah x (mm)



ly



= Panjang bentang arah y (mm)



Mn



= Momen kapasitas penampang (N.mm)



Mu



= Momen ultimit (N.mm)



Vc



= Kuat geser nominal yang ditahan oleh beton (N)



Vn



= Gaya geser nominal (N)



Vu



= Gaya geser ultimit (N)







= Faktor reduksi kekuatan







= Rasio tulangan



𝜉



= Faktor pengaruh waktu dalam 60 bulan atau lebih (2,0)



20







= Faktor modifikasi yang merefeleksikan properties mekanis beton (1)



all



= Lendutan total (mm)



s



= Lendutan elastis seketika (mm)



T



= Lendutan jangka panjang dihitung dari faktor waktu 60 bulan atau lebih (mm)



2.6.4 Design Diafragma Kuat desain gaya geser diafragma harus memenuhi persyaratan dibawah ini: 𝜙𝑉𝑛 ≤ 𝑉𝑢 ........................................................................................Persamaan 2.22 Pemeriksaan gaya geser bidang diafragma berdasarkan SNI 2847 : 2019 pasal 12.5.3.3 sebagai berikut: 𝑉𝑛 = 𝐴𝑐𝑣(0,17𝜆. √𝑓𝑐 ′ + 𝜌𝑡. 𝑓𝑦 .....................................................Persamaan 2.23 Berdasarkan SNI 2847 : 2019 pasal 12.5.3.4 nilai gaya geser bidang geser diafragma tidak boleh melebihi dari perhitungan sebagai berikut: 𝑉𝑛 = 0,77𝐴𝑐𝑣√𝑓𝑐′ .........................................................................Persamaan 2.24 Kuat desain gaya momen diafragma harus memenuhi persyaratan berikut: 𝜙𝑆𝑢 ≤ 𝑈....................................................................Persamaan 2.25 Perhitungan gaya maksimum kord sebagai berikut: 𝑀𝑢



𝑈 = 𝐵−1 ............................................................................................Persamaan 2.26



21



Perhitungan kuat tarik nominal tulangan akibat momen dihitung sebagai berikut: 𝜙𝑓𝑦. 𝐴𝑠 ≥ 𝑈 Persamaan 2.27 Keterangan: Acv



= Luas bidang diaframa (mm2)



As



= Luas tulangan



B



= Lebar diafragma (mm)



fc'



= Mutu beton (MPa)



fy



= Mutu baja tulangan (MPa)



Mu



= Momen ultimit (N.mm)



Su



= Tulangan tarik nominal bidang geser (N)



U



= Tulangan tarik ultimit (N)



Vn



= Gaya geser nominal (N)



Vu



= Gaya geser ultimit (N)







= Faktor reduksi gaya tarik (0,9)







= Faktor modifikasi yang merefeleksikan properties mekanis beton (1)



22



2.7



Balok Balok didefinisikan sebagai salah satu elemen struktur dengan bentang



arahnya horizontal. Beban yang bekerja pada balok beban lentur, beban geser, dan torsi (momen puntir), sehingga diperlukan baja tulangan untuk menahan beban – beban tersebut. Tulangan pada balok berupa tulangan memanjang (tulangan longitudinal) yang menahan beban lentur serta tulangan geser atau sengkang yang menahan gaya geser dan torsi. 2.7.1 Keruntuhan Lentur Balok Jenis keruntuhan yang dapat terjadi pada balok lentur bergantung pada sifat – sifat penampang balok. Keruntuhan lentur dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu: 1.



Keruntuhan tekan



2.



Keruntuhan seimbang



3.



Keruntuhan tarik Distribusi regangan pada penampang beton untuk 3 jenis keruntuhan lentur



tersebut seperti pada gambar dibawah ini



Gambar 2.7 Distribusi regangan ultimate pada keruntuhan lentur Sumber: Ali Asroni 2010 23



2.7.2 Keruntuhan Tekan Pada keadaan penampang beton dengan keruntuhan tekan, beton hancur sebelum baja tulangan leleh. Hal ini berarti regangan tekan beton sudah melampaui regangan batas 0,003 tetapi regangan tarik baja tulangan belum mencapai leleh, atau εc’= εcu’tetapi εs < εy, seperti terlihat pada gambar diatas. Balok yang mengalami keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang dengan rasio tulangan yang besar atau disebut over – reinforced. Balok yang mengalami keruntuhan tekan, pada saat beton mulai hancur baja tulangannya masih, sehingga lendutan relatif tetap. Tetapi, jika balok ditambah yang besar, maka baja tulangan akan meleleh dan dapat terjadi keruntuhan secara mendadak tanpa ada tanda – tanda. Keadaan ini sangat membahayakan bagi kepentingan kelangsungan hidup manusia, sehingga perencanaan beton bertulang yang dapat mengakibat over – reinforced tidak diperbolehkan. 2.7.3 Keruntuhan seimbang Pada penampang beton dengan keruntuhan seimbang, keadaan beton hancur dan baja tulangan leleh terjadi bersamaan. Hal ini terjadi tegangan tekan beton mencapai regangan batas 0,003 dan tegangan tarik baja tulangan mencapai lele pada saat yang sama εc’= εcu’tetapi εs < εy. Balok yang mengalami keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang beton dengan rasio tulangan seimbang. Karena beton dan baja tulangan mengalami kerusakan pada saat yang sama, maka kekuatan beton dan baja tulangan dapat dimanfaatkan sepenuhnya sehingga penggunaan material beton dan baja tersebut menjadi hemat. Sistem perencanaan 24



beton bertulang yang demikian ini merupakan salah satu sistem perencanaan yang ideal, tetapi sulit dicapai karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya ketidaktepatan mutu baja tulangan dengan mutu baja tulangan rencana maupun kurangnya ketelitian pada perencanaan hitungan akibat adanya pembulatan pembulatan. 2.7.4 Keruntuhan Tarik Pada keadaan penampang beton dengan keruntuhan tarik, baja tulangan sudah leleh sebelum beton hancur. Hal ini berarti regangan tarik baja tulangan sudah mencapai titik leleh tetapi regangan tekan beton belum mencapai regangan batas 0,003 εc’= εcu’tetapi εs < εcu’. Balok dengan keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang dengan rasio tulangan kecil atau disebut under – reinforced. Karena kerusakan terjadi pada baja tulangan yang menahan beban tarik lebih dulu leleh dan baja tulangan bersifat liat, maka keruntuhan beton seperti ini disebut keruntuhan tarik atau keruntuhan liat. Pada balok yang mengalami keruntuhan tarik, pada saat baja tulangan mulai leleh betonnya masih kuat atau belum hancur, sehingga dapat terjadi ledakan pada balok. Jika di atas balok ditambah lagi beban yang besar, maka lendutan balok semakin besar dan akhirnya terjadi keruntuhan. 2.7.5 Balok SRPMK Penentuan tinggi balok non prategang berdasarkan SNI 2847 : 2019 pasal 9.3.1 dengan mutu baja tulangan 420 MPa harus dihitung dengan ketentuan berikut: 𝑙𝑛 16



......................................................................................................Persamaan 2.28



25



Keterangan: ln



= Panjang bentang bersih (mm) Desain balok untuk SRPMK diatur dalam SNI 2847 : 2019 pasal 18.6 sebagai



berikut: 1.



Batasan dimensi pasal 18.6.2 balok harus memenuhi: a.



Bentang bersih, ln harus lebih besar dari 4d.



b.



Lebar penampang, harus sekurangnya nilai terkecil dari 0,3h atau 250 mm.



c.



Proyeksi lebar balok yang melampaui lebar kolom penumpu tidak boleh melebihi nilai terkecil dari c2 dan 0,75c1 pada masing-masing sisi kolom.



2.



Tulangan longitudinal pasal 18.6.3 harus memenuhi persyaratan dibawah ini: a.



Balok-balok harus memiliki setidaknya dua batang tulangan menerus pada sisi atas dan bawah penampang. Pada sebarang penampang, jumlah tulangan tidak boleh kurang dari yang disyaratkan 9.6.1.2, dan rasio tulangan  tidak boleh melebihi 0,025 atau 2,5%, baik untuk tulangan atas maupun bawah.



b.



Kekuatan momen positif M(+) pada muka join harus tidak kurang dari setengah kekuatan momen negatif M (-) pada muka join tersebut.



c.



Kekuatan momen positif dan momen negatif pada semua penampang disepanjang bentang balok tidak boleh kurang dari seperempat momen maksimum pada kedua tumpuan.



d.



Sambungan lewatan tulangan longitudinal diizinkan jika sengkang pengekang atau spiral dipasang sepanjang sambungan lewatan. Spasi



26



tulangan transversal yang melingkupi batang tulangan yang disambung – lewatkan tidak boleh melebihi nilai terkecil dari d/4 dan 100 mm. 2.



Tulangan transversal pasal 18.6.4 harus memenuhi persyaratan dibawah ini: a.



Sengkang pengekang harus dipasang sepanjang jarak yang sama dengan dua kali tinggi balok (2h) yang diukur dari muka kolom penumpu karena tengah bentang dikedua ujung balok.



b.



Sengakang pertama pada daerah 2h harus dipasang tidak lebih dari 50mm dari muka kolom penumpu.



c.



Jarak tulangan sengkang sepanjang 2h tidak boleh elebihi nilai terkecil dari: 𝑑 4



d.



.........................................................................................Persamaan 2.29



Sengkang harus dipasang dengan spasi tidak lebih dari d/2 disepanjang bentang balok. Umumnya ini dipasang diluar sendi plastis.



2.7.6 Design Balok Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 9.3.3.1 untuk balok nonprategang dengan, t sekurang – kurangnya 0,004 dan perhitungan nilai pembatasan regangan sebagai berikut: 𝑃𝑢 < 0,10. 𝑓𝑐 ′ . 𝐴𝑔 ..........................................................................Persamaan 2.30 Keterangan: Ag



= Luas penampang kotor (mm2)



f’c



= Mutu beton (MPa) 27



Pu



= Axial ultimit (N) Perhitungan momen kapasitas penampang balok sama dengan momen



kapasitas penampang plat. Tetapi, pada perhitungan kapasitas momen penampang plat diperhitungkan pada kondisi tulangan momen posistif daan tulangan momen negatif. Kekuatan desain balok harus memenuhi persyaratan dibawah ini 𝜙𝑀𝑛 ≥ 𝑀𝑢.......................................................................................Persamaan 2.31 𝜙𝑉𝑛 ≥ 𝑉𝑢.........................................................................................Persamaan 2.32 𝜙𝑇𝑛 ≥ 𝑇𝑢.........................................................................................Persamaan 2.33 Perhitungan kapasitas gaya geser penampang di hitung berdasarkan persamaan sebagai berikut: 𝜙𝑉𝑛 = 𝑉𝑐 + 𝑉𝑠................................................................................Persamaan 2.34 Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.5.5.1 perhitungan kuat geser nominal yang ditahan oleh beton sebagai berikut: 𝑉𝑐 = 0,17𝜆√𝑓𝑐 ′ . 𝑏. 𝑑 ......................................................................Persamaan 2.35 Perhitungan kekuatan geser nominal yang ditahan oleh beton sebagai berikut: 𝑉𝑠 =



𝐴𝑣.𝑓𝑦.𝑑 𝑠



......................................................................................Persamaan 2.36



28



Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.5.1.2 ukuran dimensi penampang harus memenuhi persamaan berikut: 𝑉𝑐 ≤ 𝜙(𝑉𝑐 + 0,66√𝑓𝑐 ′ 𝑏. 𝑑 ............................................................Persamaan 2.37 Keterangan: Av



= Luas tulangan geser (mm2)



b



= Lebar penampang (mm)



Vc



= Kuat geser nominal yang ditahan oleh beton (N)



Vn



= Gaya geser nominal (N)



Vs



= Kuat geser nominal tulangan geser (N)







= Faktor reduksi gaya geser (0,75)







= Faktor modifikasi yang merefeleksikan properties mekanis beton (1) Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.7.4.1 perhitungan nilai batas torsi



penampang senagai berikut: 𝐴2 𝑐𝑝⁄ 𝑇𝑡ℎ = 0,083𝜆√𝑓𝑐′ ( 𝑃𝑐𝑝) .....................................................Persamaan 2.38 Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.7.5.1 perhitungan retak torsi sebagai berikut: 𝐴2 𝑐𝑝⁄ 𝑇𝑐𝑟 = 0,33𝜆√𝑓𝑐′ ( 𝑃𝑐𝑝) ........................................................Persamaan 2.39



29



Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.7.7.1 pengecekan apakah potongan cukup untuk menahan gaya momen torsi dan perhitungan torsi nominal penampang sebagai berikut:



√[(



𝑉𝑢 2



(𝑇𝑢.𝑃ℎ)2



𝑉𝑐



) + 1,7.𝐴2𝑜ℎ ] ≤ 𝜙 𝑏.𝑑 + 8√𝑓𝑐′ .............................................Persamaan 2.40 𝑏.𝑑 Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 22.7.6.1.2 perhitungan pengecekan dan torsi



minimal penampang di hitung berdasarkan persamaan sebagai berikut: 2.𝐴𝑜.𝐴𝑡.𝑓𝑦



𝜙𝑇𝑛 = (



𝑃ℎ



) 𝑡𝑎𝑛𝜃 Persamaan 2.41



Keterangan: Ao



= Luas bruto yang dilingkupi oleh lintasan alir geser (mm2)



Aoh



= Luas yang dilingkupi oleh garis pusat tulangan torsi transversal tertutup terluar (mm2)



At



= Luas tulangan longitudinal torsi (mm2)



fc’



= Mutu beton (MPa)



Ph



= Keliling pusat tulangan torsi transversal tertutup luar (mm)



tanɵ



= Sudut



Tu



= Torsi ultimit (N.mm)



Vu



= Gaya geser ultimit (N)



Vc



= Kuat geser nominal yang ditahan oleh beton (N)



30



 2.8



= Faktor reduksi kuat torsi Kolom



2.8.1 pengertian kolom pada suatu konstruksi bangunan gedung, kolom berfungsi sebagai pendukung beban-beban dari balok dan pelat, untuk diteruskan ke tanah dasar melalui fondasi. beban dari balok dan pelat ini berupa beban aksial ickan serta momen lentur (akibat kontinuitas konstruksi). oleh karena itu dapat didefinisikan, kolom ialah suatu struktur yang mendukung beban aksial dengan/tanpa momen lentur. struktur bangunan gedung terdiri atas 2 bangunan utama, yaitu struktur bangunan bawah dan struktur bangunan atas. struktur bangunan hawah, yaitu struktur bangunan yang berada di bawah permukaan tanah yang lazim disebut fondasi. fondasi berfungsi sebagai pendukung struktur bangunan di atasnya untuk diteruskan ke tanah dasar. sedangkan siruktur bangunan atas, yaitu struktur bangunan yang berada di atas permukaan tanah, yang meliputi: struktur atap, pelat lantai, balok, kolom, dan dinding. selanjutnya, balok dan kolom ini menjadi satu kesatuan yang kokoh dan sering disebut sebagai kerangka (portal) dari suatu gedung. pada struktur bangunan atas, kolom merupakan komponen struktur yang paling penting untuk diperhatikan, karena apabila kolom ini iengalami kegagalan, maka dapat berakibat keruntuhan struktur hangunan atas dari gedung secara keseluruhan.



31



2.8.2 jenis kolom kolom dibedakan beberapa jenis menurut bentuk dan susunan tulangan, serta letak/posisi beban aksial pada penampang kolom. di samping itu juga dapat dibedakan menurut ukuran panjang-pendeknya kolom dalam hubungannya dengan dimensi lateral. 1.



Jenis kolom berdasarkan bentuk dan susunan tulangan Berdasarkan bentuk dan susunan tulangan, kolom dibedakan menjadi 3 macam, yaitu sebagai berikut: a.



Kolom segi empat, baik berbentuk empat persegi panjang maupun bujur sangkar, dengan tulangan memanjang dan sengkang.



b.



Kolom bulat dengan tulangan memanjang dan sengkang atau spiral.



c.



Kolom komposit, yaitu kolom yang terdiri atas beton dan profil baja struktural yang berada di dalam beton.



(a). kolom segi empat



(b). kelom bulat



(c). kolom komposit



Gambar 2.8 Jenis kolom berdasarkan bentuk dan susanan tularngan Sumber: Ali Asroni 2010



32



Dari ketiga jenis kolom tersebut, kolom bersengkang (segi empat dan bujur sangkar) merupakan jenis yang paling banyak dijampai karena pelaksanaan pekerjaannya mudah dan harga pembuatannya murah. 2.



jenis kolom berdasarkan letak/posisi beban aksial Berdasarkan letak beban aksial yang bekerja pada penampang kolom, kolom dibedakan menjadi 2 macam, yaitu kolom dengan posisi beban sentris dan kolom dengan posisi beban eksentris, seperti tampak pada gambar 2.8. Untuk kolom dengan posisi beban sentris, berarti kolom ini menahan beban aksial tepat pada sumbu kolom (lihat gambar 2.8(a)). pada keadaan ini seluruh permukaan penampang beton beserta tulangan kolom menahan beban tekan. Untuk kolom dengan posisi beban eksentris, berarti beban aksial bekerja di luar sumbu kolom dengan eksentrisitas sebesar e (lihat gambar 2.8(b)). beban aksial p dan eksentrisitas e ini akan menimbulkan momen (m) sebesar m = p.e. dengan demikian, kolom yang menahan beban aksial eksentris ini pengaruhnya sama dengan kolom yang menahan beban aksial sentris p serta momen m seperti tampak pada gambar 2.7 (c).



33



(a). beban p sentries



(b). beban p eksentris



(c). beban p dan m



Gambar 2.9 Jenis kolom berdasarkan letak beban aksial Sumber: Ali Asroni Tahun 2010 3.



Berdasarkan ukuran panjang dan pendeknya, kolom dibedakan atas 2 macam, yaitu: kolom panjang (sering pula disebut kolom langsing atau kolom kurus), dan kolom pendek (sering pula disebut kolom tidak langsing atau kolom gemuk). beban yang bekerja pada kolom panjang. dapat menyebabkan terjadi kegagalan/keruntuhan kolom akibat kehilangan stabilitas lateral karena bahaya tekuk. tetapi pada kolom pendek, kehilangan stabilitas lateral karena tekuk ini tidak pernah dijumpai. jadi kegagalan/keruntuhan pada kolom pendek sering disebabkan olelı kegagalan materialnya (lelehnya baja tulangan dan atau hancurnya beton). Kombinasi beban axial dan momen terfaktor pada kolom sulit untuk dipahami



tanpa adanya metode pengecekan pada tiap kombinasi. Seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah ini, dengan hanya mempertimbangkan kombinasi beban terfaktor akibat gaya aksial maksimum (LC1) dan momen lentur maksimum (LC2) belum tentu sesuai peraturan desain untuk kombinasi beban lainnya seperti LC3.



34



Gambar 2.10 Diagram interaksi kolom Sumber: SNI 2847 : 2019 2.8.3 Kolom SRPMK Design kolom SRPMK diatur dalam SNI 2847 : 2019 pasal 18.7 sebagai berikut: 1.



Batasan dimensi pasal 18.7.2.1 harus memenuhi persyaratan dibawah ini: a.



Dimensi penamapang terkecil diukur pada garis lurus yang melalui pusat geometri, tidak kurang dari 300 mm.



b.



Rasio dimensi penampang terkecil dari terhadap dimensi tegak lurusnyatidak kurang dari 0,4.



2.



Kekuatan lentur pasal 18.7.3.2, pada pasal ini diatur bahwa kekuatan lentur kolom harus memenuhi persamaan dibawah ini: ∑ 𝑀𝑛𝑐 ≤ 1,2 ∑ 𝑀𝑛𝑏 .................................................................Persamaan 2.42



35



3.



Tulangan longitudinal pasal pasal 18.7.4.1, pada pasal ini diatur bahwa rasio tulangan longitudinal kolom tidak boleh kurang dari 0,001Ag dan tidak boleh lebih dari 0,006Ag.



4.



Tulangan transversal pasal 18.6.4, pada pasal ini diatur bahwa tulangan transversal harus dipasang sepanjang daerah sendi plastis dari masing – masing muka join.



5.



Daerah sendi plastis harus memenuhi atau tidak boleh kurang dari nilai terbesar antara: a. Seperenam dari tinggi bersih kolom b. Sebesar 450 mm.



6.



Jarak tulangan sengkang pada daerah sendi plastis diatur dalam pasal 18.7.5.3. Pada pasal ini diatur spasi tulangan transversal tidak melebihi nilai terkecil dibawah ini: a. Seperempat dimensi terkecil penampang kolom. b. Enam kali diameter tulangan longitudinal terkecil. c. So yang ditentukan dengan rumus 𝑆𝑜 = 100



7.



350−ℎ𝑥 3



.



Spasi tulangan geser diluar sendi plastis diatur dalam pasal 18.7.5.5 sebagai berikut: a. Enam kali diameter tulangan longitudinal terkecil b. Sebesar 150 mm.



36



8.



Jumlah luasan tulangan geser pasal 18.7.5.4 harus dihitung berdasarkan tabel dibawah ini:



Tabel 2.3 Tulangan transversal untuk kolom-kolom sistem rangka pemikul momen khusus



Sumber: SNI 2847 : 2019 9.



Jumlah luasan tulangan sepanjang sendi plastis pasal 18.7.6.2 didesain untuk menahan geser dengan asumsi nilai Vc = 0.



2.8.4 Design Kolom Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 6.2.5.1 nilai radius girasi dihitung sebagai berikut: 𝐼𝑔



𝑟 = √(𝐴𝑔) ........................................................................................Persamaan 2.43



37



Nilai K dibaca dari monograph yang disediakan oleh SNI 2847 : 2019 pasal R.6.2.5.



Gambar 2.11 Monograph faktor panjang efektif k Sumber: SNI 2847 : 2019 Menurut SNI 2847 : 2019 pasal 6.2.5 di cek apakah kelangsingan dapat diabaikan untuk rangka momen bergoyang. 𝐾.𝑙𝑢 𝑟



≤ 22 ..........................................................................................Persamaan 2.44



𝜓=



𝐸𝐼 𝐸𝐼 𝑙𝑐 𝑙𝑐 𝐸𝐼 𝐸𝐼 [( )𝑏 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ+( )𝑏 𝑎𝑡𝑎𝑠] 𝑙𝑐 𝑙𝑐



[( )𝑐𝑜𝑙 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ+( )𝑐𝑜𝑙 𝑎𝑡𝑎𝑠]



.........................................................Persamaan 2.45



38



Perhitungan kekuatan axial pada eksintris nol sebagai berikut: 𝑃𝑜 = 𝐶𝑐 + ∑ 𝐹𝑠𝑖 .............................................................................Persamaan 2.46 Perhitungan gaya internal pada beton sebagai berikut: 𝐶𝑐 = 0,85. 𝑎. 𝑏. 𝑓𝑐′ ..........................................................................Persamaan 2.47 Perhitungan gaya internal pada masing – masing baja tulangan sebagai berikut: 𝜀𝑠𝑖 ≤ 0, 𝐹𝑠𝑖 = 𝜀𝑠𝑖. 𝐴𝑠𝑖. 𝐸𝑠 − 0,85. 𝐴𝑠𝑖. 𝑓𝑐′ ....................................Persamaan 2.48 𝜀𝑠𝑖 ≥ 0, 𝐹𝑠𝑖 = 𝜀𝑠𝑖. 𝐴𝑠𝑖. 𝐸𝑠 ..............................................................Persamaan 2.49 Perhitungan momen nominal kolom sebagai berikut: 𝑀𝑛 = 𝑀𝑐𝑐 + ∑ 𝑀𝑠𝑖 ........................................................................Persamaan 2.50 Perhitungan momen internal pada beton sebagai berikut: 𝑀𝑐𝑐 = 𝑑𝑐𝑐. 𝐶𝑐 .................................................................................Persamaan 2.51 Perhitungan momen internal pada masing – masing baja tulangan sebagai berikut: 𝑀𝑠𝑖 = 𝑑𝑖. 𝐹𝑠𝑖 ...................................................................................Persamaan 2.52 Keterangan: Asi



= Luas tulangan pada masing – masing baris tulangan (mm2)



Cc



= Gaya internal pada beton (N)



Ec



= Modulus elastisitas beton (MPa)



39



Fsi



= Gaya internal pada masing – masing baja tulangan (N)



I



= Inersia elastis penampang (mm4)



k



= Faktor panjang efektif



Lc



= Tinggi kolom dari center ke center (mm)



lu



= Tinggi kolom (mm)



Mcc



= Momen internal pada beton (N.mm)



Msi



= Momen internal pada masing – masing baja tulangan (N.mm)



Po



= Kekuatan axial pada eksintris nol (N)



εsi



= Regangan pada masing – masing baja tulangan







= Rasio kekakuan



2.9



Pembebanan



2.9.1 Beban Mati Beban mati merupakan beban statis yang bekerja pada bangunan sesuai dengan arah gaya gravitasi bumi. Gaya – gaya yang menghasilkan beban mati terdiri dari berat sendiri struktur, berat lantai keramik dan spesi, plafond, pasangan dinding bata, mekanikal elektrikal, dan plumbing. Penentuan berat minimum yang harus diperhitungkan sebagai beban mati untuk suatu bahan tertentu harus sesuai dengan SNI 1727 : 1989 beban desain minimum dan kriteria terkait untuk bangunan gedung dan struktur lain.



40



Tabel 2.4 Berat beban mati Beban Mati Beton bertulang



Besar Beban 2400 kg/m3 (23,544 kN/m3)



Dinding dan plasteran 1.



Tebal 15 cm



300 kg/m2 (2,943 kN/m2)



2.



Tebal 10 cm



200 kg/m2 (1,962 kN/m2)



Langit – langit + penggantung



18 kg/m2 (0,176 kN/m2)



Lantai keramik



24 kg/m2 (0,235 kN/m2)



Spesi per cm tebal



21 kg/m2 (0,206 kN/m2)



Mekanikal dan elektrikal



25 kg/m2 (0,245 kN/m2)



Sumber SNI 1727 : 1989 2.9.2 Beban Hidup Beban hidup merupakan beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk bahan konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir atau beban mati. Beban hidup atap merupakan beban pada atap yang diakibatkan pelaksanaan pemeliharaan oleh pekerja, perlatan dan material dan selama masa layan struktur yang diakibatkan oleh benda bergerak, seperti tanaman atau benda dekorasi kecil yang tidak berhubungan dengan penghunian.



41



Beban hidup yang diisyaratkan SNI 1727 : 2020 pasal 4.3 beban merata untuk fungsi bangunan sebagai sekolah sebesar 1,92 kN/m2, untuk beban atap bukan untuk hunian sebesar 0,96 kN/m2. 2.9.3 Beban Gempa Beban gempa adalah fenomena yang diakibatkan oleh benturan atau pergesekan lempeng tektonik (plate tectonic) bumi yang terjadi di daerah patahan (fault zone). Pada saat terjadi benturan antara lempeng-lempeng aktif tektonik bumi, akan terjadi pelepasan energi gempa yang berupa gelombang energi yang merambat ke dalam atau di permukaan bumi (Himawan Indarto, 2009). Pembebanan struktur beban gempa berdasarkan SNI 1726 : 2019 tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung dan non gedung. Analisis beban gempa dapat dilakukan dengan 3 cara analisis, yaitu analisi statik eqivalen, analisis respon spektrum, dan analisis time history. Analisis respon spektrum merupakan metode gempa yang diperoleh dari rekaman riwayat percepatan dari model derajat kebebasan (DOF) yang dibebani beban gempa yang berupa ground motion. Rekaman riwayat yang diambil merupakan plot dari nilai maksimum (percepatan, kecepatan, dan perpindahan) dari periode yang berbeda – beda sehingga sehingga membentuk kurva yang dikenal sebagai respon spektrum (Yudha Lesmana, 2020). Metode respon spektrum diatur dalam SNI 1726 : 2019 pasal 7.9.1 Halaman 77.



42



Gambar 2.12 Peta parameter gerak tanah Ss wilayah Indonesia untuk respon spektrum Sumber: SNI 1726 : 2019 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung dan non gedung



43



2.9.4 Arah Pembebanan Gempa Arah penerapan beban seismik yang digunakan dalam desain harus merupakan arah yang akan menghasilkan pengaruh beban paling kritis. Pengaruh beban paling kritis akibat arah penerapan gaya seismik pada struktur dianggap terpenuhi jika elemen struktur dan fondasinya didesain untuk memikul kombinasi beban beban yang ditetapkan berikut: 100 % gaya untuk satu arah ditambah 30 % gaya untuk arah tegak lurus. 2.10 Kriteria Desain Perencanaan Struktur Gedung Tahan Gempa 2.10.1 Faktor Keutamaan Gempa dan Kategori Risiko Struktur Bangunan Berdasarkan SNI 1726 : 2019 pasal 4.12 tentang faktor keutamaan dan kategori resiko struktur bangunan. Tabel 2.5 Kategori risiko bangunan gedung dan nongedung untuk beban gempa Jenis Pemanfaatan Kategori Resiko Gedung dan nongedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain: - Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan



I



- Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya



44



Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: - Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran



II



- Gedung apartemen/ rumah susun - Pusat perbelanjaan/ mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik Gedung dan nongedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: - Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo III



45



Gedung dan nongedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: - Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi Gedung dan nongedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran. Gedung dan nongedung yang dikategorikan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk: - Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah ibadah



46



- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, tsunami, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas



IV



lainnya untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat Gedung dan nongedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV Sumber: SNI 1726 : 2019



47



Tabel 2.6 Faktor keutamaan gempa Kategori Resiko



Faktor Keutamaan Gempa, Ie



I atau II



1,0



III



1,25



IV



1,50



Sumber: SNI 1726 : 2019 2.10.2 Pemilihan Sistem Struktur Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik yang mengikuti pasal ini. Struktur dengan kategori risiko I, II, atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral percepatan terpetakan pada periode 1 detik, S 1, lebih besar dari atau sama dengan 0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E. Struktur yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral percepatan terpetakan pada periode 1 detik, S 1, lebih besar dari atau sama dengan 0,75, harus ditetapkan sebagai struktur dengan Tabel 2.7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode pendek Nilai SDS Kategori resiko I atau II atau III



IV



SDS < 0,167



A



A



0,167 ≤ SDS ≤ 0,33



B



C



0,33 ≤ SDS ≤ 0,50



C



D



0,50 ≤ SDS



D



D



Sumber: SNI 1726 : 2019



48



Tabel 2.8 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode1 detik Nilai SD1 Kategori resiko I atau II atau III



IV



SD1 < 0,067



A



A



0,067 ≤ SD1 ≤ 0,133



B



C



0,133 ≤ SD1 ≤ 0,20



C



D



0,20 ≤ SD1



D



D



Sumber: SNI 1726 : 2019 2.10.3 Faktor Reduksi Gempa (R) Berdasarkan SNI 1726 : 2019 Pasal 7.2 Tabel 12, sistem struktur memiliki penahan gaya seismik yang ditentukan oleh parameter-parameter. Faktor koefisien modifikasi respons, faktor kuat lebih sistem, faktor pembesaran defleksi, berdasarkan SNI 1726 : 2019 dapat dilihat pada Tabel 2.5 di bawah ini.



49



Tabel 2.9 Faktor R, Cd, dan  untuk sistem pemikul gaya seismik Koefisien No



D



Faktor



Sistem Penahan Gaya



Modifikasi



Faktor Kuat



Pembesaran



Seismik



Respon Ra



Lebih, Ω0g



Defleksi, Cbd



8



3



5½



Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang menahan > 25 % gaya gempa



1



Dinding



geser



beton



bertulang biasa Sumber: SNI 1726 : 2019 2.11 Analisa Gaya Lateral Statik Eqivalen 2.11.1 Gaya Geser Dasar Seismik Berdasarkan SNI 1726 : 2019, gaya geser dasar seismik V dalam arah yang ditentukan sebagai berikut: 𝑉 = 𝐶𝑠. 𝑊 ........................................................................................Persamaan 2.53 𝑉=



𝑆𝐷𝑠 𝑅 𝐼𝑒



( )



W ........................................................................................Persamaan 2.54



Keterangan: V



= Gaya geser dasar seismik



Cs



= Koefisien respon seismik



50



W



= Berat struktur



SDs



= Parameter percepatan respon



R



= Koefisien modifikasi respon



Ie



= Faktor keutamaan gempa



2.11.2 Periode Alami Fundamental Periode adalah besarnya waktu yang dibutuhkan untuk mencapai satu getaran. Periode alami struktur perlu diketahui agar resonansi pada struktur tersebut dapat dihindari. Resonansi struktur adalah keadaan dimana frekuensi alami pada struktur sama dengan frekuensi beban luar yang bekerja sehingga dapat menyebabkan keruntuhan pada struktur. Periode fundamental struktur, dalam arah yang ditinjau harus diperoleh menggunakan sifat struktur dan karakteristik deformasi elemen pemikul dalam analisis yang teruji. Penentuan periode struktur dalam SNI 1726 : 2019 pasal 7.8.2 ada dua pendekatan yang digunakan sesuai dengan persamaan 2.5 dan persamaan 2.6 sebagai berikut: 𝑇𝑎 = 𝐶𝑡. ℎ𝑛𝑥 ......................................................................................Persamaan 2.55 𝑇𝑎 = 0,1𝑁 .......................................................................................Persamaan 2.56 Keterangan : T = Ta = Periode Struktur (detik) N



= Jumlah tingkat



51



Tabel 2.10 Nilai periode pendekatan Ct dan x Tipe Struktur



Ct



x



1. Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8



0,0724



0,8



2. Rangka beton pemikul momen



0,0466



0,9



Rangka baja dengan bresing eksentris



0,0731



0,75



Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk



0,0731



0,75



Semua sistem struktur lainnya



0,0488



0,75



Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 % gaya seismik yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya seismik:



Sumber: SNI 1726 : 2019 2.12 Analisa Respon Spektrum Berdasarkan Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa, parameter respon terkombinasi respons masing-masing ragam yang ditentukan melalui spektrum respons rencana gempa merupakan respons maksimum. Terdapat dua cara metode superposisi, yaitu metode Akar Kuadrat Jumlah Kuadrad (Square Root of the Sum of Squares/SRSS) dan Kombinasi Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination/CQC). Dalam hal ini, jumlah ragam vibrasi yang ditinjau dalam penjumlahan ragam respons menurut metode ini harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa dalam menghasilkan respons total harus mencapai sekurang-kurangnya 90%.



52



2.13 Kombinasi Pembebanan Konsep pembebanan dengan arah ortogonal (100% dan 30%) yang terdapat dalam SNI 1726 : 2019 pasal 7.5.3 akan di setting pada saat beban respon spektrum sebagai berikut: 1,4D ..................................................................................................Persamaan 2.57 1,2D + 1,6L + 0,5R ..........................................................................Persamaan 2.58 1,2D + 1,6L + 0,5LR ........................................................................Persamaan 2.59 (1,2 + 0,2SDs) D +  Rs – x + L ......................................................Persamaan 2.60 (1,2 + 0,2SDs) D +  Rs – y + L ......................................................Persamaan 2.61 (0,9 – 0,2SDs) D +  Rs – x .............................................................Persamaan 2.62 (0,9 – 0,2SDs) D +  Rs – x .............................................................Persamaan 2.63 Nilai faktor redundasi () pasal 7.3.4.2 sebesar 1,3



53



3 BAB III METODEOLOGI PENILITIAN



3.1



Lokasi Penelitian Lokasi penelitian pada tugas besar mata kuliah struktur bangunan tahan



gempa yang berjudul “Analisis dan Desain Gedung A Sekolah Tinggi Teknologi Dumai”, yang berlokasi di Jl. Arifin Ahmad Kota Dumai, Riau. 3.2



Jenis Penilitian Pada tugas akhir ini dilakukan perhitungan struktur atas tahan gempa gedung



baru STT Dumai dengan dengan jenis beban yaitu, beban mati (dead load), beban hidup (live load), beban gempa statik, dan beban gempa dinamis response spectrum. 3.3



Pengumpulan Data Dalam tahapan ini diperlukan data-data yang memenuhi agar perencanaan



dan pelaksanaan dapat tepat sasaran dan efektif. Data yang dijadikan bahan acuan dapat diklasifikasikan menjadi 2 data. 3.3.1 Data Gedung Gedung yang ditinjau sebagai objek analisa tugas besar ini adalah gedung baru STT Dumai. Gedung ini terdiri dari struktur beton bertulang ... lantai yang beralamatkan di Jl. Soekarno – Hatta, Dumai –Riau. Data struktur dari gedung tersebut antara lain:



54



Nama Gedung



: Gedung Baru STT Dumai



Lokasi



: Jl. Soekarno – Hatta, Dumai –Riau



Jumlah Lantai



:-



Fungsi Gedung



: Sekolah



Tinggi Tiap Lantai Kosong Kosong Kosong Kosong Mutu Bahan a.



Mutu Beton Plat, Kolom, Balok



b.



Mutu Baja



: f’c 30 MPa



Tulangan Utama



: Fy 420 MPa



Tulangan Sengkang



: Fy 240 MPa



3.3.2 Denah Gedung Dalam penilitian ini menggunakan metode analisis. Maksud dari penilitian ini adalah untuk menghitung struktur atas gedung baru STT Dumai yang tahan terhadap gaya gempa.



55



3.4



Metode Analisis Dalam tugas akhir ini menggunakan metode analisis. Maksud dari tugas akhir



ini adalah untuk merencanakan sistem struktur dan penulangan nya yang mampu menahan gaya gempa rencana. Analisis gaya – gaya dalam menggunakan bantuan dari software SAP 2000, dalam melakukan analisis menggunakan software SAP 2000 dilakukan permodelan sebagai berikut: 1.



Menentukan sistem struktur.



2.



Menentukan dimensi struktur.



3.



Membuat permodelan dengan bantuan software ETABS V19.



4.



Pembebanan struktur berupa beban mati, beban hidup, beban statik eqivalen, dan beban respon spektrum.



5.



Analisis gaya – gaya dalam menggunakan software ETABS V19.



6.



Perhitungan dan pendetailan komponen struktur.



56



3.5



Diagram Alir Mulai



Studi Literatur dan Pengumpulan Data



Plimery Design (Plat, Balok, dan Kolom)



Permodelan Struktur



Pembebanan Struktur



Perhitungan Gaya Geser Dasar Statik Eqivalen



Perhitungan Gaya Geser Dasar Statik Eqivalen dan Beban Respon Spektrum



Analisis Struktur (Ya / Tidak)



Pembesaran Dimensi



Perhitungan dan Penulangan Struktur



Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Sumber: Penulis



57



4



DAFTAR PUSTAKA



BSN, 2019, SNI 1726 : 2019 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Nongedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. BSN, 2019, SNI 2847 : 2019 Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung dan Penjelasan (ACI 318M-14 dan ACI 318RM-14, MOD). Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. BSN, 2020, SNI 1727 : 2020 Beban Desain Minimum dan Kriteria Terkait Untuk Bangunan Gedung dan Struktur Lain. Jakarta: Standardisasi Nasional. BSN, 1989, SNI 1727 : 1989 Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. ACI, 2018, The Reinforced Concrete Design Handbook A Companion to ACI 318M-14. United States: American Concrete Institute. Tavio dan Usman Wijaya, 2019, Buku Panduan Desain Struktur Beton Bertulang Dasar Sesuai ACI 318M-14 Code. Jakarta: Grup Penerbitan CV Budi Utama. Yudha Lesmana, 2020, Handbook Prosedur Analisa Beban Gempa Struktur Bangunan Gedung Berdasarkan SNI 1726-2019 (Edisi Pertama), Makassar: Media Pustaka. HAKI, 2020, Webinar Prosedur Penentuan Beban Gempa Untuk Bangunan Gedung Menurut SNI 1726:2019. Jakarta: Himpunan Ahli Kontruksi Indonesia. Ali Asroni, 2010, Balok dan Pelat Beton Bertulang (Edisi Pertama). Yogyakarta: Graha Ilmu. Ali Asroni, 2010, Kolom Fondasi dan Balok T Beton Bertulang (Edisi Pertama). Yogyakarta: Graha Ilmu. Wolfgang Schueller, 1989, Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi. Bandung: PT. Eresco. 56



Tanjung Rahayu dan Zulkifli, 2021, Perencanaan Apartemen 10 Lantai Dengan Sistem Ganda SRPMK dan Shear Wall Untuk Kota Cianjur. Cianjur: Universitas Suryakancana. Mahbub, A., Abdiyah,A., Totok, Y., Titin, S., 2020, Perencanaan Struktur Tahan Gempa Gedung Laboratorium Fakultas Teknik Unhasy di Jombang. Jombang: Universitas Hasyim Asy’ari. Samuel, S.P., M. Afif, S. Dewi, S., 2021, Analisis Perilaku Dinamik Struktur Gedung Perkantoran Lantai Empat Daerah Istimewa Yogyakarta Terhadap Beban Gempa SNI 1726:2019. Yogyakarta: Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa. Heri, I., dan Azhar, y., R., 2020, Analisa pengaruh P – Delta Effect Terhadap Perbedaan Ketinggian Struktur Gedung Tahan Gempa (Studi Kasus: Non – Highrise Building). Surabaya: Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya.



57