Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

17
BAB IV 4.1. Pemodelan Struktur 4.1.1. Data Umum Struktur 1. Fungsi gedung : Gedung perkantoran 2. Jenis struktur : Beton bertulang 3. Jenis tanah : Tanah lunak 4. Letak Wilayah : Palembang 5. Mutu beton (f c ’) : 30 Mpa 6. Mutu baja (f y ) : 400 Mpa 7. Berat jenis beton (γ) : 2400 Mpa 8. Tinggi bangunan : 10 lantai (36 meter) 9. Portal arah X dan Y : 6 meter dan 5 meter Gambar IV.1. Denah bangunan

description

free

Transcript of Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

Page 1: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

BAB IV

4.1. Pemodelan Struktur

4.1.1. Data Umum Struktur

1. Fungsi gedung : Gedung perkantoran

2. Jenis struktur : Beton bertulang

3. Jenis tanah : Tanah lunak

4. Letak Wilayah : Palembang

5. Mutu beton (fc’) : 30 Mpa

6. Mutu baja (fy) : 400 Mpa

7. Berat jenis beton (γ) : 2400 Mpa

8. Tinggi bangunan : 10 lantai (36 meter)

9. Portal arah X dan Y : 6 meter dan 5 meter

Gambar IV.1. Denah bangunan

Page 2: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

4.1.2. Dimensi struktur

Tabel IV.1. Dimensi pelat, balok, kolom portal 10 lantai

Dimensi Portal 10 lantai (40 meter)

Pelat (cm)

Atap 12

Lantai 12

Balok (cm)

B 40

H 50

Dingding geser ( cm)B 35

Kolom (cm)

1 80 x 80

2 80 x 80

3 80 x 80

4 70 x 70

5 70 x 70

6 70 x 70

7 70 x 70

8 60 x 60

9 60 x 60

10 60 x 60

Page 3: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

4.1.3. Perhitungan Pembebanan

Gambar 4.2. Element struktur yang masuk ke dalam perhitungan berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap.

1. Berat struktur pada lantai 1

a. Berat sendiri struktur

Berat kolom lantai 1

= (0,8m x 0,8m x 4,5m) x 24kN/m3 x 24 + (0,8m x 0,8m x 1,75m) x

24kN/m3 x 24

= 1658,88 kN + 645,12 kN

= 2304 kN

Berat balok lantai 1

Element struktur yang diperhitungkan untuk berat lantai 10

Element struktur yang diperhitungkan untuk berat lantai 1

Element struktur yang diperhitungkan untuk berat lantai 2-9 dengan variasi dimensi kolom

Kolom-kolom yang diperhitungkan hanya ½ dari tinggi kolom lantai 10untuk perhitungan berat struktur lantai 10 atap

setengah kolom lantai 2 masuk ke dalam perhitungan berat lantai 1

Page 4: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

= (0,4m x 0,5m (6m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x

(5m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 18

= 499,2 kN + 362,88 kN

= 862,08 kN

Berat pelat lantai 1

= (30m x 15m) x 0,12m x 24kN/m3

= 1296 kN

Berat dingding geser ( Shear wall)

= (4,2m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2 + (4,2m x 0,35m x 1,75m) x

24kN/m3 x 2

= 261,072 kN + 123,48 kN

= 384,552 kN

2. Berat struktur pada lantai – lantai lainnya (tipikal)

a. Berat sendiri struktur

Berat kolom untuk lantai 2

= (0,8m x 0,8m x 3,5m) x 24kN/m3 x 24

= 1290,24

Berat kolom untuk lantai 3

= (0,8m x 0,8m x 1,75m) x 24kN/m3 x 24 + ( 0,7m x 0,7m x 1,75m)

x 24kN/m3 x 24

= 645,12 kN +493,92 kN

= 1139,04 kN

Berat kolom untuk lantai 4,5, dan 6

= (0,7m x 0,7m x 3,5m) x 24kN/m3 x 24

Page 5: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

= 987,84 kN

Berat kolom untuk lantai 8 dan 9

= (0,6m x 0,6m x 3,5m) x 24kN/m3 x 24

= 725,76 kN

Berat balok lantai untuk 2 dan 3

= (0,4m x 0,5m (6m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x

(5m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 18

= 499,2 kN + 362,88 kN

= 862,08 kN

Berat balok lantai untuk 4,5,6, dan 7

= (0,4m x 0,5m (6m-0,35m-0,35m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m

x (5m-0,35m-0,35m)) x 24kN/m3 x 18

= 508,8 kN + 371,52 kN

= 880,32 kN

Berat balok lantai untuk 8, dan 9

= (0,4m x 0,5m (6m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x

(5m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 18

= 518,4 kN + 380,16 kN

= 898,56 kN

Berat pelat untuk lantai 2-9

= (30m x 15m) x 0,12m x 24kN/m3

= 1296 kN

Berat dingding geser ( Shear wall) untuk lantai 2 dan 3

= (4,2m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2

Page 6: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

= 261,072 kN

Berat dingding geser ( Shear wall) untuk lantai 4,5,6, dan 7

= (4,3m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2

= 267,288 kN

Berat dingding geser ( Shear wall) untuk lantai 8 dan 9

= (4,4m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2

= 273,504 kN

3. Berat struktur pada lantai 10

a. Berat sendiri struktur

Berat kolom lantai 10

= (0,6m x 0,6m x 1,75m) x 24kN/m3 x 24

= 362,88 kN

Berat balok lantai 10

= (0,4m x 0,5m (6m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x

(5m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 18

= 518,4 kN + 380,16 kN

= 898,56 kN

Berat pelat lantai 10

= (30m x 15m) x 0,12m x 24kN/m3

= 1296 kN

Berat dingding geser ( Shear wall)

= (4,4m x 0,35 x 1,75m) x 24kN/m3 x 2

= 129,36 kN

4. Berat tambahan beban mati (dead load) tiap lantai (lantai 2-9)

Page 7: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

a. Berat partisi = 2,5 kN/m3

b. Beban screed + keramik + Plafond + mekanical electical = 1,6 kN/m3

= (2,5 + 1,6 )kN/m3 x 15m x 30 m

= 1845 kN

5. Beban hidup tiap lantai (lantai 2-9)

= 2,5 kN/m3 x 15m x 30m

= 1125 kN (Beban hidup dapat direduksi sehingga beban

hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 %

saja)

= 337,5 kN

6. Berat tambahan beban mati (dead load) untuk atap (lantai 10)

a. Beban plafond + mekanical, dan electrical = 0,5 kN/m3

7. Beban hidup pada atap (lantai 10)

= 1,5 kN/m3 x 15m x 30m

= 675 kN (Beban hidup dapat direduksi sehingga beban

hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 %

saja)

= 202,5 kN

4.1.4. Perhitungan Rekapitulasi beban struktur

Berat struktur per lantai :

Lantai 1 = berat kolom lantai 1 + berat balok lantai 1 + berat pelat lantai 1 + berat dingding geser/ shera wall + beban mati tambahan + beban hidup lantai 1

= 2304 kN + 862,08 kN + 1296 kN + 384,552 kN + 1845 kN + 337,5 kN

= 7029,132 kN

Untuk berat struktur tiap lantai disajikan dalam tabel berikut ini.

Page 8: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

Tabel IV.2. Berat struktur per lantai model A

Lantai Tinggi hx (m) Berat lantai wx (kN) wx . hx (kN.m)

10 36 3114,3 121114,8

9 32,5 4650,56 151143,2

8 29 4650,56 134866,24

7 25,5 5482,908 139814,15

6 22 5613,94 123506,68

5 18,5 5613,94 103857,89

4 15 5613,94 84209,1

3 11,5 5740,69 66017,935

2 8 5891,89 47135,12

1 4,5 7029,13 31631,085

Σ 53401,858 1003296,2

Tabel IV.3. Berat struktur per lantai model B

Lantai Tinggi hx (m) Berat lantai wx (kN) wx . hx (kN.m)

10 36 2984,94 107457,84

9 32,5 4377,056 142254,32

8 29 4377,056 126934,624

7 25,5 5215,62 132998,31

6 22 5346,652 117626,344

5 18,5 5346,652 98913,062

4 15 5346,652 80199,78

3 11,5 5479,618 63015,607

2 8 5630,818 45046,544

1 4,5 6644,578 29900,601

Σ 50749,642 944347,032

Page 9: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

4.1.5. Beban Gempa

1. Menentukan nilai Ss dan S1

Untuk mendapatkan nilai parameter respon spektral percepatan gempa MCER

terpetakan untuk periode pendek (Ss) dan parameter respon spektral percepatan

gempa MCER terpetakan untuk periode 1,0 detik dapat dilakukan dengan mengetahui

koordinat lokasi proyek yang akan dibangun, dalam hal ini adalah Palembang yaitu (-

2.990934, 104.75655649999999) nilai ini bisa didapat dari aplikasi google map.

kemudian nilai terebut kita masukan ke website PU maka akan kita dapatkan

nilainya. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/sec

Ss = 0,264 g

S1 = 0,165 g

Gambar IV.3. koordinat lokasi Palembang

2. Menentukan kategori risiko dan faktor keutamaan bangunan Ie

Bangunan yang akan direncanakan adalah gedung kampus dan fasilitas

pendidikan termasuk ke kategori IV.

Tabel IV.4. Kategori resiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa

Page 10: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

Jenis BangunanKategori

Risiko

Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas yang

penting, termasu, tetapi tidak dibatasi untuk :

Bangunan-bangunan monumental

gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

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, angin badai,

dan tempat tempat perlindungan lainnya.

Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan

fasilitas lainnya untuk tanggap darurat.

struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,

tangki penyimpanan minyak bakar, menara pendingin,

stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau

struktur rumah atau struktur pendukung air atau material

peralatan pemadam kebakaran ) yang di isyaratkan untuk

beroperasi pada saat keadaan darurat.

Gedung dan nongedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan

fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori IV

IV

Tabel IV.5 Faktor keutamaan gempa

Kategori resiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,50

Jadi untuk kategori bangunan gedung sekolah dan fasilitas pendidikan yang

termasuk ke kategori IV didapat nilai Ie = 1,50

Page 11: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

3. Menentukan kategori desain seismik (KDS) untuk kota Palembang

3.1. Menentukan koefisien situs Fa dan Fv untuk Kota Palembang

Untuk menentukan koefisien situs Fa dan Fv pertama harus ditentukan jenis

tanah dimana proyek tersebut akan dibangun, dalam hal ini adalah palembang

dengan asumsi jenis tanah lunak (SE).

Tabel IV.6. Koefisien situs, Fa

Kelas situsParameter respon spektral perceptan gempa (MCER) terpetakan pada

periode pendek, T=0,2 detik, Ss

Ss ≤0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss ≥ 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF SSb

Catatan : Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

Tabel IV.7. Koefisien situs, Fv

Kelas situsParameter respon spektral perceptan gempa (MCER) terpetakan pada

periode 1 detik, S1

Ss ≤0,1 Ss = 0,2 Ss = 0,3 Ss = 0,4 Ss ≥ 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF SSb

Catatan : Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

Untuk nilai Ss = 0,264 g karena tidak terdapat pada tabel, maka di interpolasi antara

nilai Ss = 0,25 dan Ss = 0,5 sehingga didapat hasilnya untuk Ss = 0,264 g Fa = 2,456.

Page 12: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

begitu juga dengan nilai S1 0,165 g harus diinterpolasi antara S1 = 0,1 dan S1 = 0,2

didapat hasilnya untuk S1 = 0,165 g Fv = 3,306

3.2. Menentukan spektral respon percepatan Sds dan Sd1 untuk kota Palembang

Untuk kelas situs SE – Tanah Lunak

SDS = 2/3 (Fa x Ss)

= 2/3 (2,456 x 0,264)

= 0,432 g

SD1 = 2/3 (Fv x S1)

= 2/3 (3,305 x 0,165)

= 0,363 g

Tabel IV.8. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode pendek

Nilai SDSKategori risiko

I atau II atau III IVSDS < 0,167 A A

0,167≤ SDS < 0,33 B C0,33≤ SDS < 0,50 C D

0,50 ≤ SDS D D

Tabel IV.8. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode 1 detik

Nilai SD1Kategori risiko

I atau II atau III IVSD1 < 0,167 A A

0,067≤ SD1 < 0,133 B C0,133≤ SD1 < 0,20 C D

0,20 ≤ SD1 D DKesimpulan : Untuk jenis pemanfaatan, Kategori risiko dan jenis tanah lunak didapat

Kategori Disain seismik (KDS) D

4. Membuat Spektrum Respon disain

Rekapitulasi nilai-nilai parameter respon spektrum

Page 13: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

Ss = 0,264 g, S1 = 0,165 g, Fa = 2,456, Fv = 3,306, SDS = 0,432 g, SD1= 0,363 g

T0 = 0,2 SD1 / SDS

= 0,2 x 0,363 g / 0,432 g

= 0,168

Ts = SD1 / SDS

= 0,363 g / 0,432 g

= 0,841

Tabel IV.9. koordintat Spektrum respon disain

X Y X Y0 0,1728 0,841 0,431629

0,168 0,432 0,841 0,4316290,841 0,432 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629

Grafik IV.1. Spektrum respon disain

Page 14: Perhitungan Penentuan Analisis Dinamik Respon Spektrum

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

Spektrum Respon Disain

Periode, T (detik)

Per

cepa

tan

resp

on s

pekt

ra, S

a (g

)